隨著我國經濟的高速發展,整個社會對電力的需求日益增大。目前110kV和220KV變電所低壓側均采用10kV、35kV電壓等級,隨著主變容量的加大,變壓器低壓側進線側的額定電流也在不斷加大。
常規矩形母線在技術上和結構上越來越難滿足母線發熱和短路電動力的要求,由此引起附加損耗、集膚效應系數的增大,造成截流能力的下降、電流分布不均勻。尤其是單臺主變容量為180MVA及以上時,主變10kV出線側不僅有母線橋本身的電動力問題、發熱問題,還有母線橋支柱絕緣子、鋼構架以及母線橋附近混凝上柱、基礎內的鋼筋在電磁場中感應渦流引起的發熱問題。管形母線作為矩形母線的替代品。其具有以下特點:
載流量大
管形母線的主體為空心銅管或鋁合金管,表面積大,相對常規矩形母線,其導體表面電流密度分布均勻,較高額定電流可達12000A。
絕緣性能好
管形母線采用密封屏蔽絕緣方式,外殼接地電位為零,母線表面電場分布均勻,電氣絕緣性能強??梢灾苯油ㄟ^電纜溝和電纜夾層。
機械強度高
管形母線主體允許應力為矩形母線的4倍,可承受的短路電流大,機械強度高,使得母線支撐跨距較大可達8米。
散熱好、溫升低
管形母線為空心導體,母線兩端開有通風孔,內徑風道能自然形成熱空氣對流,散熱條件好相比常規母線要好。
損耗低
管形母線的外形決定了其表面集膚效應系數低,Kf≦1,交流電阻小,因而母線的功率損失小。交聯屏蔽絕緣母線的絕緣層的介質損耗低于0.01%。
絕緣材料耐熱系數高
交聯屏蔽絕緣管形母線的主絕緣材料為聚四氟乙烯,有優良的電氣性能和化學穩定性,可在-200℃~+200℃中正常工作,介質損耗小、阻燃、耐老化、配合其他絕緣材料,產品的使用壽命≧30年。
由于現代高層建筑配電的復雜性和供電容量的增加,對配電主干線的可靠性及經濟性的要求越來越高,要求是輸送容量大,能承受較大的短路負荷;電壓降和電能損失??;供電安全,絕緣可靠,防火性能好;可撓性大,抗震性好;分支容易,施工維修方便;占據空間小,造價小。主要形式有:插接式母線槽、預制分支電纜、普通電力電纜等。需要設計根據建筑物的性質、用電負荷、安裝環境等等確定配電干線形式。
插接式封閉母線槽配電方式已廣泛地應用在高層建筑中。封閉母線槽的種類可分為三相三線制、三相四線制、三相五線制等幾種,按絕緣方式分可分為空氣絕緣型、密集型、復合絕緣型、高強型等,額定工作電流為250A至5000A不等,主要結構是由優質鋼板彎制的外殼、導電銅(鋁)排、絕緣材料及有關附件等組成。它用特制的插接端與變壓器或低壓配電柜直接插接,帶插孔的母線槽可以通過插接頭箱或插接開關箱,能很方便地引出分支回路至樓層配電箱。封閉母線與傳統的電纜配電方式相比具有傳輸電流大、結構緊湊、便于分接配電、絕緣強度及動穩定性能較高、使用壽命長等優點,在高層建筑大電流配電中已取代電纜而廣泛采用。
但其也有一些缺點,主要有:
1、封閉母線槽的安裝質量直接影響使用功能,其安裝步驟多,要求高,施工周期長;
2、母線插接后需用壓板定位,壓緊后再緊固穿心螺栓,分支接頭過多,產生故障點多
3、對安裝使用地點的環境要求高,必須保持空氣清潔,耐潮濕、耐腐蝕性差;
4、封閉母線槽安裝時采用了彈簧支座等固定方式來增加其可撓性和防震性,從而使結構變得復雜;
5、綜合單價較高;
三相五線制系統的解決方案不令人滿意,因為PE線必須有**可靠的接地連續性,不允許有過多的連接頭,而母線槽卻做不到這一點。
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