母線槽與預(yù)分支電纜在工程中的選用
1.呂紅燕2.潘懿
1.濟南創(chuàng)業(yè)建筑設(shè)計院有限公司250014
2.濟南市規(guī)劃設(shè)計研究院250001
摘要:母線槽的種類、性能及優(yōu)越性,在高層建筑中應(yīng)用的局限性;預(yù)分支電纜性能及優(yōu)越性,預(yù)分支電纜在應(yīng)用中的局限性;
關(guān)鍵詞:母線槽預(yù)分支電纜
在高層建筑供電系統(tǒng)中,供電主干線起著非常重要的作用,它好似人體中的大動脈,一旦出現(xiàn)故障就會造成嚴重的后果。因此,生產(chǎn)、建設(shè)及科研單位一直在為供電主干線的可靠性作出努力,以期創(chuàng)造出安裝維護簡便、質(zhì)優(yōu)價廉、性能穩(wěn)定的產(chǎn)品。母線槽、預(yù)分支電纜應(yīng)運而生。下面簡單介紹這兩種產(chǎn)品,拋磚引玉,以期得到寶貴的建議與意見:
1、母線槽的種類、性能及優(yōu)越性
封閉式母線槽(簡稱母線槽)是由金屬板(鋼板或鋁板)為保護外殼、導(dǎo)電排、
絕緣材料及有關(guān)附件組成的母線系統(tǒng)。它可制成每隔一段距離設(shè)有插接分線盒的插接型封閉母線,也可制成中間不帶分線盒的饋電型封閉式母線。母線槽按絕緣方式可分為空氣式插接母線槽、密集絕緣插接母線槽和高強度插接母線槽三種。
空氣式插接母線槽(BMC)。由于母線之間接頭用銅片軟接過渡,在南方天氣潮濕,接頭之間容易產(chǎn)生氧化,形成接頭與母線接觸不良,使觸頭容易發(fā)熱,故在南方極少使用。并且接頭之間體積過大,水平母線段尺寸不一致,外形不夠美觀。
密集絕緣插接母線槽(CMC)。其防潮、散熱效果較差。在防潮方面,母線在施工時,容易受潮及滲水,造成相間絕緣電阻下降。母線的散熱主要靠外殼,由于線與線之間緊湊排列安裝,熱能散發(fā)緩慢,形成母線槽溫升偏高。密集絕緣插接母線槽受外殼板材限制,只能生產(chǎn)不大于3m的水平段。由于母線相間氣隙小,母線通過大電流時,產(chǎn)生強大的電動力,使磁振蕩頻率形成疊加狀態(tài),造成過大的噪聲。
高強度封閉式母線槽(CFW)。其工藝制造不受板材限制,外殼做成瓦溝形式,使母線
機械強度增加,母線水平段可生產(chǎn)至13m長。由于外殼做成瓦溝形式,坑溝位置有意將母線分隔固定,母線之間有18mm的間距,線間通風良好,使母線槽的防潮和散熱功能有明顯的提高,比較適應(yīng)南方氣候;由于線間有一定的空隙,使導(dǎo)線的溫升下降,這樣就提高了過載能力,并減少了磁振蕩噪聲。但它產(chǎn)生的雜散電流及感抗要比密集型母線槽大得多,因此在同規(guī)格比較時,它的導(dǎo)電排截面必須比密集絕緣插接母線槽大。
插接式母線槽屬樹干式系統(tǒng),具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、運行可靠、傳輸電流大、便于分接饋電、維護方便、能耗小、動熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點,在高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。對于電流等級比較大的分支回路或干線回路,尤其是電流等級高于800的場合,采用預(yù)分支電纜會造成施工困難,維護不便,
技術(shù)經(jīng)濟性差等問題。大電流應(yīng)用正是母線的優(yōu)勢所在,母線槽大電流應(yīng)用的經(jīng)濟性遠高于預(yù)分支電纜。因此,在大電流場合采用母線槽就比較方便,經(jīng)濟性也好。
2、母線槽在高層建筑中應(yīng)用的局限性
母線槽作為供電主干線同普通電纜相比較顯示了強大優(yōu)勢,但隨著時間的推移,運行實踐表明母線槽本身存在著許多無法彌補的缺陷,所以母線槽作為供電主干線并非最理想的供電產(chǎn)品。
其一,價格昂貴、安裝占地面積大、安裝周期長、勞動強度大,因而一次投資很大。母線槽是一節(jié)一節(jié)安裝的,每一節(jié)近百公斤,安裝就位全靠人力搬動及調(diào)整,其勞動強度之大可想而知;因?qū)痈卟煌、電流等級不一樣,母線槽的互換性往往很差,若接頭不平整光滑,擰緊接頭連接螺栓的空間又太小,安裝就更費時費力;另外母線槽的安裝要求比較嚴格,安裝時要避免產(chǎn)生碰撞、敲擊,連接螺栓緊固要適當,過緊過松都能造成隱患,也會影響母線槽的使用壽命,因此必須要有經(jīng)驗豐富的技術(shù)工人來完成。另外有些廠家打著新產(chǎn)品“五芯母線槽”的招牌來誤導(dǎo)廣大用戶。所謂“五芯母線槽”即把PE線也裝在殼體內(nèi),不但造價高、使用不方便,而且規(guī)范不允許。因為PE線必須有絕對可靠的接地連續(xù)性,不允許有過多的接頭,而五芯母線槽的PE線必須一節(jié)一節(jié)連接,只要有一個接頭斷開,PE線就可能帶電,那么與它相連的設(shè)備外殼也就可能帶電,其危險性就可想而知了。
另外,對于630A及以下的母線槽來說,選用同一電流等級的預(yù)分支電纜,其采購費用(包括附件)的節(jié)約就更加明顯。加上安裝方便,節(jié)省了現(xiàn)場施工勞力,可顯著降低工程總造價,一般降幅可達到30%以上。
其二,耐潮濕、耐腐蝕性差,敷設(shè)環(huán)境及安裝要求較高,因而維護保養(yǎng)工作量大。母線槽在運輸、儲存過程中,絕緣層會受潮變質(zhì),銅排會氧化、腐蝕,尤其是連接頭銅排更易氧化、腐蝕,造成電氣性能下降,因此母線槽在安裝前必須對其進行維護保養(yǎng);母線槽運行中時熱時冷,絕緣層熱時排出潮氣,冷卻時又吸收潮氣,會使絕緣質(zhì)量下降;接頭在時熱時冷中會松動及氧化,使接觸電阻變大,接頭發(fā)熱。
其三,眾所周知,高層建筑受風荷載等因素影響,其主樓筒體在正常使用條件下會產(chǎn)生搖擺晃動現(xiàn)象。對于框架結(jié)構(gòu)主體的高層建筑而言,這種搖晃引起的前后左右偏移隨層高的加大而增大。普通100m不到的高層建筑(超過100m稱之為超高層建筑),其引起的偏移量最大要達到近20cm。超高層建筑的偏移量還要大。也就是說,要求上下對齊的電氣管井預(yù)留孔存在著較明顯的動態(tài)偏移。這種現(xiàn)象,對預(yù)分支電纜不存在問題,而對母線槽卻有影響。因為分支電纜屬柔性結(jié)構(gòu),母線槽則是剛性物體,安裝完畢后的母線槽對大樓的搖擺晃動顯得無所適從,偏移大時可能影響到母線槽的質(zhì)量和安全,而分支電纜處理這一現(xiàn)象時則顯得游刃有余。
3、預(yù)分支電纜性能及優(yōu)越性
其一,運行可靠性。預(yù)分支電纜的的主干線由整根電纜組成,分支線與主干線采用專用金具經(jīng)壓縮工藝形成整體連接,與主干線相當于是一根導(dǎo)體,一次開通率可達100%,而且長期運行可靠性高,可以達到放射狀配電的可靠性水平。
其二,安裝敷設(shè)靈活。預(yù)分支電纜是一種帶接頭的電纜,包裝發(fā)貨和普通電纜一樣,是卷繞在專用線盤上的,完全具備普通電纜放線省力、固定簡便、柔軟性好、能適應(yīng)復(fù)雜現(xiàn)場安裝環(huán)境等安裝便利的優(yōu)點,而且省去了分支接線的復(fù)雜工作。預(yù)分支電纜的敷設(shè)對安裝人員的技術(shù)要求不高,勞動強度較小,不同于母線槽,出廠后必須在現(xiàn)場連接拼裝。
其三,優(yōu)良的抗震性,氣密性,防水性。預(yù)分支電纜在墻體受震動時接頭不受影響并能在潮濕的環(huán)境中正常供電,也能在露天及埋地敷設(shè)。
4、預(yù)分支電纜在應(yīng)用中的局限性
其一,干線容量有限。單根電纜不高于1600A,而單條母線容量可高達6000A。正如前述,800A以上預(yù)分支電纜會造成施工困難,維護不便,技術(shù)經(jīng)濟性差等問題。
其二,只適用于由下向上供電方式,不適用于變電所設(shè)于高處,由上向下供電的供電方
式,而母線槽卻不受方向的限制。
其三,預(yù)分支電纜只適用于各分支電氣負荷比較穩(wěn)定,不會因建筑物各層使用性質(zhì)的改變而引起電氣負荷發(fā)生較大變化的場所,一旦施工完畢,各分支的容量都將無法增加,而母線槽在保證不超出總負荷的前提下,可以調(diào)整各分支的用電負荷。
總上,設(shè)計者根據(jù)建筑物的使用功能、敷設(shè)環(huán)境、電力負荷的大小、業(yè)主的要求等合理選擇合適的供電干線。
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