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    低壓母線槽的應用及發展

    作者:    日期:2019-09-19

    一、母線槽產品種類


    根據相關行業資料顯示,2005年中國市場的母線槽產品總需求量已近100億元,從2000~2005年,每年的市場增長率約為20%??紤]今年市場原材料(主要為銅導體)價格上漲因素,預計2006年的市場總需求量將近130億元。跟著中國經濟的可持續蓬勃發展,海內母線槽市場預計在今后數年內將保持20%的持續增長。如斯數目的市場需求,使母線槽產品得以迅速發展并在電力系統中廣泛應用。


    按其結構及用途分為密集絕緣、空氣絕緣、空氣附加絕緣、耐火、樹脂絕緣和滑觸式母線槽;按其外殼材料分為鋼外殼、鋁合金外殼和鋼鋁混合外殼母線槽;按其導體材料分有銅導體和鋁導體母線槽。


    母線槽系同一般多應用在變壓器和配電柜之間的連接以及由配電中央(配電盤、柜)開始至負載呈樹干式布線方式的供電系統。系統電流等級通常為250~5000A,額定電壓400~1000V,防護等級IP40~IP65,根據導體數目配置有三相四線制和三相五線制(增設獨立PE排,另有部門廠家提供鋁合金外殼作整體接地PE的形式)。在母線槽系統中一般由以下幾個單元組成:饋電式母線(不帶插口)或插接式母線(帶插口)直線段單元;與變壓器,配電柜等設備接口的進(出)線單元;換向單元有L形單元,T型單元,Z型單元;膨脹單元有膨脹節母線單元;插接單元有插接箱單元。所有單元通常均由母線槽制造商進行尺度設計,也可以根據工程需要進行現場丈量后采取非標設計,以知足用戶及安裝需要。


    二、母線槽的選型及技術參數的計算


    母線槽的選型通常從以下幾方面加以綜合考慮:消防要求,絕緣材料要阻燃、耐熱機能要好,在高溫下不開釋有毒氣體,結構上防止煙囪效應,應優先選擇密集絕緣母線槽,如選用空氣絕緣型,則需在線槽殼體內每單元設置阻火隔斷;對特別重要場所,為保證應急電源火情下維持工作,應選用耐火型槽。


    至于安裝場所,首先考慮槽外殼防護等級,其次是建筑結構對線槽形狀、安裝支架形式和跨距的影響:室內專用工作場所,如大容量變電所內為進步其散熱效果,可采用IP30等級的母線槽;室內的普通工作,如樓層電氣豎井及配電間內,為保證安全性,應選用不低于IP40等級的母線槽;室內濕潤場所或有防濺水要求的,為保證其在遭到濺水時仍能正常工作,應選用不低于IP54等級的母線槽;室外或有特殊要求的,如防噴水,防海浪和防侵蝕場所可分別樹脂絕緣母線槽;大跨距場所,應選用外殼加強型母線槽;額定電流,應從技術機能、散熱效果、價格等方面加以綜合考慮,目前市場較多選用散熱機能上佳和能耗低的鋁合金外殼低阻抗密集絕緣母線槽。


    根據工作電流(I B)選擇準確的母線槽額定電流(I N)的大小,(I N)大小需按制造商提供的母線槽產品尺度電流等級選擇。


    三、鋁導體在母線槽中的應用


    目前,絕大多數的母線槽出產制造商因受一些舊的設計思惟及制造規范的影響,對槽內導體的選用仍以銅材為主。然而,近年來銅材價格的大幅上漲,使其本錢居高不下,這對制造商的市場拓展必將帶來較大的沖擊。結合市場資源的公道配置及其價格因素,海內母線槽產品導體由銅母線材料向鋁母線材料轉移以成為產品的發展趨勢。


    由鋁母線導體系體例造的母線槽已在國外一些發達國家得到廣泛應用,其制造技術及工藝已趨成熟。近年來海內部門品牌母線制造商均提供了高品質的鋁導體母線槽,并已在工程實際應用中得到了用戶及設計單位的肯定和好評,顯示了其獨特的優勝性。本文試從銅鋁導體的物理機能、化學機能、電氣機能方面進一步探討以鋁導體代替銅導體的可行性。


    因為銅導體和鋁導體截面外形相似,因此海內母線槽制造商均可在分歧錯誤原銅導體母線槽產品結構作重大改變的情況下,設計、制造鋁導體母線槽,其重點在于改進出產工藝(如改進導體表面處理工藝,以增強及保護鋁導體的鍍層表面質量)及增設相關的工裝設備。因此鋁導體母線槽在技術,經濟方面與銅導體母線槽的比較上風才是其獲得大量推廣應用的重點所在,詳細比較如下:


    銅、鋁導體金屬材料比較:銅的密度8.9g/cm3, 鋁的密度2.7g/cm3;銅的導電性僅次于銀,IACS值為100%(國際尺度退火電解銅尺度值),高純鋁(99.996%)和產業純鋁(99.5%)的IACS值為64.94%和59%,即銅的導電性約比鋁高35%~40%;銅在大氣中的化學不亂性較好,鋁較為活潑,但加入微量合金元素可進步其化學不亂性;銅的強度和硬度較好,純鋁稍差,但鋁合金經熱處理后可獲得較高的強度和硬度,因質輕,其強度弘遠于銅;天然中銅資源相對有限,價格較高,鋁資源相對豐碩,價格低廉。


    相同結構形式等電流母線槽采用銅導體及鋁導體電能損耗比較:銅導體(電工用銅母線TMY,GB5585.1~3-1985)的電阻率ρCU(20) =0.0175Ω·mm2/m(環境溫度20℃時得直流電阻率);鋁導體(電工用鋁母線LMY,GB5585.1~3-1985)的電阻率ρAL(20)=0.0295Ω·mm2/m(環境溫度20℃時得直流電阻率);根據相關導體載流量數據對比分析,可看出,同電流鋁導體母線槽約比銅導體母線槽功率損耗大26%,此為鋁導體母線槽的缺點,由上式可知,解決此題目的最簡樸途徑是增大鋁導體截面積;按此比值選型設計,可使鋁導體母線槽與銅導體母線槽具備等效導電機能。


    等效導電截面銅導體母線槽和鋁導體母線槽一般性經濟分析可見,僅從母線槽導體材料本錢分析,等效導電機能的鋁導體母線槽與銅導體母線槽比擬,前者僅為后者的約1/5。因鋁導體母線槽在制造過程中的特殊工藝性,制造本錢相對較高,分析表明兩者比較約為2.5:1。綜上述比較,可以以為鋁導體母線槽是一種擁有較高性價比的,具有極大推廣應用價值的產品。


    四、產品發展遠景


    在當前的市場經濟流動中,進步產品市場據有率和企業綜合競爭力是所有企業的追求目標,泛博母線槽制造商特別是一些大中型品牌企業將會把產品的本錢經濟上風讓利于泛博用戶,為泛博工程建設節約大量投資,同時可為社會節約大量寶貴資源,為建設節約性社會主流經濟作出應有的貢獻。因此,經濟、合用的鋁導體母線槽將帶來母線槽行業的一次變革,并推動母線槽行業的新一輪發展。

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