管型母線的特點及在變電站的應用

王中虎（金堆城鉬業汝陽有限責任公司，河南 洛陽 471200）

管型母線的特點及在變電站的應用

王中虎
（金堆城鉬業汝陽有限責任公司，河南 洛陽 471200）

摘要：管型母線作為輸變電系統及電力設備連接中的一種新的聯結導體，有很多優于傳統矩形、槽型等聯結母線的特點和優點，在我公司新建的35kV變電站取得了良好的使用效果，值得在電力系統中廣泛推廣應用。

關鍵詞：管型母線特點及應用；母線結構；優點

管型母線主要應用在電力建設工程中電網輸電導線與變電站變壓器之間的導體連接、輸電線路中的跳線、電力設備中的連接導體以及大電流直流融冰裝置中作過流導體，是取代傳統的矩形、槽形、棒形母線和軟導線的全新導體，是電力輸變電系統中關鍵的設備（材料）之一，對輸變電系統及電力設備的安全、可靠運行起著至關重要的作用。在我公司新建的萬噸/日鉬采選項目35kV變電站中，在開關柜與開關柜之間的母聯、主變與開關柜之間的母聯上，都采用了管型母線，取得了良好的使用效果。

一、管型絕緣母線的特點

管型母線利用同軸電容原理，通過對導體、絕緣層及屏蔽層的仿真、計算，優化了各參數，采用特殊的制造工藝，及先進的成型技術，生產出容量大、體積小、節能、免維護，全絕緣母線連接系統。其主要具備如下特點：

（1）產品主要結構。絕緣母線主要部件由：絕緣母線、固定金具、屏蔽筒、母線托架、軟連接、增爬器、穿墻護套管等組成。（2）母線中間連接器。采用螺錐式連接方式，連接板可以使硬銅排，也可以使軟連接（伸縮節），同螺栓連接的母線安全可靠，檢修方便。母線與GIS開關柜的連接，采用MGC Type DURESCA DE插拔式接頭母線段與GIS 接口連接。

二、母線結構及布置

（1）母線形式為分相全絕緣屏蔽式銅母線。（2）采用圓柱體電容結構形式，在導體和絕緣護套之間設置均壓電容層、主絕緣層、屏蔽街底層，最外邊側屏蔽接地層與接地網連接。各層設置的數量由賣方根據已有的成功經驗自行確定，設置的原則：使母線電場、磁場均勻，母線表面點位為零。（3）導體采用無氧紫銅管，純度不低于99.95%。（4）均勻電容層采用半導體紙，半迭繞包。（5）屏蔽接地層采用厚度不小于0.05mm的銅箔半迭繞包。接地引出點必須加固處理。（6）接地引出線采用銅絲編織帶，有效截面積應不小于6mm2。（7）主絕緣材料采用固體絕緣硅膠或者聚四氟乙烯定向薄膜。（8）接地層的絕緣外套應能可靠防止水分和潮氣的侵入?？刹捎脽峥s絕緣套管，其顏色和相色（A相黃色、B相綠色，C相紅色）應一致。熱縮絕緣套管采用兩層，總厚度（收縮后）不小于3mm，接口（如果有）必須錯開位置，接口處搭接長度不小于100mm。（9）母線懸空最大跨距不大于6m。（10）導體表面要求：銅管端部需作倒圓角處理，銅管端部連接面應鍍銀或錫，確保具有較低的接觸電阻及防腐功能。（11）終端接頭要求：采用紫編織帶兩端加紫銅端板壓制而成，端板平滑，表面圓滑，無棱角。導電板載流裕量須達額定值得150%，此部位溫升低于導體，出廠前應做抽檢試驗。（12）接地要求：整相絕緣銅管母線街底層必須全部可靠接地，包括中間接頭處的屏蔽絕緣套管，接地方式為一點接地（可分段各自獨立接地），避免絕緣銅母線的接地線因多點接地而產生環流，保證外層接地層滿足人體能安全觸摸的要求；金屬外護層（如果有）也必須可靠接地。

三、管型絕緣母線比傳統母線的優點

（1）載流量大。固體管型絕緣母線母線主導體一般情況下采用圓柱空心導體，截面積和表面積大，導體表面電流密度分布均勻。以銅導體為例：∮60×10mm，截面積：1570mm2，載流量3150A，電流密度：2.01（A/mm2）；銅管導體為∮100×10mm，截面積：2826 mm2，載流量5000A，電流密度：1.77 （A/mm2）。因此，圓柱空心導體特別適用于工作電流大的回路。（2）集膚效應低、功率損失小。圓柱空導體的集膚效應系數低，Kf≤1，交流電阻小，因而母線的功率損失小。若采用多片矩形導體，隨著片數的增加，集膚效應系數不斷增大，單位截面的有效載流量下降，片與片之間的電流分布不均勻，附加損耗加大，散熱條件差，嚴重影響送電質量。（3）散熱條件好，溫升低。圓柱空心導體由于導體內部中空，且端部有散熱孔，通過導體內徑風道能自然形成熱空氣對流，散熱條件好；相同外部環境和工作電流下，溫升要比其他形狀的導體低。（4）電氣性能好。固體管型絕緣母線采用屏蔽絕緣方式，相間完全隔離，外殼接地電阻為零，具有下述優點：a）電場分布均勻；b）絕緣表面無局部放電；c）外殼可傳導泄漏電流和充電電流。（5）絕緣材料耐熱系數高。固體管型絕緣母線的主絕緣材料，具有優良的耐候性及化學穩定性，可在40℃~+200℃時正常工作，材料的阻燃、耐腦花性能強，產品的使用壽命不少于40年。（6）抗振動能力強，不受環境干擾，可靠性高。由于固體管型絕緣母線的主絕緣材料采用屏蔽絕緣方式，外殼接地電阻為零，相間電動力作用較小，具有較強的抗振動能力。管型絕緣母線母線每相封閉屏蔽絕緣，外界潮氣無法進入產品內部，消除了產生凝露的可能性；同時可防止外物接觸所引起的接地和相間短路故障，運行具有高度的可靠性。相比之下，矩形母線暴露在環境中，容易受人、動物（如老鼠等）以及其他物體偶然接觸而發生相間或對地短路，不利于安全運行。（7）固體管型絕緣母線彎曲半徑小，布局靈活，相間距小。走廊占用空間小，給布局及安裝帶來極大的方便。產品一次安裝，終身免維護。

四、管型母線在實際輸變電連接應用的主要優勢

（1）絕緣材料：以硅橡膠為基材的復合固體絕緣材料，一次擠壓成型。（2）絕緣性：母線本體絕緣為固體絕緣，介電強度高，性能穩定，絕緣性能與母線外護層無關。（3）可塑性：拉斷伸長率高達500%，可塑性強，產品科任意彎曲，適應不同的工程要求。（4）耐候性：優良的耐紫外線性能、極高的憎水性，寬范圍溫度穩定性（-40℃~200℃），極強的抗氧化性能，壽命達40年。（5）阻燃性：阻燃性好，符合GB/T12666.2電線電纜試驗燃燒方法。（6）環保：無毒無味，生產過程中無污染排放。（7）運輸安裝：絕緣材料重量輕，產品外包裝耐受碰擦，不受運輸顛簸影響，附件均工廠預制?，F場安裝方便。

通過在我公司新建的35kV變電站的應用看，管型母線比傳統的母線具有更多的優點，也使輸變電運行更加安全可靠，取得了良好的使用效果，值得在輸變電系統中連接中推廣應用。

中圖分類號：TM642

文獻標識碼：A