20世紀(jì)90年代以前低壓配電系統(tǒng)中一直由電纜擔(dān)負(fù)著輸配電的重要角色。但90年代以來(lái),母線槽系統(tǒng)逐漸被引進(jìn)和開(kāi)發(fā),并迅速在供配電工程中得到廣泛應(yīng)用。它與傳統(tǒng)輸電器材相比有著其的性能優(yōu)勢(shì),比如載流量大、過(guò)載能力強(qiáng)、分接方便、 散熱性好以及維護(hù)方便等。
1普通母線槽與電纜的性能特點(diǎn)
所謂普通母線槽,就是通過(guò)合理、安全的結(jié)構(gòu),將幾根導(dǎo)體包裹在金屬外殼內(nèi),組成一個(gè)整體的具有電氣連續(xù)性的輸配電系統(tǒng)。普通母線槽一般分為密集絕緣型和空氣絕緣型兩種??諝饨^緣型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸送電流大、密集絕緣型結(jié)構(gòu)緊湊、散熱能力好。它們都有過(guò)載能力強(qiáng)、分接方便、占用空間小等特點(diǎn)。電纜分為 單芯電纜和多芯電纜。單芯電纜主要采用各種絕緣材料,將多股銅線包覆在絕緣層內(nèi),作為某一相電流導(dǎo)體。多芯電纜則是將多根絕緣線芯絞合在一起,在包上外護(hù)套而形成的一整根完整的電纜。電力電纜的絕緣線芯數(shù),通常為 1、2、3、4、5 芯,以及 4+1 和 3+2 芯等型號(hào)。電纜的主要優(yōu)點(diǎn)是選用靈活多變,環(huán)境適 應(yīng)能力強(qiáng),但也有著其固有的局限性。下面從幾個(gè)主要方面對(duì)母 線槽和電纜進(jìn)行性能比較。
a)載流量
低壓電纜的截面積為 1000mm2,額定電流為 1600A。這么大規(guī)格電纜因其體積和重量過(guò)大,很少應(yīng)用于實(shí)際工程中。工程中一般常用的是 400mm2 及以下規(guī)格電纜,這就要求使用多根電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)供電。而母線槽額定電流可達(dá) 6300A,其強(qiáng)大的載流能力是電纜根本*的。
b)過(guò)載能力
不論電纜還是母線槽,過(guò)載能力都取決于所用絕緣材料的工作溫度。母線槽絕緣材料的工作溫度為 105℃,現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出工作溫度為 140℃以上的輻照交聯(lián)阻燃纏繞帶 (PER) 和輻射交聯(lián)聚烴熱收縮管。而目前電纜所用絕緣材料的常期工作溫度一般為 90℃ 和 105℃,輻照交聯(lián)電纜的工作溫度為 125℃。因此,母線槽的過(guò)載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電纜。
C)安裝分接
母線槽一般采用插接式安裝分接方法。所謂插接式母線槽,就是利用插接的方式把主干線的電源分接到支線去,每隔若干米就留有一個(gè)插接箱口,因此分接十分方便。而電纜需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分接,可靠性差,即便是預(yù)制分支電纜,也有其缺陷。分支電纜明顯的缺點(diǎn),主要是需要向工廠定制分支連接器材,通常采用 開(kāi)口的 “C” 型抱箍。時(shí)間久了,這種抱箍能否保證緊箍力也是問(wèn)題。另外,分支電纜分支頭的價(jià)格不菲,因此預(yù)制分支電纜至今應(yīng)用面仍不廣。安裝分支電纜時(shí),需要切斷樓面電源,而安裝母線槽時(shí)無(wú)須斷電,只要在空載情況下,取下母線槽的插接箱即可。但要切斷預(yù)制分支電纜的分支電源,在帶電的情況下操作是十分危險(xiǎn)的。
d)防火性能
普通電纜的絕緣層和外護(hù)套會(huì)燃燒。即使阻燃電纜在火焰下也會(huì)燃燒,只有在火焰離開(kāi)后才燃燒。耐火電纜不會(huì)燃燒,但價(jià)格昂貴,只有在消防報(bào)警電路系統(tǒng)等不準(zhǔn)停電的場(chǎng)合才使用耐火電纜。而母線槽外殼是金屬的,不會(huì)燃燒,即使銅排的絕緣材料發(fā)生燃燒,火苗也不會(huì)危機(jī)到母線槽外面。
e)散熱性能
電纜的絕緣和外護(hù)套既是絕緣層,又是隔熱層。因此,為了保持電纜散熱,當(dāng)電纜在橋架內(nèi)敷設(shè)時(shí),允許敷設(shè) 2 層,其原因主要是考慮散熱問(wèn)題。而母線槽利用空氣傳導(dǎo)散熱,并通過(guò)緊密接觸的鋼制外殼,把熱量散發(fā)出去,因此它的散熱性能比電纜的多。
f)運(yùn)行維護(hù)
母線槽的維護(hù)比較簡(jiǎn)單。母線槽日常維護(hù)時(shí),通常是測(cè)量外殼和穿芯螺栓的溫升、進(jìn)線箱的接頭溫升等,穿芯螺栓若采用 4.8 級(jí)則需要定期緊固,若采用 8.8 級(jí)的高強(qiáng)螺栓則不必定期堅(jiān)固。 而電纜因其材料易于磨損、易老化、壽命較短等因素限制,需要定期進(jìn)行檢查和維護(hù),甚至更換。
2安裝施工
雖然電纜敷設(shè)安裝時(shí)在線路走向上靈活方便,但是工程中電纜一般都是要靠橋架支撐,所以電纜施工需要先安裝橋架,再鋪設(shè)電纜,分步進(jìn)行。而母線槽的安裝確實(shí)需要的安裝技術(shù),但卻只需要按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)安裝程序即可,一次性完成安裝。另外,母線槽結(jié)構(gòu)緊湊,占用空間相對(duì)較小,易于管道、線路空間布置,且安裝方便。當(dāng)然,對(duì)于 400A 以下的小電流線路,因?yàn)樗x用的電纜截面相對(duì)較小、根數(shù)較少,使用電纜則顯得更為靈活。
3供電系統(tǒng)
母線槽供電系統(tǒng)通常是主干線從配電中心引出以散射狀靈活供電,而電纜供電則受分接難度大、載流量小、難以分散控制等因素限制,通常是“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”供電,特別是在高層建筑供電系統(tǒng)中,母線槽相比電纜的性尤為。傳統(tǒng)電纜供電方式,每個(gè)樓層都需要單獨(dú)放線,電纜根數(shù)眾多。這樣的密集敷設(shè)方式,散熱性差、占用空間大、事故檢查難、維修難度大。而母線槽供電只要使用單一的中心母線槽系統(tǒng),在每個(gè)樓層設(shè)置相應(yīng)容量的插接 箱進(jìn)行分流,即可達(dá)到供電目的。這種方式使得分接異常靈活,而且每個(gè)分支都有插接箱對(duì)分流變?nèi)萏幍谋Wo(hù)。因此,采用母線 槽更加安全、更加簡(jiǎn)單、更加可靠。
4經(jīng)濟(jì)成本
母線槽相比電纜,總體來(lái)說(shuō),由于使用材料較好,工藝相對(duì)復(fù)雜,首期投入成本一般比電纜要大。但是,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,使用母線槽則的多。當(dāng)前,母線槽使用壽命一般在 30 年至 40 年, 而普通電纜則只有 15 年左右的使用壽命。母線槽系統(tǒng)只要按照規(guī) 范安裝和運(yùn)行,基本上不需要更換部件,只需要對(duì)周邊環(huán)境例行檢查即可。而電纜則經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)接頭老化、絕緣層脫落等現(xiàn)象, 需要對(duì)某一段電纜進(jìn)行更換。另外,當(dāng)今市場(chǎng)上已經(jīng)有許多實(shí)力 較大的母線槽廠家推出鋁導(dǎo)體母線槽,且已大規(guī)模應(yīng)用于大型建筑。這類(lèi)母線槽的采購(gòu)價(jià)格遠(yuǎn)比電纜橋架的價(jià)格低,但使用性能卻高于電纜。對(duì)于首批投入資金緊張的用戶(hù),可以選用此種母線槽。
經(jīng)過(guò)分析比較,對(duì)于低壓配電系統(tǒng)中的重要干線選擇母線槽,顯然有其明顯優(yōu)勢(shì)。對(duì)于小電流分支線路,選擇電纜也有 其靈活方便的優(yōu)點(diǎn),這就需要配電設(shè)計(jì)人員以實(shí)際需要進(jìn)行選擇配置。
母線槽