母线槽技术培训资料Word文档格式.doc
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用于连接同一系统中不同型号或不同额定电流的两种单元的母线干线单元。
4、母线干线膨胀单元
允许母线干线系统的轴向尺寸有一定变化量的母线干线单元，主要用于由热膨胀引起的尺寸变化。
5、母线干线馈电单元
用于任何进线单元的母线干线单元。
6、分接单元
用于从带有分接装置的母线干线单元中分接出电源的一种输出装置，如滚轮装置、滑触装置、或插接装置（插接箱）。
二、母线槽分类
母线槽的分类没有国家统一的标准，各制造厂家的分类也是五花八门，但总体来说，按绝缘方式可分为以下三种：
1、密集型插接母线槽
由母线、母线支撑件、绝缘件、外壳、固定件等组成，母线（a、b、c、N、PE）间紧贴排列组装，完全依靠绝缘材料绝缘的母线槽。
密集绝缘插接母线槽防潮效果较差，母线在施工时，容易受潮及渗水，造成相间绝缘电阻下降。
母线的散热主要靠外壳，由于线与线之间紧凑排列安装，b、c相热能散发缓慢，形成母线槽中心温升偏高。
密集绝缘插接母线槽受外壳板材限制，一般只能生产不大于3.5m的水平段。
由于母线相间气隙小，母线通过大电流时，产生强大的电动力，使磁振荡频率形成叠加状态，造成过大的噪声。
2、空气式插接母线槽
由母线、母线支撑件、绝缘件、外壳、固定件等组成，母线（a、b、c、N、PE）间一般有16—22mm的净距，主要依靠空气介质绝缘的母线槽。
母线之间有16—22mm的净距，线间通风良好，使母线槽的防潮功能较高，由于线间有一定的空隙，使母线的温升下降，这样就提高了过载能力，并减少了磁振荡噪声。
但它产生的杂散电流及感抗要比密集型母线槽大得多，因此在同规格比较时，它的导电排截面必须比密集绝缘插接母线槽大。
3、高强度插接母线槽
由母线、母线支撑件、绝缘件、外壳、固定件等组成，母线（a、b、c、N、PE）间一般有18mm左右的间距，依靠空气及绝缘材料绝缘的母线槽。
高强度封闭式母线槽工艺制造不受板材限制，外壳做成瓦沟形式，使母线机械强度增加，母线水平段可生产至13m长。
由于外壳做成瓦沟形式，坑沟位置有意将母线分隔固定，母线之间有18mm左右间距，线间通风良好，使母线槽的防潮和散热功能有明显的提高，并减少了磁振荡噪声。
但同时，它产生的杂散电流及感抗也要比密集型母线槽大得多，因此在同规格比较时，它的导电排截面必须也比密集绝缘插接母线槽大。
总之，在短短20多年的发展中，母线槽的工艺已经经过比较大的改变。
目前高强度插接母线槽和空气式插接母线槽的区别也逐渐变小，况且它们之间的区别本来也不是很大，所以，目前整个行业中一般只区分密集型和空气式。
至于密集型和空气式哪个综合性能更好，也是众说纷纭，没有定论。
但目前比较可靠的做法是小电流（2000A以下）宜采用空气式，大电流（2000A及以上）宜采用密集型，这也得到行业中权威人士的肯定。
三、母线槽运用的领域：
八十年代以前，高层建筑中的供电主干线主要采用可靠性较好的普通电缆，电缆在电气竖井内沿墙壁用支架或电缆桥架敷设。
电缆作为供电主干线比裸导线、裸排要安全可靠得多，但载流量受到限制，电缆截面不可能造得很大（最大只能做到400ｍｍ2），而且电缆太粗，现场施工难度大。
八十年代中后期，城市发展迅速，高层、超高层建筑大批建造，建筑物的用电负荷急剧增加，电缆作为供电主干线的局限性越来越突出，特别是现场制作电缆分支接头技术难度很大，急需一种容量大、分支方便的供电主干线取而代之。
这时，容量大、分支方便的母线槽从国外引进来，并且在工程中迅速得到推广应用。
母线槽适用于各电力输送干线，有高压母线槽和低压母线槽两类。
高层建筑、工业厂房、机场、码头、地铁、综合建筑工程等的变压器至配电柜，以及配电柜至车间及楼层的电力输送，其额定电流6000A以下，100A以上；
额定电压1000V，频率50HZ或60HZ，可组成三相四线或三相五线的电力输送系统，属于大电流电力供电的首选产品。
对于小型建筑，用电负荷不是很大，主干线往往采用绝缘导线；
对于高层建筑，用电负荷较大，用绝缘导线作为主干线已不能满足供电需要，这时主干线需要用电缆或母线槽，我国大城市近年来电力局正有相关安全规定：
配电房及高层建筑必用母线槽代替电缆电线使用。
母线槽在我国兴起近有20年历史，至今我国大型城市高层建筑及高档工业企业已基本用母线槽代借电线电缆使用，因母线使用寿命长，拆移及分支线路方便，降低折旧费用及提高使用安全性能；
中型城市及普通工业企业也开始普遍使用母线槽，则也可一次性投资，终身受益。
四、母线槽在供电系统中的优势
在供电系统中，特别是高层建筑的供电系统中，供电主干线起着非常重要的作用，它好似人体中的大动脉，一旦出现故障就会造成严重的后果。
因此，生产、建设及科研单位一直在为供电主干线的可靠性作出努力，不断改进，以期创造出安装维护简便、质优价廉、性能稳定的新产品。
室内导线敷设方式可分为：
明敷——导线直接或者在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及椼架、支架等处；
暗敷——导线在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部，或者在混凝土板孔内敷线等。
对于高层建筑，用电负荷较大，用绝缘导线作为主干线已不能满足供电需要，这时主干线需要用电缆或母线槽。
80年代以前，高层建筑中的供电主干线主要采用可靠性较好的普遍电缆，电缆在电气竖井内沿墙壁用支架或电缆桥架敷设。
电缆作为供电主干线比裸导线、裸排要安全可靠得多，但载流量受到限制，电缆截面不可能造得很大（最大只能做到400mm²
）,而且电缆太粗，现场施工难度大。
80年代中后期，城市发展迅速，高层、超高层建筑大批建造，建筑物的用电负荷急剧增加，电缆作为供电主干线的局限性越来越突出，特别是现场制作电缆分支接头技术难度很大，急需一种容量大、分支方便的供电主干线取而代之。
这时，容量大、分支方便的母线槽从国外引进过来。
经过20多年的发展，母线槽技术已经相当成熟，最大电流可以达到5000A，而且母线槽可以在任意位置预留插口，分支及其方便。
因而在工程中迅速得到推广应用。
综上所述，插接式母线槽具有体积小、结构紧凑、运行可靠、传输电流大、便于分接馈电、维护方便、能耗小、动热稳定性好、使用寿命长等优点。
1、母线槽与电缆、分支电缆性价比
NO.
项目
母线槽
电缆
分支电缆
短期投资成本
比电缆多30～40％，比分支电缆多15～20％。
比母线少30～40％。
比母线少15～20％。
长期投资成本
比电缆少50～60％，比分支电缆少60～70％。
比母线高50～60％
比母线多60～70％。
折旧率/每年
2％
5～8％
4
维修情况
维修容易，维修后性能与新产品一样。
维修难，维修后性能下降。
5
使用寿命
50年
15～20年
6
绝缘性能
≥20MΩ
≥5MΩ
改造损失率
10～20％
70～80％
8
占用位置
中
少
大
载流能力
大，高达5000A，适用于各种场所
小，最大1600A，选择范围小
产品维护
不需断开主电源，分支回路可带电检修，不影响其他回路供电
不能带电检修，须断开总电源，停电范围大
11
机械强度
机械强度高，防护能力强，可满足大跨距安装
机械强度低，需增加电缆桥架配套使用
机械强度低，防护能力差
12
外形与体积
外形美观，颜色可根据现场要求选配，体积小巧，结构紧凑布局整齐
电缆桥架体积大，缺乏美感
色调单一，体积大缺乏美感
13
电流分支
可预留多个插接口，增加分支回路时，只需插入插接箱即可，不需断开电源，安装方便快速
增加接头繁琐，必须断开主电源及电缆
需增加专用设备，无法带电作业
过载能力
绝缘材料工作温度在130℃以上，过载能力强，散热性好。
绝缘层和外皮工作温度最大在105℃，过载能留差
15
阻燃能力
外壳由钢板或铝合金制成，不会燃烧，绝缘材料阻燃，耐高温，可有效防止火灾的发生
普通电缆的绝缘层和外壳可以燃烧，阻燃电缆在火焰下也会燃烧。
安装使用
安装拆卸方便，可根据需要进行重新布置，可在主回路带电的情况下对分支回路进行改造，不影响整体供电
如需变更布置，重复利用率低，无法带电分支作业
如需变更布置，无法调整分支接头，无法带电作业
互换备用
当系统出现故障可紧急备用，利用备用回路插接箱能迅速恢复供电，提高系统供电稳定性
出现事故需停电检修，无法及时恢复供电
出现事故需停电检修，无法及时恢复供电。
2、母线槽与电缆供电系统示意图
五、母线槽在供电系统中的局限性
母线槽作为供电主干线同普通电缆相比较显示了强大优势，但随着时间的推移，运行实践表明母线槽本身存在着许多缺陷，主要表现在以下几个方面：
其一，母线槽的安装要求比较严格，安装时要避免产生碰撞、敲击，连接螺栓紧固要适当，过紧过松都能造成隐患，也会影响母线槽的使用寿命，因此必须要有经验丰富的技术工人来完成。
其二，它制作方式多为手工制作，产品质量无法控制与保证，并且接头过多，产生故障点也多。
八、九十年代，母线槽制作工艺落后，几乎都是手工操作，人为因素很多，质量好坏无法有效控制。
但到了20世纪末，这一状况已经得到明显的改观，特别是“CQC”国家强制安全认证推广以来，众多小企业被淘汰，行业也越来越规范，产品质量、生产工艺也达到比较高的水平。
因此，采用先进的生产工艺和设备，提高产品质量控制是产品质量的有力保证。
其三，母线槽在运输、储存过程中，如防护不好绝缘层会受潮变质，铜排会氧化、腐蚀，造成电气性能下降，因此母线槽在安装前必须对妥善保管。
其四，母线槽在使用中触头部位或接头部位易发热，或选择母线的载流量考虑不足也会造成母线槽发热。
因此在具体工程设计选择母线槽的容量时，要充分计算建筑物的实际用电符合，并考虑到周围环境温度的影响，还要留有余量。
六、母线槽的发展史
我国母线槽发展于80年代初期。
于1981年起，原有的电缆干线及裸铜排电力供电干线渐渐由母线槽代替。
在国际标准中规定电力电缆使用寿命规定为8～15年，因此在我国大中城市越来越多地被取代；
而母线槽的使用寿命可达50年，已成为一种新型的输电设备，是目前及未来工程的首选产品。
第一代：
空气型
我国大约于1981年~1983年母线槽开始问世并投产，最常见的主要是空气型母线槽，以北京白纸坊机场电器厂为代表，生产的空气型母线槽是以铜排导电，另加绝缘隔相块隔开铜排，将导电排用绝缘衬垫支撑在壳体内，外加金属壳体封闭，靠空气介质绝缘，相间距离50mm，此母线槽为我国母线槽发展史上的雏形技术。
由于技术上的缺陷，母线槽母排为裸体，当灰尖进入母线本体经受潮后，灰尖覆盖其上并结块，导致导电相线间产生短路事故，此类事故在沿海地带发生率较高。
另外，这种初级阶段的母线槽对防尘、防潮、防止小动物进入母线本体等方面做得不够全面，因而常出现事故。
第二代：
密集型
上世纪80年代中期开始，市场推出了密集型母线槽，以遵义长征电气控制设备厂为代表，密集型母线槽采用了电解铜排做导电材料，经加工折弯成型，并采用聚四氟乙烯薄膜包扎，再用阻燃PVC热缩套管经热缩定型（导电体经绝缘薄膜包轧后压紧封闭在一起），各相位铜排相互压紧之后，其间无空隙与间隔，插接口及连接头分隔开，此母线槽则名为密集型母线槽。
此类母线槽的问世虽已解决了空气型母线槽的部分缺陷问题，但此母线由于铜排紧压在一起，防潮能力极差；
另外，如果母线所包扎的绝缘材料受到破损或接头插接口发热，或超负荷运行发热，会导致绝缘材料收缩后铜排裸露而出现短路事故，这些情况所造成的事故发生率比较频繁。
该母线槽的常用绝缘材料：
聚四氟乙烯带：
工作温度200度，缺点高温分解时产生使人致死的毒气（八氟异丁烯和氟光气）
聚脂薄膜：
存在可燃性，延伸率和抗撕性极差，材质脆、易裂，导致绝缘层产生裂缝，发生放电、短路。
聚氯乙烯热缩管：
质量差别极大，部分厂家采用廉价产品，实测绝缘达不到B级。
辐照交联阻燃绕带（PER）：
目前不错的东西，工作温度150，防水性能好，有弹性，包缠比较紧密。
优点：
散热好、容量大。
缺点：
绝缘层可能受潮（绝缘层间存在间隙），引发短路。
目前使用此类母线槽的工程不少，但出现事故的事例也不少，因聚四氟乙烯绝缘薄膜耐压很高，所以出厂检测绝缘很好，但等安装完毕使用时却并不很理想。
原因在于施工安装过程连接不紧；
或超负荷运行时造成母排发热；
或插接头接插不紧出现脱落、移位；
或其他原因而损伤或绝缘薄膜收缩等种种原因造成短路事故时有发生。
第三代：
空气绝缘型（复合绝缘型）
市场上的第三代母线槽产品是空气绝缘型母线槽，起步于90年代初期，它综合空气型母线与密集型母线槽的结构特点，即导电母排经包扎（采用耐高温耐压的聚四氟乙烯薄膜包扎）后，加隔相垫块相相位铜排隔开，起到双重绝缘的作用。
其优点是价格实惠、使用安全；
其不足之处是机械强度差，防护等级尚不能满足使用环境的需要。
空气型母线槽除了导电排本身具有绝缘层外，各相线之间还有一定的空气介质绝缘。
现在也有厂家在弯头上采用硫化绝缘技术，直线段采用MT-7-3橡胶套管绝缘。
硫化绝缘技术：
材料为CZ260快固绝缘粉末，采用四元交联固化，绝缘层与导电排间无间隙，其散热性能、防潮性能、绝缘可靠性和机械强度尚不能完全确定，对这种工艺的可行性尚在评估中。
第四代：
高强型
第四代母线槽产品是高强型母线槽。
此母线槽起步于90年代中期，系引进欧美技术，母线导电铜排采用聚四氟乙烯绝缘薄膜包扎后，加PVC热缩套管固定，采用冷轧板成型机压成凹凸相间的波浪形来进行相位铜排绝缘，其导电铜排固定在凹槽内。
此母线槽的缺点是：
如出现接头处发热，或插接头发热以及超负荷运时发热而使绝缘材料老化，盖板即可能出现短路或漏电事故。
其特点是价格低、水平装跨度大，安装强度高。
七、目前市场上各种主流母线槽介绍
1、空气型（复合绝缘）
复合绝缘空气型母线槽分为普通型和高强型，两者的区别本身不是很大，经过20年的发展，随着工艺改变和新型材料的不断出现，老式空气型和高强型已逐步退出市场，取代他们的是“仿德式”产品，该产品将它们的伏势合二为一，集合各自的优点，合理有效的避免了各自存在的缺陷。
2、浇铸母线
为了解决在沿海地区或室外的大电流输送，在2000年左右，市场上出现了防水浇铸母线，这种母线槽属于一个特殊的分支产品。
它是由铜或铝（铜复铝）做导体，绝缘树脂材料作为外壳，在一定形状的模具里浇铸而成，接头部分是现场连接后进行浇铸，因此整个母线系统就成为完全防水的系统。
防尘、防水，可以长期水下工作。
全密闭、散热效果差，同等规格母排截面需加大，无法带插接单元（插接箱）。
3、密集型母线
前面已经讲过密集型母线的结构和它的优、缺点，密集型母线最大的优点在于散热快，因此，目前主流密集型母线均采用导热效果更好的铝合金材料做外壳。
说到散热必须要了解一个电气常识，同样的导体（同材质、同截面、相同的绝缘方式）在环境温度不同时，导电能力大不相同，见下表：
导体载流量温度校正系数表
种类
K
环境温度（℃）
-5
20
25
30
35
40
45
50
裸导体
90
2.14
1.95
1.14
1.11
1.07
1.04
1.00
0.96
0.92
0.88
0.83
0.77
70
1.29
1.24
1.20
1.15
1.05
0.94
0.81
0.74
0.67
80
1.17
1.13
1.09
0.95
0.90
0.85
0.80
65
1.32
1.27
1.22
1.12
1.06
0.87
0.79
0.71
60
1.36
1.31
1.25
0.93
0.76
0.66
55
1.41
1.35
1.23
1.08
0.91
0.82
0.58
1.48
1.34
1.26
1.18
0.89
0.78
0.63
0.45
（1）本表中K栏表示导体的允许工作温度，单位为“度”；
（2）本表主要用于裸导体及电缆；
（3）额定载流量的基准环境温度为25℃；
（4）地理线可参照电缆允许工作温度为65℃一栏进行校正。
因此，导体温升提高和截流量是一个恶性循环的过程，当温度升高时，导体截流能力下降，而载流能力下降又会导致温升加剧，从这一点上就可以了解，良好的散热条件对母线槽的功能起着十分重要的作用。
实现良好散热的几个重要途径：
a、密集型的整体结构是母排紧贴，导体和外壳亦紧贴组装，散热原理由空气型的“对流散热”转变为密集型的“传导散热”；
b、采用导热性能更好的铝合金材料作外壳，使其散热速度加快；
c、导体绝缘材料选择新型材料（如定型聚酯膜等），而不采用PVC套管。
因为热缩套管一般都是导热性能低的绝缘材料，所以热缩套管在目前的密集型母线上很少采用。
d、导体中间（主要是B、C相中间）加铝板散热片，散热片和外壳联接，增加散热面，提高散热效果。
这种方式一定程度上能降低温升，但它需要的材料、人工等成本和节约的铜材成本差距尚不明确，有待于大电流设备测试后方可确定。
上面讲了母线散热的重要性，其实归根结底，提高散热效果的最终目的是同等电流下减少导体的截面，以节约成本，这也是目前市场上流行铝合金外壳密集型母线槽的重要原因之一。
八、母线槽的主要技术参数与选型
1.主要技术参数:
（1）Ue-额定电压:
如AC380V
（2）In-额定电流:
如4000A
（3）Ui-额定绝缘电压：
如AC660V
（4）Icw-额定短时耐受电流:
如63KA
（5）Uimp-额定冲击耐受电压:
母线干线单元:
如AC3750V
分接单元（如有）:
（6）过电压类别：
1）
Ⅰ□， Ⅱ□，Ⅲ□，Ⅳ□
如提供的试样有不同的过电压类别应予以说明。
（7）材料组别：
如
IIIa
（8）污染等级：
如3级
（9）电气间隙：
≥10.0mm
（10）爬电距离：
≥12.5mm
（11）分接单元的技术数据（如有）：
1）分接单元额定电流：
如250A
2）分接单元短路分断能力：
如30KA
3）分接单元保护开关的额定电流：
如
250A
4）分接单元保护开关的短路分断能力：
30KA
5）分接单元的额定绝缘电压：
如660V
（12）外壳防护等级:
IP40
（13）触电防护类别：
Ⅰ□，Ⅱ□，Ⅲ□
（14）母线干线系统外壳的外形尺寸：
高：
如170㎜
宽：
如200㎜
板厚:
如2㎜
（15）防火挡板单元（如有）:
耐火时间:
□60min,□120min,□180min,□240min
2、母线槽容量：
母线槽种类的选择应遵循小电流（2000A以下）选用空气式，大电流（2000A及以上）选用密集型。
那么母线槽的电流该如何选择呢？
若电流等级太小，母线槽容易过载而发生故障，若电流等级太大，会造成造价提升。
一般情况下，我们按照下面的公式计算母线槽的电流等级：
P
Ie≥
I=
U·
COSΦ
Ie——母线槽额定电流（A）
I——用电设备组的工作电流（A）
P——用电设备组的容量（W）
U——用电设备组的额定电压（V）
COSΦ——功率因数（一般取0.85）
在实际工作中，我们也可利用经验来选择封闭式母线槽的规格，一般情况下“封闭式母线槽载流量”的数值为计算负荷数值的2倍。
例如P=500KW,可选择1000A的封闭式母线槽。
3、母线槽防护等级
母线槽外壳防护等级用IPxx表示，说明如下：
IP防护等级体系IP表示Ingress
Protection（进入防护）。
等级的第一标记数字如IP6_表示防尘保护等级（6表示无灰尘进入，参见下表）第二标记数字如IP
_5表示防水保护等级（5表示防护水的喷射，参见下表）
防止固体物质入侵-第一个数字定义描述
防止液体物质入侵-第二个数字定义描述
无防护。
无专门的防护。
防护50mm直径和更大的固体外来物。
防护表面积大的物体，比如手（不防护蓄意侵入）。
防护水滴（垂直落下的水滴）
防护12mm直径和更大的固体外来物。
防护手指或其他长度不超过80mm的物体。
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