封閉式母線

封閉式母線(Enclosed busbars或者Closed busbars)可分為密集型絕緣母線和空氣型絕緣母線

基本介紹

• 中文名：封閉式母線
• 有關的特性：密集型絕緣母線和空氣型絕緣母線
• 適用範圍：高層建築和公共設施等供配電系統
• 使用環境：溫度不超過+35℃

特性

用途及範圍

封閉式母線(Enclosed busbars或者Closed busbars)可分為密集型絕緣母線和空氣型絕緣母線，適用於額定工作電壓660V、額定工作電流250～2500A、頻率50Hz的三相四線制或三相五線制供配電線路，它具有結構緊湊、絕緣強度高、傳輸電流大、互換性能好、電氣性能穩定、易於安裝維修、壽命時間長等一系列特點。被廣泛地套用在工礦企業、高層建築和公共設施等供配電系統。

構造及使用環境

導電封閉式母線外殼的表面處理是一項很重要的工作，它包括酸洗、磷化、烘乾、噴粉、固化等工藝過程。採用聚酯環氧粉末噴塗的外殼，其表面附著力強保持時間久，並能起到絕緣作用。

(1)導電銅排——由純銅排組成，導電銅排接頭的表面應均勻鍍錫或鍍銀。

(2)絕緣材料——由聚四氟乙烯、聚碳酸高強絕緣塑膠塊組成。

(3)固定螺栓、絕緣套管、蓋板，如圖1所示。

封閉式母線安裝場地不易超過海拔高度2000m，周圍空氣溫度不高於+40℃、不低於－5℃，在24小時內其平均溫度不超過+35℃，空氣相對濕度在40℃時不超過50%、在20℃時不超過90%。周圍空氣清潔無塵埃及腐蝕絕緣的氣體。

技術性能

(1)封閉式母線應符合以下技術規範要求：

IEC439－2《低壓成套開關和控制設備》、GB7251－87《低壓成套開關設備》、ZBK36002－89《母線槽、母線幹線系統》、ZBK36003－89《密集絕緣母線槽》。

(2)封閉式母線適用於額定電壓660V以下，頻率50Hz的交流電源，母線在額定電流及110%額定電壓下保證能長期工作，封閉式母線長期通過額定電流時其母排接觸點最高溫度不應大於60℃。封閉式母線在周圍的溫度為20℃±5℃，濕度為50～70%的常態下其絕緣電阻不小於20MΩ。

(3)封閉式母線能承受1min內(3000V50Hz)交流電，而無擊穿和閃絡現象。

(4)封閉式母線的阻抗值和重量如表1所示。

(5)封閉式母線承受的額定短時耐受電流和額定峰值耐受電流產生的熱應力和電動應力如表2所示。

組成及保存

封閉式母線套用的場所是低電壓、大電流的供配電系統，一般安裝在電氣豎井內，使用單一的中心母線系統向每層樓內供配電。封閉式母線系統可由多種母線單元組成；

(1)直線型母線單元

直線型母線單元是用於延長供配電線路，帶分接裝置的封閉式母線與插接箱配套使用以分配電力負荷。

(2)始端母線單元

始端母線單元與始端進線箱配套組成母線與電纜的連線部件，始端母線單元也可與變壓器或配電櫃連線。

(3)膨脹母線單元

膨脹母線單元用於吸收由於熱膨脹產生的母線軸向的變化量，當母線長度超過80m時應安裝一節膨脹母線單元。

(4)變徑母線單元

變徑母線單元用於同一系統中不同額定電流單元的連線，以便使整個母線系統供電更加經濟合理。

(5)各種母線彎曲單元

各種母線彎曲連線單元有L型、T型、Z型、+字型四種，用於水平、垂直供配電的連線和改變走向，可靈活地將母線系統連線起來。

(6)母線終端盒

母線終端盒用於封閉式母線的終止端，以保證母線系統的供電安全。

(7)插接箱

插接箱用在封閉式母線上引出電源出路，插接箱內裝有自動空氣開關，用於切斷和接通電源。

封閉式母線的保存是安裝前的一項重要工作，廠家將封閉式母線運到現場後，電氣技術人員要根據發料單及時點驗材料和數量。包裝母線的塑膠布應在安裝時取掉，以防止母線內進入潮氣，存放的地方應清潔乾燥並遠離高溫環境，庫房內堆放母線要用墊塊分開碼放，避免磕碰外殼的保護層。

電氣技術人員在檢查完產品質量後應及時收集廠家提供的有關資料，以保證業主、監理部門的檢查。譬如產品說明書、試驗記錄、出廠合格證、安裝圖紙、電氣試驗記錄等。

母線的選擇

封閉式母線導電銅排的截面越大，電能損耗就越小，但線路投資維修管理及有色金屬消耗量將隨之相應的增加。因此我們在設計選擇封閉式母線時要從經濟角度出發，選擇合理規格的封閉式母線，既要保證線路電能損耗最小，又不會增加線路投資、維修管理和有色金屬消耗量。

低壓供配電線路的形式一般分放射式或樹幹式，在高層建築、大型公共設施低壓供配電線路中，筆者建議供電線路的設計以放射式為主，配電線路以樹幹式為主。這樣設計的供配電線路可減少投資、經濟使用，其引出點發生故障時互不影響，供電安全可靠。

封閉式母線應敷設在強電的電氣豎井內，電氣豎井應靠近建築物內用電負荷的中心位置，儘量減少幹線的長度，節約建設投資。電氣豎井不得與電梯、管道等共用一個豎井，避免靠近熱力管道、柴油發電機排煙管道。

封閉式母線計算電流的公式：Ic=Pc/3UNCOSφ,其中Pc=KdPe。

Kd——需要係數

Pe——用電設備組的設備容量

Pc——用電設備組的計算負荷

UN——用電設備組的額定電壓

COSφ——用電設備組的平均功率因數

選擇的封閉式母線應滿足不等式：Ie≥Ic，否則需要重新計算和校正。

Ie——封閉式母線的允許載流量(見表1所示額定電流)

Ic——封閉式母線的計算電流

在實際工作中，我們可利用經驗來選擇封閉式母線的規格，一般情況下“封閉式母線允許載流量的數值為計算負荷數值的2倍”。譬如Pc=500KW，可選擇1000A的封閉式母線。

安裝工作

封閉式母線安裝前，應保證電氣豎井、變配電室、母線經過的場所裝飾工程、暖衛通風工程全部結束，以保證封閉式母線不被污染。樓板及牆體的預留洞、預埋件應按設計要求的位置預埋預留。封閉式母線各功能單元的連線部件及活動接頭上的銅排表面必須清理乾淨，外殼內和絕緣子安裝前也應擦試乾淨不得有遺留物。外殼的相間短路板應位置正確連線良好，相間支撐板應安裝牢固，分段絕緣的外殼應做好絕緣措施，外殼各連線部位的扭距螺栓套用力距板手緊固，各接觸面應封閉良好，母線的緊固件必須用熱鍍鋅製品。母線與外殼應同心其誤差不得超過5mm，母線段與母線段連線時兩相鄰段母線及母線外殼應對齊，連線後不得使母線及母線外殼承受到機械應力。在封閉式母線整體安裝前必須做絕緣試驗，用1000V兆歐表測量相間、相殼之間、各個功能單元的絕緣電阻，其絕緣電阻不得小於20MΩ。安裝人員要認真對照封閉式母線系統圖，檢查所有母線的規格、型號避免盲目安裝，造成返工影響施工安裝質量。

封閉式母線安裝時整體結構應橫平豎直，水平符設時距地面安裝高度不小於2.2m，垂直敷設時距地面1.8m以上，母線的拐彎處以及與插接箱的連線處應加支架。支架成排安裝時支架成排安裝時應排列整齊間距均勻，支架之間的距離不應大於2m。當母線的終端盒、始端盒懸空時應採用支架固定，牆體、頂板上的支架必須用兩條膨脹螺栓固定，膨脹螺栓應加平光墊片和彈簧墊片如圖2、3所示。母線垂直通過頂板敷設時，應在通過的底板上採用槽鋼支撐固定如圖4所示。當封閉式母線跨越建築物的伸縮縫或沉降縫時，採用適應建築物結構移動的措施，防止母線連線處水平移動造成斷裂，影響母線的正常供配電。

問題改進方法

封閉式母線是工業、建築等行業套用比較廣泛的電氣產品，它輸送的電流比較大，所以供配電系統中只要有微小的電阻變化，都將會產生較大的熱，如何降低封閉式母線的電阻阻值，將是該產品安裝過程的關鍵問題。在正常條件下，封閉式母線的導電銅排本身的電阻是很小的，譬如1000A的密集型絕緣母線為34.5×10－6Ω/m，1000A的空氣型絕緣母線為44×10－6Ω/m。然而各單元之間的連線處、插接箱的插接處，它們之間的接觸電阻不應忽視。通常封閉式母線通電後易在此處發熱，氧化周圍的銅排。因此如何降低母線連線處的接觸電阻，對於保證母線的供配電安全將是十分重要。

1.在安裝過程中，空氣型絕緣母線之間主要是通過插接口進行連線的，插接口處的導電銅排是單面插接，其接處面並不是很緊密的。筆者建議插接口處的導電銅排改為雙面插接，這樣可增加插接口處導電銅排的接觸面積一倍，降低接觸電阻一倍，避免此處過熱、氧化導電銅排的現象。

2.密集型絕緣母線之間的接頭連線，有些是採用在導電銅排上鑽孔用銅螺栓連線。這樣做將減小導電銅排的截面導致在鑽孔周圍發熱氧化導電銅排。筆者建議母線接頭處採用銅壓板連線，銅壓板應比導電銅排截面寬，並在銅壓板的兩側採用扭距銅螺栓擰牢，直至扭距銅螺栓的保險頸被擰斷，保證銅壓板與導電銅排之間的接觸面緊密且均衡，滿足技術要求。

3.母線單元之間的連線是否可靠，直接關係到整個供配電系統的安全運行。母線單元的連線好壞由其內部原因和外部原因決定的，如安裝人員身體素質等內部原因、使用不同安裝工具等外部原因，造成母線之間的連線處不緊密，導致連線處接觸電阻增大，導電銅排發熱並被氧化，形成事故隱患。因此筆者建議採用扭距銅螺栓、扭力距扳手，為驗收封閉式母線內部的連線情況提供一種科學的依據。

4.在插接箱的安裝中，我們知道插接箱是靠自身銅接片的彈力，夾在母線插接口處的導電銅排來實現插接。由於純銅的彈性不好隨著維修次數的增加，造成銅接片與導電銅排之間的夾力逐漸降低，形成接觸不良引起接觸電阻增大，引起周圍發熱。筆者建議在插接箱的插腳位置設定輔助機械裝置——彈簧，彈簧的彈力可由調節螺母來控制，來保證銅接片與導電銅排之間的夾力始終橫定。

5.封閉式母線的各項技術指標，在不同地區的廠家之間沒有統一的行業標準。筆者建議國家電氣協會建立統一的技術標準，使該產品規範化。