隨著現(xiàn)代工程設(shè)施和設(shè)備的出現(xiàn),各行各業(yè)的用電量迅速增加,特別是出現(xiàn)了許多高層建筑和大型車間。傳統(tǒng)的電纜作為傳輸導(dǎo)體已不能滿足大電流傳輸系統(tǒng)的要求。多通道電纜的并聯(lián)使用給現(xiàn)場安裝和施工連接帶來了諸多不便。管型母線作為一種新型的配電導(dǎo)線應(yīng)運(yùn)而生,充分體現(xiàn)了其在大電流輸電中的優(yōu)勢。同時(shí),由于采用了新技術(shù)和新工藝,大大降低了管型母線兩端連接處和分支插座插件處的接觸電阻和溫升,并在管型母線內(nèi)采用了優(yōu)質(zhì)絕緣材料,提高了管型母線的安全性和可靠性,使整個(gè)系統(tǒng)更加完善。
1.選擇正規(guī)企業(yè)的合格產(chǎn)品:
管型母線應(yīng)為具有3C強(qiáng)制性認(rèn)證標(biāo)志和型式試驗(yàn)報(bào)告的產(chǎn)品。中國有許多管型母線制造商。它們大部分是手工制作的,主要在江蘇和浙江。江蘇揚(yáng)中是的管型母線之鄉(xiāng)。在采購過程中,應(yīng)深入調(diào)查制造商的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)力量、工人素質(zhì)和生產(chǎn)環(huán)境,尤其是生產(chǎn)環(huán)境。因?yàn)槿绻诓桓蓛舻目臻g進(jìn)行絕緣處理,絕緣層中會有一些導(dǎo)電顆粒,這在運(yùn)行的初始階段并不重要,但隨著時(shí)間的推移,絕緣會損壞。
2.注意管型母線導(dǎo)線材質(zhì):
目前主要有銅棒、鋁棒和銅鋁復(fù)合材三種,價(jià)格差異較大。除純度外,還應(yīng)注意彎曲后材料的機(jī)械性能。這里我們重點(diǎn)介紹銅鋁復(fù)合材料。銅鋁復(fù)合材料的界面強(qiáng)度直接影響其加工性能和使用可靠性。它是銅鋁復(fù)合母線Z的關(guān)鍵性能參數(shù),只有在90°彎曲時(shí)無起泡和明顯桔皮,沖孔和剪切時(shí)無銅鋁分層,才能用于電氣設(shè)備,以滿足低Z界面結(jié)合強(qiáng)度的要求。不同的制造工藝導(dǎo)致不同的界面結(jié)合強(qiáng)度。當(dāng)銅和鋁在機(jī)械壓力下卷曲并結(jié)合時(shí),只有界面原子能被激活以形成原子鍵合。經(jīng)過熱處理和擴(kuò)散后,點(diǎn)連接變成表面連接,但擴(kuò)散深度較薄,界面連接強(qiáng)度不高。只有在特定的工藝條件下對銅和鋁進(jìn)行熔合,才能形成界面結(jié)合均勻、厚度一定的復(fù)合層,達(dá)到較高的界面結(jié)合強(qiáng)度。
經(jīng)過大量試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)有限元分析,當(dāng)銅層截面占總截面的20%時(shí),具有良好的性價(jià)比。20%比15%好。由于集膚效應(yīng),導(dǎo)電性大大提高,硬度提高,使用壽命延長。銅層的橫截面比例與銅鋁復(fù)合母線的比重有一定的關(guān)系。當(dāng)銅層橫截面占整個(gè)橫截面的10%、15%和20%時(shí),比重分別為3.32、3.63和3.94(g/cm3)。檢測銅層橫截面Z的簡單方法是找到一個(gè)樣品,稱重,計(jì)算樣品體積和比重。
3.選擇管型母線的經(jīng)濟(jì)斷面:
一般情況下,管型母線截面應(yīng)根據(jù)Z大的長期工作電流選擇。并驗(yàn)證管型母線在大短路電流通過Z的情況下的短時(shí)熱穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性。由于多條導(dǎo)線閉合時(shí)導(dǎo)線電阻和交流電流表效應(yīng)的影響,管型母線通過電流時(shí)會引起發(fā)熱。銅、鋁管型母線長期運(yùn)行時(shí)的允許加熱溫度為70℃,但當(dāng)接觸面用錫可靠覆蓋(如超聲波鍍錫等)時(shí),允許溫度升高至85℃。受連續(xù)加熱允許溫度的限制,不同材料和截面的管型母線給出了相應(yīng)的長期允許電流值。在選擇管型母線截面時(shí),管型母線的實(shí)際Z大長期工作電流應(yīng)小于所選截面管型母線的長期允許電流。當(dāng)年負(fù)荷較大且管型母線較長時(shí)(如室外配電設(shè)備的管型母線),通常按經(jīng)濟(jì)電流密度法選擇管型母線。經(jīng)濟(jì)電流密度是指當(dāng)管型母線損耗、管型母線及輔助設(shè)備的年維護(hù)成本和折舊成本較低時(shí),流經(jīng)管型母線單位橫截面積的電流。管型母線截面由經(jīng)濟(jì)電流密度除以無過載的長期工作電流得出。采用經(jīng)濟(jì)電流密度法選擇的管型母線截面一般大于采用Z大長期工作電流法選擇的管型母線截面。
4.注意管型母線的極限溫升:
管型母線的極限溫升是多少?管型母線極限溫升是指母線槽在額定電流下滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),從穩(wěn)定的Z高溫中減去環(huán)境溫度得到的溫升,通常用K表示。溫升極限試驗(yàn)將在母線設(shè)計(jì)期間進(jìn)行。溫升限制了管型母線的載流能力。溫升會縮短管型母線的使用壽命,增加功率損耗,降低電壓。同時(shí)也會影響環(huán)境溫度,加速周圍設(shè)備絕緣材料的老化,甚至引發(fā)安全事故。
在我國火災(zāi)事故中,由電力引起的火災(zāi)事故占火災(zāi)事故總數(shù)的60%以上。電氣火災(zāi)事故的肇事者包括電纜、電線、高低壓成套設(shè)備、變壓器、母線槽、電氣元件等,大多是絕緣材料因長期升溫、受熱而老化、短路引起的火災(zāi)事故。
極限溫升是管型母線的關(guān)鍵安全技術(shù)參數(shù),也是反映管型母線整體性能的重要指標(biāo)。用戶還可以從管型母線溫升中了解到以下問題:① 銅排純度:銅含量與導(dǎo)體電阻率直接相關(guān)。同一導(dǎo)體規(guī)格的電阻率越大,自然溫升越高。② 導(dǎo)線橫截面積:相同結(jié)構(gòu)、工藝、銅含量的導(dǎo)線橫截面積小,自然溫升高。③ 管型母線散熱性能:絕緣材料和外殼結(jié)構(gòu)散熱不好,溫升自然較高。④ 連接器結(jié)構(gòu)好壞:連接器接觸不良,溫升高。
5.根據(jù)當(dāng)前容量選擇管型母線:
根據(jù)設(shè)計(jì)電流容量,選擇相應(yīng)的管型母線產(chǎn)品,可以避免浪費(fèi),降低成本。
6.根據(jù)使用環(huán)境和安裝方式選擇管型母線:
① 管型母線的選擇應(yīng)綜合考慮使用環(huán)境,管型母線外殼防護(hù)等級的選擇應(yīng)符合以下規(guī)定:室內(nèi)特殊潔凈場所應(yīng)采用IP30及以上防護(hù)等級。2.一般室內(nèi)場所采用IP40級及以上。3.有防濺要求的室內(nèi)場所,采用IP54級。4.室內(nèi)潮濕或有防噴要求的場所應(yīng)采用IP65或以上防護(hù)等級。5.在有防腐要求的場所或室外,管型母線應(yīng)采用IP68級全封閉樹脂澆注。
② 根據(jù)不同的安裝方式,在選擇管型母線時(shí)還應(yīng)注意:當(dāng)管型母線水平安裝且可根據(jù)需要設(shè)置支架時(shí),應(yīng)使用長度約3M的管型母線。當(dāng)支架間距大于等于6m時(shí),應(yīng)選擇超長管型母線。當(dāng)管型母線在不同形狀的建筑物中沿平面安裝時(shí),應(yīng)選擇矩形外殼的管型母線。沿圓弧面安裝時(shí),應(yīng)選擇樹脂澆注管型母線或圓柱形管型母線。管型母線垂直安裝時(shí),應(yīng)選用絕緣密實(shí)或樹脂澆注的母線槽,絕緣材料應(yīng)為適合長期工作溫度不低于130℃的材料。為避免煙囪效應(yīng),當(dāng)選用空氣絕緣管型母線時(shí),管型母線殼內(nèi)各單元之間應(yīng)設(shè)置防火屏障。
③ 當(dāng)用于應(yīng)急電源時(shí),應(yīng)選擇防火防水的管型母線。
7.注意管型母線安裝支架:
與電纜相比,管型母線系統(tǒng)具有使用壽命長的優(yōu)點(diǎn),一般可達(dá)30-50年。為了盡可能延長管型母線的使用壽命,還必須考慮管型母線的安裝支撐。管型母線安裝在水平面上時(shí),一般采用吊裝支架或龍門支架,豎井內(nèi)一般采用彈簧支架與角鋼支架相結(jié)合。在購買一些大容量客車時(shí),應(yīng)仔細(xì)檢查支架、吊桿和橫梁、彈簧和負(fù)載等材料。一些有缺陷的制造商選擇數(shù)量較少的角鋼作為支架材料,導(dǎo)致管型母線在使用一段時(shí)間后下垂和移位,如果不及時(shí)維修,甚至發(fā)生安全事故。