摘要:現代工業企業、房地產公司等母線槽的應用越來越廣泛,如何選擇即安全、節能降耗又適合本企業的母線槽就成為擺在企業面前的一個很重要的問題。本文就將對母線槽的選型做個初步的分析與討論。
關鍵字:母線槽、極限溫升、IP等級、短路電流
20世紀20年代后期,在美國,由于汽車制造工業的需要,母線槽作為一種架空配電系統而出現,簡化了電動機傳動機械的電氣接線,并為重新布置生產線提供了方便,從此母線槽便逐漸成為配電系統中的一個重要組成部分。
20世紀50年代,母線槽被引入我國,至今已有50多年的歷史,近年,隨著國民經濟的飛速發展,電力建設水平的不斷提高,母線槽在電力系統中越來越能體現其優越性,到20世紀80年代中期,因為改革開放大潮的到來,使得母線槽產品得到了快速發展。因此針對不同工廠、施工條件、運行條件等情況下的母線槽正確選型就成為了工廠建設時期的一個很重要內容。
母線槽屬于電力輸送干線,選用母線槽人們最關心兩個方面:
1 安全用電;
2 電能的損耗;
以下,我們就來分析下對于以上兩個問題在母線槽選型方面的注意事項:
一、安全用電:母線槽最容易出線安全事故有以下幾個原因:
1 因進水或受潮引起短路問題;
2 因發熱而引起短路事故;
3 母線槽的保護系統不完善;
統計全國范圍內的母線事故工程,因進水貨受潮而引起的短路事故是最多, 占事故總數的80%以上,進水或受潮按技術標準來講主要是IP防護等級及防塵和防水的性能。在大部分場所母線槽的防護等級為IP54或IP65,有消防管或噴淋場所盡量選用IP65,戶外露天的選用IP66。埋地母線要選用IP68,但有很多項目有了這些技術要求但還是出了問題,原因在于產品的機構設計及加工工藝、材料選擇都會設計到防護等級能否達到要求,有些原因是用戶對母線槽的安全性能無法鑒別,另外我國3C試驗有些試驗所對母線槽防護等級試驗沒有帶連接頭試驗。所以連接頭的防護等級未能得到保障。
因發熱而引起的短路事故,母線槽的發熱有幾個方面:例如導體載流能力小,或導體含銅量低導電率小,或結構設計部合理,或絕緣材料及外殼散熱差以及加工工藝問題都可能造成發熱,關于如何控制母線槽在低溫運行應是每個母線槽生產廠家需研究的課題。國際電工標準IEC60439.2-2000與國家標準GB7251.2-2006標準規定是一樣的:母線槽溫升是根據絕緣材料耐熱等級來確定允許溫升值。如果母線槽絕緣材料為F級,其耐熱≥155℃,在周圍環境允許的條件下,他的允許溫升值是115K(155℃減去環境溫度40℃)。所以母線槽是滿負荷試驗后才能確定母線槽的載流能力,極限溫升是母線槽最關鍵的一項技術參數,國家強制性3C認證的試驗標準,母線槽的極限溫升≤70K,屬于安全合理的標準。所以設計時約定母線槽的溫升是很重要的,建議母線槽極限溫升≤70K或≤55K為工程質量依據,不但電能的線損大大下降,同事也減少電氣引起的火災事故,既節能減排,又能惠及人民生命財產與安全。
母線槽保護系統:母線槽的保護有兩個方面,一個是事故電流的疏散,也就是說能否確保PE保護導體的連續性,PE線等效截面積是相線的50%-200%(包括連接都跨線)外殼的事故電壓能否達到安全電壓,則是母線槽使用安全的關鍵所在。二是外殼與PE線保護電纜連續性電阻≤0.01歐姆,有跨接線的單元疏散導體部小于保護導體PE線等效截面積。其次設置必要的超溫報警保護是相當必要的。
二、設計選型
1.結構選擇 母線槽結構有兩大類:空氣型和密集型。空氣型母線槽詳見導體用絕緣塊隔開;密集型母線槽相間導體用絕緣材料包扎緊壓在一期,因密集型母線槽中間無空氣,所以熱能可以直接散出,散熱塊,適用與大電流供電使用;空氣型母線槽散熱慢,適用于小電流供電,空氣型和密集型的選擇,以400A電流為界是比較經濟的,大于400A選用密集型為好,小于400A的選用空氣型為好,這樣選擇性價比較高。
2.種類選擇母線槽有耐火母線、防火母線、阻燃母線、普通母線、普通母線防火及耐火母線槽是專供消防設備的電源使用的,不能用做其他用途,因為這兩種母線耐熱性好、隔熱、母線槽熱能無法散發,所以部能長期滿負荷使用。除防火和耐火母線槽外,其他母線都可以長期滿負荷運行。
3.短路耐受電流強度的選擇 母線出現短路故障時能承受的最大短路電流。
建議按母線槽電流等級選擇短路耐受電流強度:
2500A及以上 ≥80KA
1600-2000A ≥65KA
1000-1250A ≥50KA
400-800A ≥35KA
250-315A ≥20KA
4.導體選擇母線槽的導體材質有銅、鋁、鋁鍍銅和銅包鋁等材料。
選擇不同導體的母線槽,其與配電柜連接處的處理方式也是不一樣的,這點要非常注意。這里我們就不詳細討論了。
按照各自不同情況選擇合理的母線槽,不僅能夠有效的節省電能的損耗,也能給人身安全帶來可靠的保障。