浅析母线槽和电缆在低压配电系统中的应用-智能母线监测装置

时间：2021-04-16作者：安科瑞电气股份有限公司浏览：315

周晓丽
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
 
摘  要：母线槽和电缆在低压配电系统中占着主要位置，两者在配电系统中的不同场合的应用，各自有不同的优缺点。传统的母线槽正在受到电缆尤其是分支电缆的挑战。多年的实践经验证明，二者在产品性能、应用领域和经济成本等方面各有千秋，不能简单地下结论。本文对电缆和母线槽做了多方面的比较，可供大家在实际工作中参考。
关键词：母线槽；电缆；低压配电系统；
0引言
       20 世纪 90 年代以前低压配电系统中一直由电缆担负着输配电的重要角色。但 90 年代以来，母线槽系统逐渐被引进和开发，并迅速在供配电工程中得到广泛应用。它与传统输电器材相比有着其独特的性能优势，比如载流量大、过载能力强、分接方便、 散热性好以及维护方便等。
1普通母线槽与电缆的性能特点
       所谓普通母线槽，就是通过合理、安全的结构，将几根导体包裹在金属外壳内，组成一个整体的具有电气连续性的输配电系统。普通母线槽一般分为密集绝缘型和空气绝缘型两种。空气绝缘型结构简单、输送电流大、密集绝缘型结构紧凑、散热能力好。它们都有过载能力强、分接方便、占用空间小等特点。电缆分为 单芯电缆和多芯电缆。单芯电缆主要采用各种绝缘材料，将多股铜线包覆在绝缘层内，作为某一相电流导体。多芯电缆则是将多根绝缘线芯绞合在一起，在包上外护套而形成的一整根完整的电缆。电力电缆的绝缘线芯数，通常为 1、2、3、4、5 芯，以及 4+1 和 3+2 芯等型号。电缆的主要优点是选用灵活多变，环境适 应能力强，但也有着其固有的局限性。下面从几个主要方面对母 线槽和电缆进行性能比较。
       a)载流量
       低压电缆的截面积为 1000mm2，额定电流为 1600A。这么大规格电缆因其体积和重量过大，很少应用于实际工程中。工程中一般常用的是 400mm2 及以下规格电缆，这就要求使用多根电缆来实现同时供电。而母线槽额定电流可达 6300A，其强大的载流能力是电缆根本无法比拟的。 
       b)过载能力
       不论电缆还是母线槽，过载能力都取决于所用绝缘材料的工作温度。母线槽绝缘材料的工作温度为 105℃，现已开发出工作温度为 140℃以上的辐照交联阻燃缠绕带 (PER) 和辐射交联聚烃热收缩管。而目前电缆所用绝缘材料的常期工作温度一般为 90℃ 和 105℃，辐照交联电缆的工作温度为 125℃。因此，母线槽的过载能力远远大于电缆。 
       C)安装分接 
       母线槽一般采用插接式安装分接方法。所谓插接式母线槽，就是利用插接的方式把主干线的电源分接到支线去，每隔若干米就留有一个插接箱口，因此分接十分方便。而电缆需要在现场进行分接，可靠性差，即便是预制分支电缆，也有其缺陷。分支电缆明显的缺点，主要是需要向工厂定制分支连接器材，通常采用 开口的 “C” 型抱箍。时间久了，这种抱箍能否保证紧箍力也是问题。另外，分支电缆分支头的价格不菲，因此预制分支电缆至今应用面仍不广。安装分支电缆时，需要切断楼面电源，而安装母线槽时无须断电，只要在空载情况下，取下母线槽的插接箱即可。但要切断预制分支电缆的分支电源，在带电的情况下操作是十分危险的。
       d)防火性能 
       普通电缆的绝缘层和外护套会燃烧。即使阻燃电缆在火焰下也会燃烧，只有在火焰离开后才燃烧。耐火电缆不会燃烧，但价格昂贵，只有在消防报警电路系统等不准停电的场合才使用耐火电缆。而母线槽外壳是金属的，不会燃烧，即使铜排的绝缘材料发生燃烧，火苗也不会危机到母线槽外面。
       e)散热性能 
       电缆的绝缘和外护套既是绝缘层，又是隔热层。因此，为了保持电缆散热，当电缆在桥架内敷设时，允许敷设 2 层，其原因主要是考虑散热问题。而母线槽利用空气传导散热，并通过紧密接触的钢制外壳，把热量散发出去，因此它的散热性能比电缆优越的多。 
       f)运行维护
       母线槽的维护比较简单。母线槽日常维护时，通常是测量外壳和穿芯螺栓的温升、进线箱的接头温升等，穿芯螺栓若采用 4.8 级则需要定期紧固，若采用 8.8 级的高强螺栓则不必定期坚固。 而电缆因其材料易于磨损、易老化、寿命较短等因素限制，需要定期进行检查和维护，甚至更换。
2安装施工
       虽然电缆敷设安装时在线路走向上灵活方便，但是工程中电缆一般都是要靠桥架支撑，所以电缆施工需要先安装桥架，再铺设电缆，分步进行。而母线槽的安装确实需要的安装技术，但却只需要按照产品标准安装程序即可，一次性完成安装。另外，母线槽结构紧凑，占用空间相对较小，易于管道、线路空间布置，且安装方便。当然，对于 400A 以下的小电流线路，因为所选用的电缆截面相对较小、根数较少，使用电缆则显得更为灵活。
3供电系统
       母线槽供电系统通常是主干线从配电中心引出以散射状灵活供电，而电缆供电则受分接难度大、载流量小、难以分散控制等因素限制，通常是“点对点”供电，特别是在高层建筑供电系统中，母线槽相比电缆的优越性尤为**。传统电缆供电方式，每个楼层都需要单独放线，电缆根数众多。这样的密集敷设方式，散热性差、占用空间大、事故检查难、维修难度大。而母线槽供电只要使用单一的中心母线槽系统，在每个楼层设置相应容量的插接 箱进行分流，即可达到供电目的。这种方式使得分接异常灵活，而且每个分支都有插接箱对分流变容处的保护。因此，采用母线 槽更加安全、更加简单、更加可靠。
4经济成本
       母线槽相比电缆，总体来说，由于使用材料较好，工艺相对复杂，首期投入成本一般比电缆要大。但是，从长远来看，使用母线槽则优越的多。当前，母线槽使用寿命一般在 30 年至 40 年， 而普通电缆则只有 15 年左右的使用寿命。母线槽系统只要按照规 范安装和运行，基本上不需要更换部件，只需要对周边环境例行检查即可。而电缆则经常会出现接头老化、绝缘层脱落等现象， 需要对某一段电缆进行更换。另外，当今市场上已经有许多实力 较大的母线槽厂家推出铝导体母线槽，且已大规模应用于大型建筑。这类母线槽的采购价格远比电缆桥架的价格低，但使用性能却电缆。对于首批投入资金紧张的用户，完全可以选用此种母线槽。
5安科瑞ANDPF精密列头柜介绍
5.1产品介绍
       随着数据中心的迅猛发展，数据中心能耗问题也越来越**，高效可靠的数据中心配电系统方案，是提高数据中心电能使用效率，降低设备能耗的有效方式。
       AMC系列数据中心精密配电系统是针对数据机房末端设计的，能够综合采集所有能源数据的智能系统，为交直流电源配电柜提供电参量信息，并可通过通讯将数据上传到动环监控系统，实现对整个数据机房的实时监控和有效管理，为实现绿色IDC提供可靠保证。
5.2安科瑞精密配电产品解决方案
       1）交流系统
       功能要求
       遥测：输入分路的三相电压、三相电流、频率、有功功率、有功电度；
       遥信：输入分路的过压/欠压，缺相，过流，频率过高/过低，输入分路的开关状态，具备电流、功率需用量分析和统计，实现电压、电流、频率等参数的越限报警功能。
配置方案如图1，
 
图1 交流系统配置方案
       2）直流系统
       功能要求
       遥测：输入分路的电压、电流、功率、电度；
       遥信：输入分路的过压/欠压，输入分路的熔丝状态，具备电流、功率需用量分析和统计，实现电压、电流、功率等参数的越限报警功能。
配置方案如图2，
图2 直流系统配置方案
5.3产品选型
表1 精密列头柜产品选型表
6安科瑞智能小母线监控系统介绍
6.1产品介绍
       针对数据中心智能小母线的监控要求,安科瑞推出了AMB系列小母线监控解决方案，该方案包括采集模块、配套附件、监控系统,能对母线运行过程中的各种参数进行监控，发生故障则进行告警，以保证系统稳定运行。
       AMB检测单元是针对数据中心智能小母线插接箱/始端箱的监控要求新设计的产品，该检测单元安装固定在插接箱/始端箱内部，插接箱/始端箱采用与母线连通，它集成全部电力参数的测量(如单相或者三相的电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、频率、功率因数)以及电能监测和考核管理。同时可以实时监控母线接口温度，配合2路Rs45通讯接口（1进1出）或LORA无线通讯，采用MODBUS-RTU协议可以方便可靠的将监测数据上传至主控箱和后台系统，保证系统安全可靠运行。
6.2产品选型
安科瑞智能母线测控仪表选型如表2，
表2 安科瑞智能母线测控仪表选型表
注：AMB100用于始端箱、AMB110用于插接箱、A-交流系统、D-直流系统可选配AMB10显示器，显示器只循环显示电压、电流参数。
7结束语
       经过分析比较，对于低压配电系统中的重要干线选择母线槽，显然有其明显优势。对于小电流分支线路，选择电缆也有 其灵活方便的优点，这就需要配电设计人员以实际需要进行选择配置。
 
【参考文献】
[1]曾智权.母线槽和电缆在低压配电系统中的应用[J].建筑工程技术与设计，2016（19）：2469-2469.
[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.

安科瑞电气股份有限公司专注于智能照明控制系统,数据中心能效管理系统,电能质量治理系统,安科瑞电气,智慧用电云平台,智能母线监控,低压母线测温装置等, 欢迎致电 18721096061

• 词条

  词条说明

• 安科瑞消防电源监测系统在上海浦江智谷中区项目中的应用

  周晓丽 （安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定） 摘要：大型公共建筑、商场酒店以及医院等区域，人员密集，社会关注度高，其火灾预防十分重要。鉴于商业办公楼、大型商场、生活小区、商场酒店、医院等区域的人员密集特性，国家和各地区已经制定了相关火灾防范的强制规定。而在上述的各种人员密集型场所安装消防电源监测系统，可以有效的监测消防设备供配电系统的运行情况。本文通过介绍安科瑞AFPM100/B消防电源监测系统

• 工业绝缘监测及故障定位产品在IT系统中的应用

  应用场景 功能1. 实时监测工矿业IT配电系统对地的绝缘及等效电容值，并在绝缘故障时发出报警信号；2. 实时监测仪表与系统和地之间的接线状态，当接线断线时发故障断线报警信号。3. 绝缘故障时，绝缘故障定位装置能定位故障所在回路，方便故障排查；4. 具有RS485通讯功能，通过通讯网络能将数据上传至监控系统或云平台，实现远程监测功能。 图片

• 智能电动机保护器选型的基本方法

  电动机保护器的作用是给电机全面的保护控制，在电机出现过流、欠流、断相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、接地、轴承磨损、定转子偏心时、绕组老化予以报警或保护控制。智能电动机保护器选型的基本方法电机保护的选型存在着电动机与保护器二者怎样合理配用关系，以下提供几个与保护有关的条件、因素，为用户选型时提供参考。1、电机方面：要先了解的型号规格、电动机功能特性、防护型式、额定电压、额定电流、

• 浅谈船舶岸电技术设计方案及应用

  摘 要：通过连云港海码头项目的岸电实例，从船舶岸电推行的背景、岸电系统、岸电方案、岸电系统优点等来阐述船舶岸电技术在港口工程中的实际应用。关键词：岸电技术；岸电系统；岸电方案中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2019）08-0109-02 1 背景       近年来，国家经济持续发展，港口建设步伐加快，码头