母線槽與電纜在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用比較
時(shí)間 ：2020-03-30 10:50:07
20世紀(jì)90年代以前低壓配電系統(tǒng)中一直由電纜擔(dān)負(fù)著輸配電的重要角色。但90年代以來，母線槽系統(tǒng)逐漸被引進(jìn)和開發(fā)，并迅速在建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。它與傳統(tǒng)輸電器材相比有著其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，比如載流量大、過載能力強(qiáng)、分接方便、散熱性好以及維護(hù)方便等。
1 普通母線槽與電纜的性能特點(diǎn)
所謂普通母線槽，就是通過合理、安全的結(jié)構(gòu)，將幾根導(dǎo)體包裹在金屬外殼內(nèi)，組成一個(gè)整體的具有電氣連續(xù)性的輸配電系統(tǒng)。普通母線槽一般分為密集絕緣型和空氣絕緣型兩種?？諝饨^緣型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸送電流大;密集絕緣型結(jié)構(gòu)緊湊、散熱能力好。它們都有過載能力強(qiáng)、分接方便、占用空間小等特點(diǎn)。
電纜分為單芯電纜和多芯電纜。單芯電纜主要采用各種絕緣材料，將多股銅線包覆在絕緣層內(nèi)，作為某一相電流導(dǎo)體。多芯電纜則是將多根絕緣線芯絞合在一起，在包上外護(hù)套而形成的一整根完整的電纜。電力電纜的絕緣線芯數(shù)，通常為1、2、3、4、5等芯，以及4+1和3+2芯。電纜的主要優(yōu)點(diǎn)是選用靈活多變，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，但也有著其固有的局限性。下面從幾個(gè)主要方面對(duì)母線槽和電纜進(jìn)行性能比較。
a) 載流量
低壓電纜的截面積最大為1000mm2，額定電流為1600A。這么大規(guī)格電纜因其體積和重量過大，很少應(yīng)用于實(shí)際工程中。工程中一般常用的是400 mm2及以下規(guī)格電纜，這就要求使用多根電纜來實(shí)現(xiàn)同時(shí)供電。而母線槽額定電流最大可達(dá)6300A，其強(qiáng)大的載流能力是電纜根本無法比擬的。
b) 過載能力
不論電纜還是母線槽，過載能力都取決于所用絕緣材料的工作溫度。母線槽絕緣材料的工作溫度為105℃，現(xiàn)已開發(fā)出工作溫度為140℃以上的輻照交聯(lián)阻燃纏繞帶(PER)和輻射交聯(lián)聚烴熱收縮管。而目前電纜所用絕緣材料的常期工作溫度一般為90℃和105℃，輻照交聯(lián)電纜的最高工作溫度為125℃。因此，母線槽的過載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電纜。
c) 安裝分接
母線槽一般采用插接式安裝分接方法。所謂插接式母線槽，就是利用插接的方式把主干線的電源分接到支線去，每隔若干米就留有一個(gè)插接箱口，因此分接十分方便。而電纜需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分接，可靠性差，即便是預(yù)制分支電纜，也有其缺陷。分支電纜明顯的缺點(diǎn)，主要是需要向工廠定制分支連接器材，通常采用開口的"C"型抱箍。時(shí)間久了，這種抱箍能否保證緊箍力也是問題。另外，分支電纜分支頭的價(jià)格不菲，因此預(yù)制分支電纜至今應(yīng)用面仍不廣。安裝分支電纜時(shí)，需要切斷樓面電源，而安裝母線槽時(shí)無須斷電，只要在空載情況下，取下母線槽的插接箱即可。但要切斷預(yù)制分支電纜的分支電源，在帶電的情況下操作是十分危險(xiǎn)的。
d) 防火性能
普通電纜的絕緣層和外護(hù)套會(huì)燃燒。即使阻燃電纜在火焰下也會(huì)燃燒，只有在火焰離開后才燃燒。耐火電纜不會(huì)燃燒，但價(jià)格昂貴，只有在消防報(bào)警電路系統(tǒng)等不準(zhǔn)停電的場(chǎng)合才使用耐火電纜。而母線槽外殼是金屬的，不會(huì)燃燒，即使銅排的絕緣材料發(fā)生燃燒，火苗也不會(huì)危機(jī)到母線槽外面。
e) 散熱性能
電纜的絕緣和外護(hù)套 既是絕緣層，又是隔熱層。因此，為了保持電纜散熱，當(dāng)電纜在橋架內(nèi)敷設(shè)時(shí)，最多允許敷設(shè)2層，其原因主要是考慮散熱問題。而母線槽利用空氣傳導(dǎo)散熱，并通過緊密接觸的鋼制外殼，把熱量散發(fā)出去，因此它的散熱性能比電纜優(yōu)越的多。
f) 運(yùn)行維護(hù)
母線槽的維護(hù)比較簡(jiǎn)單。母線槽日常維護(hù)時(shí)，通常是測(cè)量外殼和穿芯螺栓的溫升、進(jìn)線箱的接頭溫升等，穿芯螺栓若采用4.8級(jí)則需要定期緊固，若采用8.8級(jí)的高強(qiáng)螺栓則不必定期堅(jiān)固。而電纜因其材料易于磨損、易老化、壽命較短等因素限制，需要定期進(jìn)行檢查和維護(hù)，甚至更換。.
2 安裝施工
雖然電纜敷設(shè)安裝時(shí)在線路走向上靈活方便，但是工程中電纜一般都是要靠橋架支撐，所以電纜施工需要先安裝橋架，再鋪設(shè)電纜，分步進(jìn)行。而母線槽的安裝確實(shí)需要專業(yè)的安裝技術(shù)，但卻只需要按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)安裝程序即可，一次性完成安裝。另外，母線槽結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間相對(duì)較小，易于管道、線路空間布置，且安裝方便。當(dāng)然，對(duì)于400A以下的小電流線路，因?yàn)樗x用的電纜截面相對(duì)較小、根數(shù)較少，使用電纜則顯得更為靈活。
3 供電系統(tǒng)
母線槽供電系統(tǒng)通常是主干線從配電中心引出以散射狀靈活供電，而電纜供電則受分接難度大、載流量小、難以分散控制等因素限制，通常是"點(diǎn)對(duì)點(diǎn)"供電，特別是在高層建筑供電系統(tǒng)中，母線槽相比電纜的優(yōu)越性尤為突出。
傳統(tǒng)電纜供電方式，每個(gè)樓層都需要單獨(dú)放線，電纜根數(shù)眾多。這樣的密集敷設(shè)方式，散熱性差、占用空間大、事故檢查難、維修難度大。而母線槽供電只要使用單一的中心母線槽系統(tǒng)，在每個(gè)樓層設(shè)置相應(yīng)容量的插接箱進(jìn)行分流，即可達(dá)到供電目的。這種方式使得分接異常靈活，而且每個(gè)分支都有插接箱對(duì)分流變?nèi)萏幍谋Ｗo(hù)。因此，采用母線槽更加安全、更加簡(jiǎn)單、更加可靠。
4 經(jīng)濟(jì)成本
母線槽相比電纜，總體來說，由于使用材料高檔，工藝相對(duì)復(fù)雜，首期投入成本一般比電纜要大。但是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，使用母線槽則優(yōu)越的多。當(dāng)前，母線槽使用壽命一般在30年至40年，而普通電纜則只有15年左右的使用壽命。母線槽系統(tǒng)只要按照規(guī)范安裝和運(yùn)行，基本上不需要更換部件，只需要對(duì)周邊環(huán)境例行檢查即可。而電纜則經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)接頭老化、絕緣層脫落等現(xiàn)象，需要對(duì)某一段電纜進(jìn)行更換。另外，當(dāng)今市場(chǎng)上已經(jīng)有許多實(shí)力較大的母線槽廠家推出鋁導(dǎo)體母線槽，且已大規(guī)模應(yīng)用于大型建筑。這類母線槽的采購(gòu)價(jià)格遠(yuǎn)比電纜橋架的價(jià)格低,，但使用性能卻高于電纜。對(duì)于首批投入資金緊張的用戶，完全可以選用此種母線槽
5 結(jié)束語
經(jīng)過全面分析比較，對(duì)于低壓配電系統(tǒng)中的重要干線選擇母線槽，顯然有其明顯優(yōu)勢(shì)。對(duì)于小電流分支線路，選擇電纜也有其靈活方便的優(yōu)點(diǎn)，這就需要專業(yè)配電設(shè)計(jì)人員以實(shí)際需要進(jìn)行選擇配置。
