母線(xiàn)槽最關(guān)鍵的安全技術(shù)參數——極限溫升

母線(xiàn)槽最關(guān)鍵的安全技術(shù)參數——極限溫升

隨著(zhù)我國經(jīng)濟及現代化建設的飛速發(fā)展，用電的負荷越來(lái)越大。近幾年來(lái)，母線(xiàn)槽代替電纜使用在發(fā)達國家已是普遍現象，我國也形成發(fā)展趨勢。但由于部分用戶(hù)及質(zhì)量監督人員對母線(xiàn)槽的認識和了解不深，致使工程上存在投資浪費和安全隱患。筆者從事20多年母線(xiàn)槽的研發(fā)和生產(chǎn)，掌握著(zhù)涉及到母線(xiàn)槽較多的安全技術(shù)，所以現淺談一點(diǎn)母線(xiàn)槽最關(guān)鍵的技術(shù)參數—極限溫升，河南成套電氣設備以供大家探討。

一、母線(xiàn)槽標準對母線(xiàn)槽的溫升要求：

國際電工標準IEC60439.2—2000與國家標準GB7251.2--2006標準規定是一樣的：母線(xiàn)槽溫升是根據絕緣材料耐熱等級來(lái)確定溫升的。如果母線(xiàn)槽絕緣材料F級，其耐熱≥155℃的絕緣材料，那么它允許溫升則是115K（150℃-環(huán)境溫度40℃）。所以母線(xiàn)槽是滿(mǎn)負荷試驗后才能確定母線(xiàn)槽的載流能力，它是母線(xiàn)槽最關(guān)鍵的一項技術(shù)參數。

二、溫升高涉及到母線(xiàn)槽問(wèn)題：

母線(xiàn)槽如同電線(xiàn)電纜，故同樣是作為電力輸送的干線(xiàn)設備使用。同樣一條電線(xiàn)35㎡它可以用來(lái)承載80A額定電流也可以承載125A額定電流，不同的是當額定電流80A和125A溫升有差距。母線(xiàn)槽也是一樣的，極限溫升70K和90K時(shí)，同樣的母線(xiàn)槽，其載流能力相差15%以上。市場(chǎng)上母線(xiàn)槽溫升值有55K、70K、90K、100K，甚至以上。但溫升值高涉及以下問(wèn)題：

2.1 電能的損耗加大。

2.2 溫升越高，絕緣材料老化越快，母線(xiàn)槽的使用壽命急驟縮短。

2.3 涉及對周?chē)慕^緣材料設備老化加快，（如與母線(xiàn)槽在相鄰搭（或轉）接的電線(xiàn)電纜；或電氣絕緣支撐件等）甚至容易引起火災事故。

2.4 母線(xiàn)槽內部溫升高，電壓降加大。

2.5 降低了安全系數，外殼高溫容易燙傷人。

2.6 對周?chē)沫h(huán)境溫度有影響。

三、溫升的起源：

3.1 銅排的含銅量低，電阻率大。

人們常提到銅排的含銅量以及電阻率等，它們確實(shí)與母線(xiàn)槽的載流能力有關(guān)。有些企業(yè)想方設法以這些設立門(mén)檻擋住同行來(lái)競爭。某些企業(yè)精煉一塊銅排去做銅排純度檢測，憑一張試驗報告說(shuō)自己企業(yè)用的含銅量是99.99%的銅母排。但這只是有些企業(yè)找產(chǎn)品競爭差異化的理由。要知道，在母線(xiàn)行業(yè)，含銅量達到99.95%，電阻率ρ≤0.01777（歐姆·平方毫米/米）已經(jīng)是很好的銅排。以電阻率約束銅母排好過(guò)含銅量的約束，因電阻率很多地方及現場(chǎng)都可以檢驗，含銅量只有指定的檢測單位能檢測，含銅量低、電阻率大，導體則要加大，否則，溫升就會(huì )高。

3.2 導體規格小，載流能力不足。

現因市場(chǎng)用戶(hù)對母線(xiàn)槽的了解不深，有些廠(chǎng)家按電工手冊上或電氣設計手冊上的環(huán)境溫度25℃，或30℃，或35℃時(shí)的裸體導電排的載流能力來(lái)選擇導體，這是被誤導了。由于母線(xiàn)槽的工藝是導電排外包扎有絕緣材料和外殼，所以按設計手冊和電工手冊的表格上40℃時(shí)環(huán)境溫度時(shí)導電排規格，要降15%～20%才能達到≤70K的溫升值；按30℃環(huán)境溫度選擇要降25%—30%左右才能達到≤70K溫升。選擇導體的規格與溫升和載流能力有直接關(guān)系。

3.3 絕緣材料及外殼結構散熱差。

以上提到是結構工藝處理較好，絕緣材料散熱較好的按設計手冊或電工手打折扣后能滿(mǎn)足載流能力的。但有些產(chǎn)品絕緣材料是樹(shù)脂澆注，或采用其他散熱較差的絕緣材料，以及空氣型母線(xiàn)結構，和散熱較差的密集型母線(xiàn)要下降的折扣要更多。據實(shí)驗，有些大電流空氣型母線(xiàn)槽4000A～5000A的，按設計手冊、電工手冊上的導體40℃環(huán)境溫度來(lái)確定銅導體規格，則只能達到40%的載流能力，且都超出70K溫升，所以不要輕視絕緣材料及產(chǎn)品的結構。

3.4 超負荷運行。

有些項目，設備的增加，負荷增大，及原設計的母線(xiàn)不能滿(mǎn)足現場(chǎng)需要，而且有些項目施工訂貨時(shí)采用變容節變容，也沒(méi)有采取有效保護措施，超負荷運行時(shí)溫升高以及變容后，始端的開(kāi)關(guān)無(wú)法確保變容后小電流的過(guò)載存在安全隱患。

3.5 連接頭連接不穩，接頭電阻率加大。

連接頭連接不穩定、接頭接觸不良、電阻率加大，都能造成母線(xiàn)槽的溫升升高。

3.6 集膚效應及阻抗和感抗會(huì )造成溫升高。

母線(xiàn)槽銅排的導體6×100與10×60銅排截面積同樣是600㎡，但前者比后者大19%的載流能力問(wèn)題存在于集膚效應，以及阻抗和感抗也影響到溫升。所以，有些項目完全以導體的截面積確定載流能力是錯誤的。

四、設計院的設計與溫升。

目前大部分設計院在設計時(shí)是沒(méi)有溫升約定的，只有額定電流及三相四線(xiàn)或三相五線(xiàn)，這是不完善的。如果把1000A溫升值≤55K的母線(xiàn)槽采用F級的絕緣材料在115K的項目中使用，則可以打上1600A以上的額定電流標牌，所以設計時(shí)約定母線(xiàn)槽的溫升是很重要的。

五、工程監理、質(zhì)檢站及電力驗收單位對溫升要求。

目前大部分項目對母線(xiàn)槽的載流能力無(wú)法驗證。因按國家標GB7251.2和國際標準IEC60439.2是以絕緣材料耐熱等級確定允許溫升值。設計院設計圖紙和甲方?jīng)]有指明溫升值，所以無(wú)法對母線(xiàn)槽的載流能力確認，也不知該母線(xiàn)槽溫升是多少K是合格的。

六、國家強制性3C認證對母線(xiàn)槽的極限溫升驗證。

我國實(shí)施了強制性3C認證對于母線(xiàn)槽的極限溫升驗證，除耐火母線(xiàn)槽特殊產(chǎn)品外，其他母線(xiàn)槽統一試驗標準按≤70K溫升值，但3C認證每個(gè)產(chǎn)品的試驗費及認證費需要好幾萬(wàn)元，所以認證中心為減輕企業(yè)負擔，按短路耐受強度劃分每個(gè)單元，每個(gè)單元可以覆蓋好幾個(gè)額定電流規格。現在這樣規定統一每個(gè)單元中拿最大的電流規格做試驗，其他規格由企業(yè)自行推算，由試驗所審核。按常規認證所覆蓋的電流范圍推算電流的導體規格要按照試樣品每㎡/A的標準推算確定所覆蓋的電流的載流能力。如果你小于試樣品必須有做過(guò)溫升委托試驗，或其他單元內有這種規格的導體，才能允許，否則不準通過(guò)，確保認證的風(fēng)險。但現在有個(gè)別試驗所以企業(yè)自行寫(xiě)的導體規格不按試樣電流、載流能力比例填寫(xiě)所覆蓋范圍電流的導體規格。×××試驗所常見(jiàn)有2500A單元覆蓋的2000A、1600A、1250A，他們是拿2500A的母線(xiàn)做該單元的試驗，試樣2500A的導體規格是6×200，通過(guò)2500A的電流計算每平方電流是2.083A，按該樣品推薦2000A應該是6×160，但產(chǎn)品描述內寫(xiě)成了6×125。6×125的導體通過(guò)2000A電流溫升在100K以上；若按允許溫升值≤70K，則該導體的載流能力約1500A～1600A之間，也有其他電流規格的。所以，不嚴格的3C試驗報告是無(wú)法確保載流能力的。那據市場(chǎng)調查該類(lèi)產(chǎn)品已大量在工程上使用時(shí)要值得深慮了。

七、如何確保母線(xiàn)槽的載流能力及使用安全。

7.1 設計。在設計母線(xiàn)槽時(shí)，圖紙上要標注極限溫升值，同時(shí)在圖紙技術(shù)要求內或設計圖上標注每個(gè)電流等級設置一個(gè)母線(xiàn)保護儀（或溫控儀），設置在每個(gè)電流的第一個(gè)連接頭處。

注：保護儀有兩個(gè)信號輸出點(diǎn)，超溫報警和極限溫度切斷電流，這樣可以確保母線(xiàn)槽在運行過(guò)程中的內部溫升。

7.2 甲方及監理對3C試驗報告中有導體規格及溫升值或中國質(zhì)量認證中心網(wǎng)站上查詢(xún)。3C證書(shū)及網(wǎng)站上都有些技術(shù)參數公告如：IP防護等級、ICW=KA 短路耐受強度、電流規格等、溫升及導體規格認證中心正準備今后有可能在中國認證官方網(wǎng)站上會(huì )公布，以便有利于用戶(hù)的查詢(xún)和核實(shí)。

7.3 極限溫升試驗。

7.3.1 要想確保所購買(mǎi)的母線(xiàn)槽質(zhì)量完全能達到滿(mǎn)負荷下低溫安全低損耗運行即有一個(gè)辦法，即做極限溫升試驗。

7.3.2 極限溫升測量位置也很關(guān)鍵。檢測母線(xiàn)槽的進(jìn)線(xiàn)節、導體、插接口導體、連接頭、外殼等溫升，是通過(guò)滿(mǎn)負荷電流運行后，穩定下來(lái)的最高溫度，減去環(huán)境溫度得到溫升值，以K來(lái)表示。其他電流規格按試樣品合格通過(guò)的㎡/A計算時(shí)，最好是以最大電流推算到小電流的各種規格，大電流每平方毫米能通過(guò)電流密度的，同樣的結構同樣銅排厚度的小電流是沒(méi)有問(wèn)題的。

關(guān)于母線(xiàn)槽的溫升，同時(shí)也需要引起驗收單位及用戶(hù)的重視。因市場(chǎng)上溫升值超出100K的已很多，很多工程上使用后，有些項目已出現了因溫升高而引起火災事故。母線(xiàn)槽的溫升值直接涉及到載流能力和安全隱患，約定溫升值是很關(guān)鍵的。望大家重視母線(xiàn)槽的極限溫升值，它是控制母線(xiàn)槽質(zhì)量的關(guān)鍵參數，值得特別重視。