母線槽在海洋平臺(tái)的應(yīng)用探討

王朝卿，劉金龍，李洪東，王毅，王曉明

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

1 母線槽的構(gòu)成

母線槽是由鋼板或鋁板為保護(hù)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，見(jiàn)圖1。

圖1

按用途一趟母線槽一般由始端母線槽、直通母線槽、L型垂直（水平）彎通母線、Z型垂直（水平）偏置母線、T型垂直（水平）三通母線、X型垂直（水平）四通母線、變?nèi)菽妇€槽、膨脹母線槽、終端封頭、終端接線箱、插接箱、母線槽有關(guān)附件及緊固裝置等組成[1]。

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(qiáng)度插接母線槽三種。

密集型母線槽其結(jié)構(gòu)為“三明治式”，導(dǎo)體采用絕緣材料包扎后，幾相導(dǎo)電母排無(wú)間隙地疊放，與外殼之間完全緊密貼在一起，靠相與相之間的絕緣材料絕緣。其特點(diǎn)是載流能力大，散熱更快，更輕便和體積緊湊節(jié)約占用空間。

空氣型母線槽其結(jié)構(gòu)為導(dǎo)體相與相之間、與殼體之間都有一定距離，可以實(shí)現(xiàn)空氣絕緣，同時(shí)加絕緣材料雙重絕緣。

高強(qiáng)封閉型母線槽，采用絕緣材料包扎相導(dǎo)體之后，采用壓制成棱形的外殼（訲壓成波浪形）將相導(dǎo)體卡住固定，依靠相和相之間、與殼體之間的空氣間隙做絕緣。

2 母線槽的特點(diǎn)

2.1 母線槽具有優(yōu)良的抗短路性能，金屬外殼的保護(hù)，能夠有效的減弱渦流或環(huán)流引起的結(jié)構(gòu)發(fā)熱，降低母線外殼升溫，減少熱能損耗，提高載流量，減少短路電動(dòng)力。母線槽殼體的兩側(cè)的通風(fēng)百葉窗，可以有效地起到散熱降溫的作用。

2.2 母線槽安裝長(zhǎng)度達(dá)到20～30米時(shí)，可以設(shè)置母線槽伸縮節(jié)來(lái)滿足溫度原因引起的熱脹冷縮，還可以對(duì)母線槽安裝支架安裝時(shí)造成的高低施工誤差進(jìn)行補(bǔ)償。

2.3 為消除海油平臺(tái)生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)，母線與盤(pán)柜的連接均采用銅編軟連接，并在外殼之間加入橡膠墊降低震動(dòng)。對(duì)于母線本體，在系統(tǒng)中可以加入減震器，對(duì)絕緣子和導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)彈性支持，避免機(jī)械振動(dòng)給封閉母線帶來(lái)的破壞。

2.4 由于海上環(huán)境冬季電氣間室內(nèi)與室外溫差較大，容易引起凝露現(xiàn)象，在母線槽穿墻位置可以設(shè)置隔斷裝置，使室內(nèi)與室外母線完全隔離。

2.5 為防止海上室外腐蝕環(huán)境，降低接觸電阻，所有連接位置均采用渡銀處理。

3 母線槽的安裝

3.1 首先根據(jù)設(shè)備接口位置，規(guī)劃母線槽的路徑走向。母線與低壓柜采用銅排連接，母線與變壓器采用軟連接連接。在母線穿墻位置配置防火柵，防火柵在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，結(jié)構(gòu)形成隔熱層，可以防止母線本體材料融化，阻止火焰和熱量沿著母線槽從墻體一側(cè)傳遞到另一側(cè)，能夠有效的阻止火災(zāi)沿著母線槽延燃，減小火災(zāi)范圍，大幅度提高母線系統(tǒng)的安全性能，見(jiàn)圖2。

圖2

3.2 母線槽高度至地面的距離不宜低于2.5米。在此高度上，確認(rèn)母線槽走向上是否有照明燈具，管線，通風(fēng)管道，電纜橋架等障礙物。

3.3 預(yù)制并安裝固定母線槽的支架，母線槽的安裝典型方式就是在上方結(jié)構(gòu)的位置生根，采用支吊架的方式固定，見(jiàn)圖3。

圖3

在海洋石油平臺(tái)中，母線槽支架一般使用角鋼吊架，與電氣間房頂?shù)墓ぷ咒摿汉附?，?jiàn)圖4。

圖4

3.4 母線槽安裝前需要檢查母線槽外殼是否完整，有無(wú)損壞，檢查母線槽外殼螺栓有無(wú)松動(dòng)，并保證螺栓連接可靠；檢查母線槽插接口是否關(guān)閉、鎖緊。通電前必須對(duì)母線槽系統(tǒng)進(jìn)行相位和連接性試驗(yàn)。檢查接地電阻和絕緣電阻，絕緣必須用1000V或500V兆歐表測(cè)其冷態(tài)絕緣電阻，每段不低于20MΩ。

3.5 母線槽安裝要求兩條水平相鄰安裝母線槽，母線槽之間中心距不應(yīng)小于0.35m，邊間距不應(yīng)小于0.1m，母線槽水平敷設(shè)時(shí)支撐點(diǎn)間距不應(yīng)大于2.5m。母線槽水平安裝于支、吊架時(shí)，應(yīng)用水平固定壓板固定。

3.6 在母線槽連接時(shí)，應(yīng)使用母線槽的自身重力插入或水平拖拉插入，禁止使用蠻力安裝。安裝結(jié)束后及時(shí)清理施工雜物，保持清潔。母線槽單元與其它設(shè)備聯(lián)接時(shí)，必須完全斷開(kāi)電源，井將設(shè)備可靠接地。

3.7 母線槽整體連接后，必須用萬(wàn)用電表1Ω檔檢查接地電阻，阻值小于O.1Ω以確保接地要求。

4 母線槽和電纜的區(qū)別

4.1 母線槽使用金屬保護(hù)外殼，而電纜一般都是橡膠表皮，屬于隔熱材料，因此，散熱性母線槽比電纜效果更好。且電纜在敷設(shè)的過(guò)程中，表皮容易劃傷，使用壽命上，母線槽肯定比電纜要好。

4.2 母線槽的維護(hù)比較方便日常維護(hù)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。電纜破損，則需要整根更換。

4.3 母線槽的外觀整齊，而電纜相對(duì)來(lái)說(shuō)比較散亂，特別是在盤(pán)柜進(jìn)出線比較集中的位置，極易造成電纜的雜亂無(wú)，見(jiàn)圖5。

圖5

4.4 母線槽過(guò)載能力強(qiáng)：母線槽過(guò)載能力強(qiáng)，取決于它用的絕緣材料工作溫度高，母線槽用的絕緣材料過(guò)支采用工作溫度為105℃的材料，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出工作溫度為140℃以上的輻射交聯(lián)阻燃纏繞帶（PER）和輻射交聯(lián)聚烴熱收縮管。而電纜所用的絕緣材料常期工作溫度一般為95℃和105℃，因此母線槽的過(guò)載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電纜。

5 結(jié)語(yǔ)

母線槽其自身安裝方便，過(guò)載能力強(qiáng)，便于維護(hù)，散熱良好的特點(diǎn)，在電氣盤(pán)柜與變壓器間的連接已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，盡管前期投入相對(duì)于電纜比較昂貴，但是從長(zhǎng)期的使用情況來(lái)說(shuō)，設(shè)備較多的用電大戶(hù)，傳輸距離不是很遠(yuǎn)的情況建議使用母線槽，其安全性不是電纜可以比擬的，在海上這種特殊工況的環(huán)境會(huì)有廣泛的前景。