管型母線的特點(diǎn)及在變電站的應(yīng)用

王中虎（金堆城鉬業(yè)汝陽有限責(zé)任公司，河南 洛陽 471200）

管型母線的特點(diǎn)及在變電站的應(yīng)用

王中虎
（金堆城鉬業(yè)汝陽有限責(zé)任公司，河南 洛陽 471200）

摘要：管型母線作為輸變電系統(tǒng)及電力設(shè)備連接中的一種新的聯(lián)結(jié)導(dǎo)體，有很多優(yōu)于傳統(tǒng)矩形、槽型等聯(lián)結(jié)母線的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，在我公司新建的35kV變電站取得了良好的使用效果，值得在電力系統(tǒng)中廣泛推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：管型母線特點(diǎn)及應(yīng)用；母線結(jié)構(gòu)；優(yōu)點(diǎn)

管型母線主要應(yīng)用在電力建設(shè)工程中電網(wǎng)輸電導(dǎo)線與變電站變壓器之間的導(dǎo)體連接、輸電線路中的跳線、電力設(shè)備中的連接導(dǎo)體以及大電流直流融冰裝置中作過流導(dǎo)體，是取代傳統(tǒng)的矩形、槽形、棒形母線和軟導(dǎo)線的全新導(dǎo)體，是電力輸變電系統(tǒng)中關(guān)鍵的設(shè)備（材料）之一，對(duì)輸變電系統(tǒng)及電力設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。在我公司新建的萬噸/日鉬采選項(xiàng)目35kV變電站中，在開關(guān)柜與開關(guān)柜之間的母聯(lián)、主變與開關(guān)柜之間的母聯(lián)上，都采用了管型母線，取得了良好的使用效果。

一、管型絕緣母線的特點(diǎn)

管型母線利用同軸電容原理，通過對(duì)導(dǎo)體、絕緣層及屏蔽層的仿真、計(jì)算，優(yōu)化了各參數(shù)，采用特殊的制造工藝，及先進(jìn)的成型技術(shù)，生產(chǎn)出容量大、體積小、節(jié)能、免維護(hù)，全絕緣母線連接系統(tǒng)。其主要具備如下特點(diǎn)：

（1）產(chǎn)品主要結(jié)構(gòu)。絕緣母線主要部件由：絕緣母線、固定金具、屏蔽筒、母線托架、軟連接、增爬器、穿墻護(hù)套管等組成。（2）母線中間連接器。采用螺錐式連接方式，連接板可以使硬銅排，也可以使軟連接（伸縮節(jié)），同螺栓連接的母線安全可靠，檢修方便。母線與GIS開關(guān)柜的連接，采用MGC Type DURESCA DE插拔式接頭母線段與GIS 接口連接。

二、母線結(jié)構(gòu)及布置

（1）母線形式為分相全絕緣屏蔽式銅母線。（2）采用圓柱體電容結(jié)構(gòu)形式，在導(dǎo)體和絕緣護(hù)套之間設(shè)置均壓電容層、主絕緣層、屏蔽街底層，最外邊側(cè)屏蔽接地層與接地網(wǎng)連接。各層設(shè)置的數(shù)量由賣方根據(jù)已有的成功經(jīng)驗(yàn)自行確定，設(shè)置的原則：使母線電場(chǎng)、磁場(chǎng)均勻，母線表面點(diǎn)位為零。（3）導(dǎo)體采用無氧紫銅管，純度不低于99.95%。（4）均勻電容層采用半導(dǎo)體紙，半迭繞包。（5）屏蔽接地層采用厚度不小于0.05mm的銅箔半迭繞包。接地引出點(diǎn)必須加固處理。（6）接地引出線采用銅絲編織帶，有效截面積應(yīng)不小于6mm2。（7）主絕緣材料采用固體絕緣硅膠或者聚四氟乙烯定向薄膜。（8）接地層的絕緣外套應(yīng)能可靠防止水分和潮氣的侵入?？刹捎脽峥s絕緣套管，其顏色和相色（A相黃色、B相綠色，C相紅色）應(yīng)一致。熱縮絕緣套管采用兩層，總厚度（收縮后）不小于3mm，接口（如果有）必須錯(cuò)開位置，接口處搭接長度不小于100mm。（9）母線懸空最大跨距不大于6m。（10）導(dǎo)體表面要求：銅管端部需作倒圓角處理，銅管端部連接面應(yīng)鍍銀或錫，確保具有較低的接觸電阻及防腐功能。（11）終端接頭要求：采用紫編織帶兩端加紫銅端板壓制而成，端板平滑，表面圓滑，無棱角。導(dǎo)電板載流裕量須達(dá)額定值得150%，此部位溫升低于導(dǎo)體，出廠前應(yīng)做抽檢試驗(yàn)。（12）接地要求：整相絕緣銅管母線街底層必須全部可靠接地，包括中間接頭處的屏蔽絕緣套管，接地方式為一點(diǎn)接地（可分段各自獨(dú)立接地），避免絕緣銅母線的接地線因多點(diǎn)接地而產(chǎn)生環(huán)流，保證外層接地層滿足人體能安全觸摸的要求；金屬外護(hù)層（如果有）也必須可靠接地。

三、管型絕緣母線比傳統(tǒng)母線的優(yōu)點(diǎn)

（1）載流量大。固體管型絕緣母線母線主導(dǎo)體一般情況下采用圓柱空心導(dǎo)體，截面積和表面積大，導(dǎo)體表面電流密度分布均勻。以銅導(dǎo)體為例：∮60×10mm，截面積：1570mm2，載流量3150A，電流密度：2.01（A/mm2）；銅管導(dǎo)體為∮100×10mm，截面積：2826 mm2，載流量5000A，電流密度：1.77 （A/mm2）。因此，圓柱空心導(dǎo)體特別適用于工作電流大的回路。（2）集膚效應(yīng)低、功率損失小。圓柱空導(dǎo)體的集膚效應(yīng)系數(shù)低，Kf≤1，交流電阻小，因而母線的功率損失小。若采用多片矩形導(dǎo)體，隨著片數(shù)的增加，集膚效應(yīng)系數(shù)不斷增大，單位截面的有效載流量下降，片與片之間的電流分布不均勻，附加損耗加大，散熱條件差，嚴(yán)重影響送電質(zhì)量。（3）散熱條件好，溫升低。圓柱空心導(dǎo)體由于導(dǎo)體內(nèi)部中空，且端部有散熱孔，通過導(dǎo)體內(nèi)徑風(fēng)道能自然形成熱空氣對(duì)流，散熱條件好；相同外部環(huán)境和工作電流下，溫升要比其他形狀的導(dǎo)體低。（4）電氣性能好。固體管型絕緣母線采用屏蔽絕緣方式，相間完全隔離，外殼接地電阻為零，具有下述優(yōu)點(diǎn)：a）電場(chǎng)分布均勻；b）絕緣表面無局部放電；c）外殼可傳導(dǎo)泄漏電流和充電電流。（5）絕緣材料耐熱系數(shù)高。固體管型絕緣母線的主絕緣材料，具有優(yōu)良的耐候性及化學(xué)穩(wěn)定性，可在40℃~+200℃時(shí)正常工作，材料的阻燃、耐腦花性能強(qiáng)，產(chǎn)品的使用壽命不少于40年。（6）抗振動(dòng)能力強(qiáng)，不受環(huán)境干擾，可靠性高。由于固體管型絕緣母線的主絕緣材料采用屏蔽絕緣方式，外殼接地電阻為零，相間電動(dòng)力作用較小，具有較強(qiáng)的抗振動(dòng)能力。管型絕緣母線母線每相封閉屏蔽絕緣，外界潮氣無法進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部，消除了產(chǎn)生凝露的可能性；同時(shí)可防止外物接觸所引起的接地和相間短路故障，運(yùn)行具有高度的可靠性。相比之下，矩形母線暴露在環(huán)境中，容易受人、動(dòng)物（如老鼠等）以及其他物體偶然接觸而發(fā)生相間或?qū)Φ囟搪?，不利于安全運(yùn)行。（7）固體管型絕緣母線彎曲半徑小，布局靈活，相間距小。走廊占用空間小，給布局及安裝帶來極大的方便。產(chǎn)品一次安裝，終身免維護(hù)。

四、管型母線在實(shí)際輸變電連接應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)

（1）絕緣材料：以硅橡膠為基材的復(fù)合固體絕緣材料，一次擠壓成型。（2）絕緣性：母線本體絕緣為固體絕緣，介電強(qiáng)度高，性能穩(wěn)定，絕緣性能與母線外護(hù)層無關(guān)。（3）可塑性：拉斷伸長率高達(dá)500%，可塑性強(qiáng)，產(chǎn)品科任意彎曲，適應(yīng)不同的工程要求。（4）耐候性：優(yōu)良的耐紫外線性能、極高的憎水性，寬范圍溫度穩(wěn)定性（-40℃~200℃），極強(qiáng)的抗氧化性能，壽命達(dá)40年。（5）阻燃性：阻燃性好，符合GB/T12666.2電線電纜試驗(yàn)燃燒方法。（6）環(huán)保：無毒無味，生產(chǎn)過程中無污染排放。（7）運(yùn)輸安裝：絕緣材料重量輕，產(chǎn)品外包裝耐受碰擦，不受運(yùn)輸顛簸影響，附件均工廠預(yù)制?，F(xiàn)場(chǎng)安裝方便。

通過在我公司新建的35kV變電站的應(yīng)用看，管型母線比傳統(tǒng)的母線具有更多的優(yōu)點(diǎn)，也使輸變電運(yùn)行更加安全可靠，取得了良好的使用效果，值得在輸變電系統(tǒng)中連接中推廣應(yīng)用。

中圖分類號(hào)：TM642

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