史 名

（寧波富德能源有限公司，浙江 寧波 315204）

在工業(yè)建筑快速發(fā)展過程中，工業(yè)廠房的生產(chǎn)任務不斷增加，一般結合生產(chǎn)需求布設相關機械設備，工廠中具有較大的用電負荷。同時工廠中含有橋架、風管、噴淋、消火栓等裝置，要想確保安裝設備室內滿足高度要求，一般會壓縮橋架、上層管線的安裝空間。如果選擇電纜開展設備供電工作，那么會占用較大空間，增加施工難度，同時缺乏良好穩(wěn)定性。所以，應該科學確定供電方式，強化供電穩(wěn)定性以及施工效率[1]。

1 工程概況

S 工程為芮城縣工業(yè)園區(qū)供電工程，在S 工程中，裝置內的電纜由原MTO 聯(lián)合裝置變配電所引出，電纜沿原變電配所至裝置區(qū)電纜橋架或電纜溝敷設，電纜出橋架或電纜溝后均穿鋼管敷設至用電設備。電纜穿過不同區(qū)域之間的墻或樓板處孔洞采用防火堵料進行封堵。

電機旁的操作柱均采用防爆型且為落地式安裝，37 kW 及以上電動機的操作柱帶電流表，與現(xiàn)場電流表配套的電流互感器選用AKH-0.66 系列。電機為就地控制、直接啟動。根據(jù)工藝流程需要，有特殊要求的機泵電機采取現(xiàn)場和控制室兩地控制，并根據(jù)重要性設置抗晃電和分批再啟動裝置。

裝置內用電負荷等級主要為二級負荷。0.38 kV計算負荷為348.49 kW，其中最大電機容量為160 kW。本裝置屬爆炸危險2 區(qū)，其中爆炸危險區(qū)域2 區(qū)內地坪下的坑、溝劃為1 區(qū)；電氣設備的防爆級別不低于dⅡBT4，所有電氣設備的防護等級不低于IP65。裝置內工作接地、保護接地、防雷、防靜電接地共用一套接地系統(tǒng)，并與相鄰裝置或變配電所接地網(wǎng)連成一體，組成一個總接地網(wǎng)，接地網(wǎng)接地電阻不大于1 Ω。

2 在廠房供電中密集型絕緣母線槽技術應用要點

2.1 合理選擇供電方式

2.1.1 系統(tǒng)結構與安全性

系統(tǒng)結構。電纜方式，主要通過配電柜為設備提供電源，進行供電時，電纜和負載相對應，導致進線口位置堆積大量電纜。須在設備與配電柜之間增設電纜，操作煩瑣、成本高，無法保證質量。而密集絕緣母線槽形式，采用線性設計方式，具有簡潔性特點，選擇插接模塊為設備供電。母線槽能夠預留插接裝置，廠房中設備位置變動時，調整插接箱位置就能夠滿足供電需求。如圖1所示。

圖1 密集型母線槽

安全性。電纜方式，發(fā)生火災時，會釋放濃煙以及其他有毒物質，絕緣層經(jīng)常出現(xiàn)老化問題。電纜預分支經(jīng)常定制，檢修設備時，須要將電源切斷，電纜缺乏良好散熱性。而密集絕緣母線槽，外殼具有較高的機械強度，同時具有良好的防火性能與阻燃性能。插接箱內部結合系統(tǒng)與用戶要求，選擇熔斷器與斷路器等方式為設備分配電能，設置開關保護，具有良好過載能力，散熱性突出，分接方便[2]。

2.1.2 使用壽命與空間要求

電纜方式，在輸配電系統(tǒng)方面，對于空間需求較大，同時需要按照相關設計確定電纜走向，例如電纜走向與電纜聚集等，使用壽命在12年左右。而密集絕緣母線槽，走線簡潔、體積緊湊以及空間小，使用壽命在30年左右。

所以，綜上考慮，S 工程選擇密集絕緣母線槽方式為設備供電。

2.2 合理選取母線槽的截面積

2.2.1 根據(jù)工作電流確定

母線槽額定電流需要超出持續(xù)運行電流最大值Imax，各種回路持續(xù)運行電流，可以根據(jù)以下要求進行計算：（1）電動機回路與發(fā)電機的1.05 倍額定電流，主要計算額定電流，在發(fā)電機的冷卻氣體比額定數(shù)值小的情況下，電流提高量為每減小1 ℃，增加0.5%。（2）變壓器回路，主要計算變壓器的0.3～2.0倍額定電流與變壓器的1.05倍額定電流，調壓變壓器須要根據(jù)變壓器運行電流最大值進行計算，如果需要承擔其他變壓器檢修工作時的轉移負荷，需要堆積變壓器過負荷時間允許值加以注意。（3）出線。主要計算以下數(shù)據(jù)：橋型接線，元件負荷的最大電流，還須要對系統(tǒng)穿越功率加以考慮。雙回路，1.6倍回線負荷電流最大值，涵蓋事故條件下轉移負荷與線路損耗負荷。單回路，主要計算線路負荷電流最大值，涵蓋事故條件下轉移負荷與線路損耗負荷[3]。

一般在室內安裝母線槽，因此，僅對室內各種環(huán)境溫度下校正系數(shù)K進行考慮，比如，在室內溫度為50、45、40、35、30、25、20 ℃時，K值分別為0.67、0.74、0.81、0.88、0.94、1.00、1.05。

如果環(huán)境溫度超出上述標準，則可以借助插值法對各種溫度校正系數(shù)進行計算，母線槽載流量設置為In，那么在各種環(huán)境溫度條件下，根據(jù)下式計算載流量：

2.2.2 根據(jù)經(jīng)濟電流密度進行確定

經(jīng)濟電流密度，主要指可以讓總成本達到最小值時母線槽截面中運行電流密度，通過經(jīng)濟觀點對線槽截面積進行確定。以總擁有成本法理念為基礎，對截面選型實用方法進行計算，即：

式中：Sec為導體的經(jīng)濟截面，mm2；Imax為第一年負荷電流最大值，A；J為導體經(jīng)濟的電流密度，A/mm2；按照負荷利用小時數(shù)最大值T1、損耗時間最大值T2與功率因數(shù)確定J值。在功率因數(shù)為0.8情況下：T2為1300 h，T1為2000 h時，則J值為3.53A/mm2；T2為2750 h，T1為4000 h時，則J值為2.43 A/mm2；T2為4600 h，T1為6000 h時，則J值為1.88A/mm2。在功率因數(shù)為0.9情況下：T2為1100 h，T1為2000 h時，則J值為3.75A/mm2；T2為2350 h，T1為4000 h時，則J值為2.56 A/mm2；T2為4400 h，T1為6000 h時，則J值為1.87 A/mm2。

通過以上標準對J值進行確定，之后通過用戶提供的負荷對第一年負荷最大值進行計算，借助式（2）對母線槽經(jīng)濟截面積最佳值進行計算[4]。

因為外界各種因素均會影響母線型號，所以選型過程中應該對經(jīng)濟電流密度以及運行電流最大值進行充分考慮。S 項目業(yè)主要求對于母線進行大一級預留處理，所以根據(jù)以下標準確定母線型號。I段母線：負荷500 kW，需要系數(shù)0.8，功率因數(shù)0.8，電流760 A，母線型號GLMC-T/5F-1250 A。Ⅱ段母線：負荷28×36 kW，需要系數(shù)0.8，功率因數(shù)0.8，電流1532 A，母線型號GLMC-T/5F-1800 A。Ⅲ段母線：負荷28×12 kW，需要系數(shù)0.8，功率因數(shù)0.8，電流511 A，母線型號：GLMC-T/5 F-1000 A。

2.2.3 母線槽抗震

在工廠配電過程中，母線槽屬于關鍵電力設施，因此開展設計工作與安裝時，須對母線槽抗震予以全面考慮，進行工程實踐活動時，須要根據(jù)下式計算水平管線縱向與側向的支吊架間距：

式中：L為支吊架間距；Lo為L最大值，縱向為24 m，側向為12 m，開展擴建以及改造施工時，取一半值；αek為綜合系數(shù)，如果該數(shù)值不高于1，則取值為1；k為斜撐角度的調整系數(shù)，根據(jù)斜撐的垂直長度和水平長度之間比值確定k值，若是比值為1，則k=1，若是比值不高于1.5，則k=1.67，若是比值不高于2，則k=2.33。

2.3 母線槽安裝

2.3.1 母線槽連接

連接母排過程中，S工程選擇高阻燃、耐電弧、高絕緣的絕緣板制作連接附件，選擇絕緣套管螺栓進行緊固處理。根據(jù)規(guī)范要求，為了保證母線搭接面積符合要求，螺栓和螺栓孔縫隙較小，因為將絕緣套管設置到絕緣套管中，導致縫隙進一步縮小。所以，連接2 段母線槽的主母板過程中，應該保證2段母線軸線處于同一中心線中，同時對齊2段母線槽母板和螺栓孔，對螺栓進行上緊處理過程中，須要保證用力均勻。主要目的就是避免安裝絕緣套管時，由于剪切力問題而受到損傷。開展S 工程實踐時，可以發(fā)現(xiàn)因為絕緣套管在受力過程中出現(xiàn)損傷，進而影響母線槽絕緣性能。所有新增的用電設備正常不帶電的金屬外殼及工藝金屬設備均采用40 mm×4 mm 熱鍍鋅扁鋼就近與裝置原接地干線可靠連接，因施工須要臨時拆除的接地線，待不影響施工后恢復，即滿足接地要求。對母線外殼進行噴涂處理過程中，應該選擇接地螺栓對2段母線槽進行連接處理。安裝母線槽時，認真檢查其絕緣性能，同時展開比較檢查其絕緣性能是否受到安裝質量影響[5]。

2.3.2 固定變壓器室的母線槽

在以往母線安裝過程中，一般選擇圓鋼吊裝方式，進行變壓器室的母線槽施工活動時，此種方法缺乏良好適用性，由于此種方法選擇柔性固定方式，其僅可以吊住母線槽，無法上下移動，安裝母線槽過程中，若是被母線短路的電動力以及扭曲應力影響時，則可能導致母線槽出現(xiàn)晃動現(xiàn)象，進而導致低壓套管出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，也可能導致套管基部位置橡皮密封圈出現(xiàn)滲油問題。即便選擇伸縮節(jié)對變壓器和母線槽進行過渡連接處理，然而因為選擇母線槽用于低壓進線主母線的電流較大，可以達到2500 A以上，伸縮節(jié)彈性小、截面大，可能導致低壓套出現(xiàn)受力問題。所以，S工程選擇鋼槽支架對母線槽進行托裝處理，選擇圓鋼進行包箍處理，在槽鋼支架中固定母線槽，選擇螺栓連接變壓器室墻體和鋼槽支架中預埋件。伸縮節(jié)具有柔性特點，鋼槽支架具有鋼性特點，兩者互相融合，可以充分保證低壓套管在受力之后不會遭受損壞問題[6]。如圖2所示。

圖2 變壓器室的母線槽固定方式

2.3.3 母線槽防水

通常母線槽主要應用于室內，空氣濕度并不會影響母線槽性能，然而若是母線槽進水，則會影響其絕緣性能，在工作過程中可能出現(xiàn)短路問題，導致母線槽燒毀。所以，在安裝過程中應該注意防水措施。比如，在母線槽須要穿越樓層情況下，因為屋面滲漏或是生產(chǎn)活動導致樓層出現(xiàn)積水問題，并沿著母線槽流下，進入母線槽中，影響母線絕緣性能。對此，S 工程在開展母線槽穿越樓層施工活動時，設置防水圍堰，充分避免上述問題[7]。

3 結束語

綜上所述，通過對比分析介紹了工廠供電中密集絕緣母線槽應用優(yōu)勢，并借助經(jīng)濟電流密度以及持續(xù)運行電流最大值等方法對母線槽截面積進行科學確定。之后根據(jù)抗震要求對各個母線支架距離進行科學計算。在石化、環(huán)保、船舶、高層建筑、數(shù)據(jù)中心以及城市綜合體等民建項目與智能型項目的輸電工程中具有重要作用。在建筑行業(yè)不斷發(fā)展過程中，其更加智能化，并且對于疏散場所與防火場所具有較高要求，電纜輸電方式開展大電流輸送工作時，存在一定困難，母線槽耐性突出、載流量大以及體積小等，應用前景較為廣闊。