封闭式母线特性分析论文

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摘要：封闭式母线具有结构紧凑、安装方便、互换性好、使用安全、寿命长等一系列优点，被广泛地应用在工矿企业、高层建筑等供配电系统中。在安装工程中，既要对该产品的特点、性能、构造、保存、有所了解，又要熟悉设计要求及其安装规范，以提高其安装质量。

关键词：高层建筑封闭式母线特性安装

一、封闭式母线有关的特性

?1.封闭式母线的主要用途及其适用范围

?封闭式母线可分为密集型绝缘母线和空气型绝缘母线，适用于额定工作电压660V、额定工作电流250～2500A、频率50Hz的三相四线制或三相五线制供配电线路，它具有结构紧凑、绝缘强度高、传输电流大、互换性能好、电气性能稳定、易于安装维修、寿命时间长等一系列特点。被广泛地应用在工矿企业、高层建筑和公共设施等供配电系统。

?2.封闭式母线的构造及其使用环境

?导电封闭式母线外壳的表面处理是一项很重要的工作，它包括酸洗、磷化、烘干、喷粉、固化等工艺过程。采用聚酯环氧粉末喷涂的外壳，其表面附着力强保持时间久，并能起到绝缘作用。

?(1)导电铜排——由纯铜排组成，导电铜排接头的表面应均匀镀锡或镀银。

?(2)绝缘材料——由聚四氟乙烯、聚碳酸高强绝缘塑料块组成。

?(3)固定螺栓、绝缘套管、盖板，如图1所示。

?封闭式母线安装场地不易超过海拔高度2000m，周围空气温度不高于＋40℃、不低于－5℃，在24小时内其品平均温度不超过＋35℃，空气相对湿度在40℃时不超过50％、在20℃时不超过90％。周围空气清洁无尘埃及腐蚀绝缘的气体。

?3.封闭式母线的技术性能

?(1)封闭式母线应符合以下技术规范要求：

IEC439－2《低压成套开关和控制设备》、GB7251－87《低压成套开关设备》、ZBK36002－89《母线槽、母线干线系统》、ZBK36003－89《密集绝缘母线槽》。

?(2)封闭式母线适用于额定电压660V以下，频率50Hz的交流电源，母线在额定电流及110％额定电压下保证能长期工作，封闭式母线长期通过额定电流时其母排接触点最高温度不应大于60℃。封闭式母线在周围的温度为20℃±5℃，湿度为50～70％的常态下其绝缘电阻不小于20MΩ。

?(3)封闭式母线能承受1min内(3000V50Hz)交流电，而无击穿和闪络现象。

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二、封闭式母线的单元组成及其保存

封闭式母线应用的场所是低电压、大电流的供配电系统，一般安装在电气竖井内，使用单一的中心母线系统向每层楼内供配电。封闭式母线系统可由多种母线单元组成；

?(1)直线型母线单元

?直线型母线单元是用于延长供配电线路，带分接装置的封闭式母线与插接箱配套使用以分配电力负荷。

?(2)始端母线单元

?始端母线单元与始端进线箱配套组成母线与电缆的连接部件，始端母线单元也可与变压器或配电柜连接。

?(3)膨胀母线单元

?膨胀母线单元用于吸收由于热膨胀产生的母线轴向的变化量，当母线长度超过80m时应安装一节膨胀母线单元。

?(4)变径母线单元

?变径母线单元用于同一系统中不同额定电流单元的连接，以便使整个母线系统供电更加经济合理。

?(5)各种母线弯曲单元

?各种母线弯曲连接单元有L型、T型、Z型、＋字型四种，用于水平、垂直供配电的连接和改变走向，可灵活地将母线系统连接起来。

?(6)母线终端盒

?母线终端盒用于封闭式母线的终止端，以保证母线系统的供电安全。

?(7)插接箱

?插接箱用在封闭式母线上引出电源出路，插接箱内装有自动空气开关，用于切断和接通电源。

?封闭式母线的保存是安装前的一项重要工作，厂家将封闭式母线运到现场后，电气技术人员要根据发料单及时点验材料和数量。包装母线的塑料布应在安装时取掉，以防止母线内进入潮气，存放的地方应清洁干燥并远离高温环境，库房内堆放母线要用垫块分开码放，避免磕碰外壳的保护层。

?电气技术人员在检查完产品质量后应及时收集厂家提供的有关资料，以保证业主、监理部门的检查。譬如产品说明书、试验记录、出厂合格证、安装图纸、电气试验记录等。

三、封闭式母线的选择

?封闭式母线导电铜排的截面越大，电能损耗就越小，但线路投资维修管理及有色金属消耗量将随之相应的增加。因此我们在设计选择封闭式母线时要从经济角度出发，选择合理规格的封闭式母线，既要保证线路电能损耗最小，又不会增加线路投资、维修管理和有色金属消耗量。

?低压供配电线路的形式一般分放射式或树干式，在高层建筑、大型公共设施低压供配电线路中，笔者建议供电线路的设计以放射式为主，配电线路以树干式为主。这样设计的供配电线路可减少投资、经济使用，其引出点发生故障时互不影响，供电安全可靠。

?封闭式母线应敷设在强电的电气竖井内，电气竖井应靠近建筑物内用电负荷的中心位置，尽量减少干线的长度，节约建设投资。电气竖井不得与电梯、管道等共用一个竖井，避免靠近热力管道、柴油发电机排烟管道。

?封闭式母线计算电流的公式：Ic=Pc/3UNCOSφ,其中Pc=KdPe。

Kd——需要系数

Pe——用电设备组的设备容量

Pc——用电设备组的计算负荷

UN——用电设备组的额定电压

?COSφ——用电设备组的平均功率因数

选择的封闭式母线应满足不等式：Ie≥Ic，否则需要重新计算和校正。

?Ie——封闭式母线的允许载流量(见表1所示额定电流)

?Ic——封闭式母线的计算电流

?在实际工作中，我们可利用经验来选择封闭式母线的规格，一般情况下“封闭式母线允许载流量的数值为计算负荷数值的2倍”。譬如Pc=500KW，可选择1000A的封闭式母线。

四、封闭式母线的安装工作

?封闭式母线安装前，应保证电气竖井、变配电室、母线经过的场所装饰工程、暖卫通风工程全部结束，以保证封闭式母线不被污染。楼板及墙体的预留洞、预埋件应按设计要求的位置预埋预留。封闭式母线各功能单元的连接部件及活动接头上的铜排表面必须清理干净，外壳内和绝缘子安装前也应擦试干净不得有遗留物。外壳的相间短路板应位置正确连接良好，相间支撑板应安装牢固，分段绝缘的外壳应做好绝缘措施，外壳各连接部位的扭距螺栓应用力距板手紧固，各接触面应封闭良好，母线的紧固件必须用热镀锌制品。母线与外壳应同心其误差不得超过5mm，母线段与母线段连接时两相邻段母线及母线外壳应对齐，连接后不得使母线及母线外壳承受到机械应力。在封闭式母线整体安装前必须做绝缘试验，用1000V兆欧表测量相间、相壳之间、各个功能单元的绝缘电阻，其绝缘电阻不得小于20MΩ。安装人员要认真对照封闭式母线系统图，检查所有母线的规格、型号避免盲目安装，造成返工影响施工安装质量。

?封闭式母线安装时整体结构应横平竖直，水平符设时距地面安装高度不小于2.2m，垂直敷设时距地面1.8m以上，母线的拐弯处以及与插接箱的连接处应加支架。支架成排安装时支架成排安装时应排列整齐间距均匀，支架之间的距离不应大于2m。当母线的终端盒、始端盒悬空时应采用支架固定，墙体、顶板上的支架必须用两条膨胀螺栓固定，膨胀螺栓应加平光垫片和弹簧垫片如图2、3所示。母线垂直通过顶板敷设时，应在通过的底板上采用槽钢支撑固定如图4所示。当封闭式母线跨越建筑物的伸缩缝或沉降缝时，采用适应建筑物结构移动的措施，防止母线连接处水平移动造成断裂，影响母线的正常供配电。

五、目前封闭式母线存在的问题及其改进方法

?封闭式母线是目前工业、建筑等行业应用比较广泛的电气产品，它输送的电流比较大，所以供配电系统中只要有微小的电阻变化，都将会产生较大的热，如何降低封闭式母线的电阻阻值，将是该产品安装过程的关键问题。在正常条件下，封闭式母线的导电铜排本身的电阻是很小的，譬如1000A的密集型绝缘母线为34.5×10－6Ω/m，1000A的空气型绝缘母线为44×10－6Ω/m。然而各单元之间的连接处、插接箱的插接处，它们之间的接触电阻不应忽视。通常封闭式母线通电后易在此处发热，氧化周围的铜排。因此如何降低母线连接处的接触电阻，对于保证母线的供配电安全将是十分重要。

?1.在安装过程中，空气型绝缘母线之间主要是通过插接口进行连接的，插接口处的导电铜排是单面插接，其接处面并不是很紧密的。笔者建议插接口处的导电铜排改为双面插接，这样可增加插接口处导电铜排的接触面积一倍，降低接触电阻一倍，避免此处过热、氧化导电铜排的现象。

?2.密集型绝缘母线之间的接头连接，有些是采用在导电铜排上钻孔用铜螺栓连接。这样做将减小导电铜排的截面导致在钻孔周围发热氧化导电铜排。笔者建议母线接头处采用铜压板连接，铜压板应比导电铜排截面宽，并在铜压板的两侧采用扭距铜螺栓拧牢，直至扭距铜螺栓的保险颈被拧断，保证铜压板与导电铜排之间的接触面紧密且均衡，满足技术要求。

?3.母线单元之间的连接是否可靠，直接关系到整个供配电系统的安全运行。母线单元的连接好坏由其内部原因和外部原因决定的，如安装人员身体素质等内部原因、使用不同安装工具等外部原因，造成母线之间的连接处不紧密，导致连接处接触电阻增大，导电铜排发热并被氧化，形成事故隐患。因此笔者建议采用扭距铜螺栓、扭力距扳手，为验收封闭式母线内部的连接情况提供一种科学的依据。

?4.在插接箱的安装中，我们知道插接箱是靠自身铜接片的弹力，夹在母线插接口处的导电铜排来实现插接。由于纯铜的弹性不好随着维修次数的增加，造成铜接片与导电铜排之间的夹力逐渐降低，形成接触不良引起接触电阻增大，引起周围发热。笔者建议在插接箱的插脚位置设置辅助机械装置——弹簧，弹簧的弹力可由调节螺母来控制，来保证铜接片与导电铜排之间的夹力始终横定。

?5.目前封闭式母线的各项技术指标，在不同地区的厂家之间没有统一的行业标准。笔者建议国家电气协会建立统一的技术标准，使该产品规范化。