在近幾年的電氣設(shè)計(jì)以及施工現(xiàn)場(chǎng)配合工作中，搞過(guò)一些封閉式母線槽線路的設(shè)計(jì)。我們考察了一些用戶和正在安裝施工的工程，對(duì)已經(jīng)完成的這方面設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)。從中獲得了很多寶貴經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。
1 封閉式母線槽與傳統(tǒng)低壓動(dòng)力輸配電方式的技術(shù)比較
傳統(tǒng)的中小容量低壓電氣動(dòng)力輸配電方式以電纜為主，還要借助電纜溝、電纜橋架、鋼管等設(shè)施。目前制造的電纜截面為500mm2，因此，電纜的載流量為800A。由于大截面電纜長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)重量很大，為了不損傷電纜絕緣層，在垂直布置時(shí)中間固定裝置的機(jī)械力不可過(guò)強(qiáng)，所以在高層建筑大截面電纜垂直敷設(shè)時(shí)，其超重滑脫及電纜截面變形一直是難以解決的施工問(wèn)題。封閉式母線槽則不存在這種問(wèn)題，因其本身是剛性的，所以機(jī)械固定方式可以做得非常牢固。另外，封閉式母線槽內(nèi)導(dǎo)體的截面可超過(guò)1000mm2，雙導(dǎo)體可超過(guò)2000mm2。加上母線為矩形，表面積大，其集膚效應(yīng)較弱，散熱面積較大，溫升較低，這就意味著比同等截面的電纜載流量要高得多(可超過(guò)1000A)。
2 封閉式母線槽的種類
封閉式母線槽主要有：空氣式母線槽(圖1a)、高強(qiáng)度母線槽、高強(qiáng)度密集型母線槽(圖1b)以及耐火型封閉式母線槽(圖1c)。
封閉式母線槽的應(yīng)用研究
圖1 封閉式母線槽的種類
3 封閉式母線槽的設(shè)計(jì)選型
盡管封閉式母線槽有很多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也受一定條件的限制，如用電負(fù)荷類型、分布情況，安裝空間，工程投資額度等等。
3.1 變電站內(nèi)的應(yīng)用
變電站內(nèi)的應(yīng)用由于工程建筑限制迫使變壓器與低壓配電柜不在同一標(biāo)高而變壓器的容量較大時(shí)，用電纜很顯然不能滿足低壓大電流傳輸?shù)男枰?。使用封閉式母線槽是較為合理的選擇。我們?cè)谠O(shè)計(jì)一座3000t滌綸聚合裝置的變電站時(shí)即采用了封閉式母線槽。該變電站進(jìn)線為6kV，容量為2000kVA變壓器兩臺(tái)。受工程建筑限制，高壓配電室及變壓器室被定位在不同樓層，兩臺(tái)變壓器低壓側(cè)與低壓配電柜用空氣式母線槽連接
3.2 封閉式母線槽在高層建筑里的應(yīng)用
一般建筑專業(yè)都會(huì)為封閉式母線槽設(shè)計(jì)安裝空間(豎井)，每個(gè)樓層均設(shè)一個(gè)或多個(gè)插接開(kāi)關(guān)箱，再由插接開(kāi)關(guān)箱向各用電設(shè)備及回路以電纜、電線方式送出電源。
為了用電安全，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：為了保障供電線路的連續(xù)性，應(yīng)考慮采用雙回路形式，并盡可能使兩回路有一定的安全間隔；在選擇封閉式母線槽規(guī)格時(shí)，導(dǎo)體截面應(yīng)盡量大一些，以確保具有足夠的剩余容量；要多設(shè)插接口，但要考慮到操作高度和動(dòng)力饋線路徑，因?yàn)榇怪辈贾玫姆忾]式母線槽插口過(guò)多會(huì)使每層上面的插接箱高度過(guò)高，操作和檢修都不方便；由于封閉式母線槽線路阻抗很小，在選擇插接箱內(nèi)斷路器時(shí)應(yīng)選短路分?jǐn)嗄芰εc之相配的型號(hào)；對(duì)于垂直安裝于剪力墻上的封閉式母線槽，可不必向建筑設(shè)計(jì)人員提供載荷數(shù)據(jù)。對(duì)于垂直穿樓板安裝的封閉式母線槽，其載荷數(shù)據(jù)應(yīng)按如下公式計(jì)算：支撐點(diǎn)載荷=0.5×建筑層高×(母線槽總重/母線槽總長(zhǎng))。
由于封閉式母線槽結(jié)構(gòu)比電纜橋架重得多，應(yīng)建議設(shè)計(jì)人員考慮吊裝空間。
3.3 封閉式母線槽在大型生產(chǎn)、加工車(chē)間內(nèi)的應(yīng)用
對(duì)于單機(jī)負(fù)荷較小、分布均勻的大型廠房，如紡織企業(yè)的織布車(chē)間、針織車(chē)間，機(jī)械加工企業(yè)的小件加工車(chē)間等，可以利用封閉式母線槽、插接箱的組合進(jìn)行供電。
在這種場(chǎng)合封閉式母線槽與常規(guī)供電方式(電纜供電)相比，其性為：對(duì)用電負(fù)荷的均衡分布性要求不高，因此對(duì)負(fù)荷很不均衡的情況適應(yīng)性強(qiáng)。即使在封閉式母線槽線路已經(jīng)完成設(shè)計(jì)或已安裝完畢的情況下，也可以根據(jù)新的負(fù)荷變動(dòng)方案進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)整，這一點(diǎn)常規(guī)供電方式(電纜供電)是無(wú)法與之相比的。另外，價(jià)格低廉的插接箱取代了昂貴的低壓配電柜及動(dòng)力箱，可以降低投資。同時(shí)插接箱內(nèi)動(dòng)力開(kāi)關(guān)更接近用電設(shè)備，停、送電操作非常簡(jiǎn)便。
4 封閉式母線槽的安裝
訂貨直接影響安裝質(zhì)量，例如，有的廠商不生產(chǎn)與變壓器或開(kāi)關(guān)柜的始、終端聯(lián)接箱，除要增加非標(biāo)準(zhǔn)制作費(fèi)之外，還要求施工單位派人配合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制作。還有的不生產(chǎn)直線長(zhǎng)度調(diào)節(jié)段，在安裝施工時(shí)出現(xiàn)的長(zhǎng)度誤差，需將直線段運(yùn)回廠家加工處理后再運(yùn)回施工現(xiàn)場(chǎng)安裝，不僅延誤了工期，還將造成經(jīng)濟(jì)損失。
封閉式母線槽安裝技術(shù)要求較高，一般水平安裝比垂直安裝難度要大得多，主要是因?yàn)橹亓枯^大，所以水平安裝對(duì)建筑結(jié)構(gòu)上的預(yù)埋件質(zhì)量要求較高，支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、安裝精度要求也較高。為了保障安裝質(zhì)量，在施工現(xiàn)場(chǎng)用經(jīng)緯儀在各個(gè)預(yù)埋件上找出統(tǒng)一高度，用記號(hào)筆標(biāo)好，這樣做可以有效減小水平安裝誤差。
封閉式母線槽與油浸式電力變壓器低壓端子連接應(yīng)采用軟連接方式。也就是說(shuō)兩者之間使用金屬絲編織軟導(dǎo)線或其他類型的柔性導(dǎo)體過(guò)渡連接。與干式變壓器連接則不必采用這種連接方式。如果封閉式母線槽與油浸式電力變壓器低壓端子剛性連接，會(huì)使低壓端子無(wú)法抵御封閉式母線槽的膨脹應(yīng)力而引起套管漏油，從而影響變壓器的正常運(yùn)行。
封閉式母線槽水平安裝時(shí)，插接箱與封閉式母線槽是結(jié)合為一體的，其安裝位置較高，不便于今后的操作和維護(hù)。所以，插接箱內(nèi)不裝開(kāi)關(guān)，僅裝連接導(dǎo)體和電纜，將電源引入附近安裝的壁掛式動(dòng)力箱內(nèi)
5 封閉式母線槽應(yīng)用注意事項(xiàng)
在設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的短路電流值及樣本上的參數(shù)對(duì)所選定型號(hào)進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)(計(jì)算)。
根據(jù)現(xiàn)行的國(guó)家安全部門(mén)的電氣防爆規(guī)范，封閉式母線槽不適用于甲級(jí)或乙級(jí)防火、防爆場(chǎng)所。主要原因是封閉式母線槽的各連接部位的連接方式還不能滿足防爆要求。
封閉式母線槽造價(jià)較高，對(duì)于某些負(fù)荷集中或需要單獨(dú)供電設(shè)備的場(chǎng)合使用封閉式母線槽，從工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性考慮，尚欠合理。另外，封閉式母線槽安裝技術(shù)要求較高，安裝費(fèi)用自然也高。因此在決定是否選擇封閉式母線槽之前，務(wù)必將封閉式母線槽方案與其他方案進(jìn)行全面地經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。
封閉式母線槽基本屬于免維護(hù)線路，但如果其處于潮濕或帶有腐蝕性氣體的場(chǎng)合，如沿海地區(qū)、紡織企業(yè)等，則每隔一二年需要進(jìn)行一次全面的防腐涂裝及維護(hù)。