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淺析母線槽和電纜在低壓配電係統中的對比與應用

時間:2020-12-08 點擊次數:71

周穎

富二代抖音官网電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011

摘  要:母線槽和電纜在低壓配電係統中占著主要位置,兩者在配電係統中的不同場合的應用,各自有不同的優缺點。傳統的母線槽正在受到電纜尤其是分支電纜的挑戰。多年的實踐經驗證明,二者在產品性能、應用領域和經濟成本等方麵各有千秋,不能簡單地下結論。本文對電纜和母線槽做了多方麵的比較,可供大家在實際工作中參考。

關鍵詞:母線槽;電纜;低壓配電係統;

0引言

20 世紀 90 年代以前低壓配電係統中一直由電纜擔負著輸配電的重要角色。但 90 年代以來,母線槽係統逐漸被引進和開發,並迅速在供配電工程中得到廣泛應用。它與傳統輸電器材相比有著其獨特的性能優勢,比如載流量大、過載能力強、分接方便、 散熱性好以及維護方便等。

1普通母線槽與電纜的性能特點

所謂普通母線槽,就是通過合理、安全的結構,將幾根導體包裹在金屬外殼內,組成一個整體的具有電氣連續性的輸配電係統。普通母線槽一般分為密集絕緣型和空氣絕緣型兩種。空氣絕緣型結構簡單、輸送電流大、密集絕緣型結構緊湊、散熱能力好。它們都有過載能力強、分接方便、占用空間小等特點。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,作為某一相電流導體。多芯電纜則是將多根絕緣線芯絞合在一起,在包上外護套而形成的一整根完整的電纜。電力電纜的絕緣線芯數,通常為 1、2、3、4、5 芯,以及 4+1 和 3+2 芯等型號。電纜的主要優點是選用靈活多變,環境適 應能力強,但也有著其固有的局限性。下麵從幾個主要方麵對母 線槽和電纜進行性能比較。

a)載流量

低壓電纜的截麵積為 1000mm2,額定電流為 1600A。這麽大規格電纜因其體積和重量過大,很少應用於實際工程中。工程中一般常用的是 400mm2 及以下規格電纜,這就要求使用多根電纜來實現同時供電。而母線槽額定電流可達 6300A,其強大的載流能力是電纜根本無法比擬的。 

b)過載能力

不論電纜還是母線槽,過載能力都取決於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℃,現已開發出工作溫度為 140℃以上的輻照交聯阻燃纏繞帶 (PER) 和輻射交聯聚烴熱收縮管。而目前電纜所用絕緣材料的常期工作溫度一般為 90℃ 和 105℃,輻照交聯電纜的工作溫度為 125℃。因此,母線槽的過載能力遠遠大於電纜。 

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幹線的電源分接到支線去,每隔若幹米就留有一個插接箱口,因此分接十分方便。而電纜需要在現場進行分接,可靠性差,即便是預製分支電纜,也有其缺陷。分支電纜明顯的缺點,主要是需要向工廠定製分支連接器材,通常采用 開口的 “C” 型抱箍。時間久了,這種抱箍能否保證緊箍力也是問題。另外,分支電纜分支頭的價格不菲,因此預製分支電纜至今應用麵仍不廣。安裝分支電纜時,需要切斷樓麵電源,而安裝母線槽時無須斷電,隻要在空載情況下,取下母線槽的插接箱即可。但要切斷預製分支電纜的分支電源,在帶電的情況下操作是十分危險的。

d)防火性能 

普通電纜的絕緣層和外護套會燃燒。即使阻燃電纜在火焰下也會燃燒,隻有在火焰離開後才燃燒。耐火電纜不會燃燒,但價格昂貴,隻有在消防報警電路係統等不準停電的場合才使用耐火電纜。而母線槽外殼是金屬的,不會燃燒,即使銅排的絕緣材料發生燃燒,火苗也不會危機到母線槽外麵。

e)散熱性能 

電纜的絕緣和外護套既是絕緣層,又是隔熱層。因此,為了保持電纜散熱,當電纜在橋架內敷設時,允許敷設 2 層,其原因主要是考慮散熱問題。而母線槽利用空氣傳導散熱,並通過緊密接觸的鋼製外殼,把熱量散發出去,因此它的散熱性能比電纜優越的多。 

f)運行維護

母線槽的維護比較簡單。母線槽日常維護時,通常是測量外殼和穿芯螺栓的溫升、進線箱的接頭溫升等,穿芯螺栓若采用 4.8 級則需要定期緊固,若采用 8.8 級的高強螺栓則不必定期堅固。 而電纜因其材料易於磨損、易老化、壽命較短等因素限製,需要定期進行檢查和維護,甚至更換。

2安裝施工

雖然電纜敷設安裝時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,再鋪設電纜,分步進行。而母線槽的安裝確實需要專業的安裝技術,但卻隻需要按照產品標準安裝程序即可,一次性完成安裝。另外,母線槽結構緊湊,占用空間相對較小,易於管道、線路空間布置,且安裝方便。當然,對於 400A 以下的小電流線路,因為所選用的電纜截麵相對較小、根數較少,使用電纜則顯得更為靈活。

3供電係統

母線槽供電係統通常是主幹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、難以分散控製等因素限製,通常是“點對點”供電,特別是在高層建築供電係統中,母線槽相比電纜的優越性尤為突出。傳統電纜供電方式,每個樓層都需要單獨放線,電纜根數眾多。這樣的密集敷設方式,散熱性差、占用空間大、事故檢查難、維修難度大。而母線槽供電隻要使用單一的中心母線槽係統,在每個樓層設置相應容量的插接 箱進行分流,即可達到供電目的。這種方式使得分接異常靈活,而且每個分支都有插接箱對分流變容處的保護。因此,采用母線 槽更加安全、更加簡單、更加可靠。

4經濟成本

母線槽相比電纜,總體來說,由於使用材料較好,工藝相對複雜,首期投入成本一般比電纜要大。但是,從長遠來看,使用母線槽則優越的多。當前,母線槽使用壽命一般在 30 年至 40 年, 而普通電纜則隻有 15 年左右的使用壽命。母線槽係統隻要按照規 範安裝和運行,基本上不需要更換部件,隻需要對周邊環境例行檢查即可。而電纜則經常會出現接頭老化、絕緣層脫落等現象, 需要對某一段電纜進行更換。另外,當今市場上已經有許多實力 較大的母線槽廠家推出鋁導體母線槽,且已大規模應用於大型建築。這類母線槽的采購價格遠比電纜橋架的價格低,但使用性能卻高於電纜。對於首批投入資金緊張的用戶,完全可以選用此種母線槽。

5富二代抖音短视频ANDPF精密列頭櫃介紹

5.1產品介紹

隨著數據中心的迅猛發展,數據中心能耗問題也越來越突出,高效可靠的數據中心配電係統方案,是提高數據中心電能使用效率,降低設備能耗的有效方式。

AMC係列數據中心精密配電係統是針對數據機房末端設計的,能夠綜合采集所有能源數據的智能係統,為交直流電源配電櫃提供電參量信息,並可通過通訊將數據上傳到動環監控係統,實現對整個數據機房的實時監控和有效管理,為實現綠色IDC提供可靠保證。

5.2富二代抖音短视频下载安装精密配電產品解決方案

1)交流係統

功能要求

遙測:輸入分路的三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、有功電度;

遙信:輸入分路的過壓/欠壓,缺相,過流,頻率過高/過低,輸入分路的開關狀態,具備電流、功率需用量分析和統計,實現電壓、電流、頻率等參數的越限報警功能。

配置方案如圖1,

 

圖1 交流係統配置方案

2)直流係統

功能要求

遙測:輸入分路的電壓、電流、功率、電度;

遙信:輸入分路的過壓/欠壓,輸入分路的熔絲狀態,具備電流、功率需用量分析和統計,實現電壓、電流、功率等參數的越限報警功能。

配置方案如圖2,

圖2 直流係統配置方案

5.3產品選型

表1 精密列頭櫃產品選型表

6富二代抖音短视频智能小母線監控係統介紹

6.1產品介紹

針對數據中心智能小母線的監控要求,富二代抖音视频推出了AMB係列小母線監控解決方案,該方案包括采集模塊、配套附件、監控係統,能對母線運行過程中的各種參數進行監控,發生故障則進行告警,以保證係統穩定運行。

AMB檢測單元是針對數據中心智能小母線插接箱/始端箱的監控要求新設計的產品,該檢測單元安裝固定在插接箱/始端箱內部,插接箱/始端箱采用與母線連通,它集成全部電力參數的測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、功率因數)以及電能監測和考核管理。同時可以實時監控母線接口溫度,配合2路Rs45通訊接口(1進1出)或LORA無線通訊,采用MODBUS-RTU協議可以方便可靠的將監測數據上傳至主控箱和後台係統,保證係統安全可靠運行。

6.2產品選型

富二代抖音官网智能母線測控儀表選型如表2,

表2 富二代抖音短视频智能母線測控儀表選型表

注:AMB100用於始端箱、AMB110用於插接箱、A-交流係統、D-直流係統可選配AMB10顯示器,顯示器隻循環顯示電壓、電流參數。

7結束語

經過分析比較,對於低壓配電係統中的重要幹線選擇母線槽,顯然有其明顯優勢。對於小電流分支線路,選擇電纜也有 其靈活方便的優點,這就需要專業配電設計人員以實際需要進行選擇配置。

 

【參考文獻】

[1]曾智權.母線槽和電纜在低壓配電係統中的應用[J].建築工程技術與設計,2016(19):2469-2469.

[2]富二代抖音视频企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.

作者簡介:
周穎,女,本科富二代抖音短视频電氣股份有限公司,主要研究方向為數據中心精密配電監控係統

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