高層建筑母線槽分析論文

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摘要：文章介紹了母線槽的主要性能及優越性，分析了母線槽在高層建筑中的應用范圍及在使用中存在的問題，指出了怎樣合理選用母線槽

關鍵詞：絕緣導線電力電纜母線槽預制分支電纜

在高層建筑的供電系統中，供電主干線起著非常重要的作用，它好似人體中的大動脈，一旦出現故障就會造成嚴重的后果。因此，生產、建設及科研單位一直在為供電主干線的可靠性作出努力，不斷改進，以期創造出安裝維護簡便、質優價廉、性能穩定的新產品。

室內導線敷設方式可分為：明敷——導線直接或者在管子、線槽等保護體內敷設于墻壁、頂棚的表面及桁架、支架等處；暗敷——導線在管子、線槽等保護體內敷設于墻壁、頂棚、地坪及樓板等內部，或者在混凝土板孔內敷線等。對于小型建筑，用電負荷不是很大，主干線往往采用絕緣導線；對于高層建筑，用電負荷較大，用絕緣導線作為主干線已不能滿足供電需要，這時主干線需要用電纜或母線槽。

80年代以前，高層建筑中的供電主干線主要采用可靠性較好的普通電纜，電纜在電氣豎井內沿墻壁用支架或電纜橋架敷設。電纜作為供電主干線比裸導線、裸排要安全可靠得多，但載流量受到限制，電纜截面不可能造得很大（最大只能做到400mm2），而且電纜太粗，現場施工難度大。80年代中后期，城市發展迅速，高層、超高層建筑大批建造，建筑物的用電負荷急劇增加，電纜作為供電主干線的局限性越來越突出，特別是現場制作電纜分支接頭技術難度很大，急需一種容量大、分支方便的供電主干線取而代之。這時，容量大、分支方便的母線槽從國外引進來，并且在工程中迅速得到推廣應用。

1母線槽的種類、性能及優越性

封閉式母線槽（簡稱母線槽）是由金屬板（鋼板或鋁板）為保護外殼、導電排、絕緣材料及有關附件組成的母線系統。它可制成每隔一段距離設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。在高層建筑的供電系統中，動力和照明線路往往分開設置，母線槽作為供電主干線在電氣豎井內沿墻垂直安裝一趟或多趟。按用途一趟母線槽一般由始端母線槽、直通母線槽（分帶插孔和不帶插孔兩種）、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、變容母線槽、膨脹母線槽、終端封頭、終端接線箱、插接箱、母線槽有關附件及緊固裝置等組成。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度插接母線槽三種。

空氣式插接母線槽（BMC）。由于母線之間接頭用銅片軟接過渡，在南方天氣潮濕，接頭之間容易產生氧化，形成接頭與母線接觸不良，使觸頭容易發熱，故在南方極少使用。并且接頭之間體積過大，水平母線段尺寸不一致，外形不夠美觀。

密集絕緣插接母線槽（CMC）。其防潮、散熱效果較差。在防潮方面，母線在施工時，容易受潮及滲水，造成相間絕緣電阻下降。母線的散熱主要靠外殼，由于線與線之間緊湊排列安裝，L2、L3相熱能散發緩慢，形成母線槽溫升偏高。密集絕緣插接母線槽受外殼板材限制，只能生產不大于3m的水平段。由于母線相間氣隙小，母線通過大電流時，產生強大的電動力，使磁振蕩頻率形成疊加狀態，造成過大的噪聲。

高強度封閉式母線槽（CFW）。其工藝制造不受板材限制，外殼做成瓦溝形式，使母線機械強度增加，母線水平段可生產至13m長。由于外殼做成瓦溝形式，坑溝位置有意將母線分隔固定，母線之間有18mm的間距，線間通風良好，使母線槽的防潮和散熱功能有明顯的提高，比較適應南方氣候；由于線間有一定的空隙，使導線的溫升下降，這樣就提高了過載能力，并減少了磁振蕩噪聲。但它產生的雜散電流及感抗要比密集型母線槽大得多，因此在同規格比較時，它的導電排截面必須比密集絕緣插接母線槽大。

插接式母線槽屬樹干式系統，具有體積小、結構緊湊、運行可靠、傳輸電流大、便于分接饋電、維護方便、能耗小、動熱穩定性好等優點，在高層建筑中得到廣泛應用。

2母線槽在高層建筑中應用的局限性

母線槽作為供電主干線同普通電纜相比較顯示了強大優勢，但隨著時間的推移，運行實踐表明母線槽本身存在著許多無法彌補的缺陷，所以母線槽作為供電主干線并非最理想的供電產品。

其一，它價格昂貴、安裝占地面積大、安裝周期長、勞動強度大，因而一次投資很大。插接式母線槽的價格昂貴是公認的，如一套三相四線制，層高3m，干線電流為100A，帶一個分支聯結的插接式母線槽，價格在2000元左右。由于母線槽敷設環境及安裝要求比較特殊，在建筑物內要單獨留出電氣豎井為其專用，對一幢高層建筑物來說，從上到下電氣豎井所占用的面積是相當可觀的，增加了土建投資；母線槽是一節一節安裝的，每一節近百公斤，安裝就位全靠人力搬動及調整，其勞動強度之大可想而知；因層高不同、電流等級不一樣，母線槽的互換性往往很差，若接頭不平整光滑，擰緊接頭連接螺栓的空間又太小，安裝就更費時費力；另外母線槽的安裝要求比較嚴格，安裝時要避免產生碰撞、敲擊，連接螺栓緊固要適當，過緊過松都能造成隱患，也會影響母線槽的使用壽命，因此必須要有經驗豐富的技術工人來完成。

其二，它制作方式多為手工制作，產品質量無法控制與保證，并且接頭過多，產生故障點也多，因而其供電可靠性較差。我國生產母線槽的廠家很多，多在南方各省市，特別是江蘇省揚中市，可謂是橋架、母線槽之鄉。但在諸多廠家中，真正能做到科學管理、高質量生產母線槽的沒有幾家，絕大多數都是粗制濫造。母線槽制作工藝落后，幾乎都是手工操作，人為因素很多，質量好壞無法有效控制。建設單位在母線槽訂貨時，要對母線槽制造廠家的生產規模、技術力量、工人素質及生產環境做一番深入細致的考察，特別是生產環境。因為絕緣處理若在帶有不潔凈的空間中進行，絕緣層中多少會存在一些導電微粒，運行初期尚無關系，但時間一長就會造成絕緣損壞。另外有些廠家打著新產品“五芯母線槽”的招牌來誤導廣大用戶。所謂“五芯母線槽”即把PE線也裝在殼體內，不但造價高、使用不方便，而且規范不允許。因為PE線必須有絕對可靠的接地連續性，不允許有過多的接頭，而五芯母線槽的PE線必須一節一節連接，只要有一個接頭斷開，PE線就可能帶電，那么與它相連的設備外殼也可能帶電，其危險性就可想而知了。

其三，其耐潮濕、耐腐蝕性差，敷設環境及安裝要求較高，因而維護保養工作量大。母線槽在運輸、儲存過程中，絕緣層會受潮變質，銅排會氧化、腐蝕，尤其是連接頭銅排更易氧化、腐蝕，造成電氣性能下降，因此母線槽在安裝前必須對其進行維護保養；母線槽運行中時熱時冷，絕緣層熱時排出潮氣，冷卻時又吸收潮氣，會使絕緣質量下降；接頭在時熱時冷中會松動及氧化，使接觸電阻變大，接頭發熱。這些事實足以說明母線槽必須經常維護保養。長期使用的母線槽至少每年維修檢查一次。維修前要用萬用表測量母線槽的導電排，確認母線槽未帶電。主要檢查以下內容：

（1）檢查所有緊固件及導電部分的接觸有無松動現象；

（2）檢查絕緣材料有無老化變質現象及導電部分是否有熔化變質現象；

（3）檢查有無異物進入母線槽內及有無滲水現象。

發現問題要及時處理，不留任何隱患。如發現有絕緣擊穿現象，應分段拆除母線槽或用耐壓測試儀分段檢查，找出故障點，更換新的母線槽，或重新進行包扎。

其四，母線槽在使用中觸頭部位或接頭部位易發熱，或選擇母線的載流量考慮不足也會造成母線槽發熱。因此在具體工程設計選擇母線槽的容量時，要充分計算建筑物的實際用電負荷，并考慮到周圍環境溫度的影響，還要留有余量。

3母線槽的合理選擇

1993年8月頒布施行的《民用建筑電氣設計規范》（JGJ／T16－92）第9．12節“封閉式母線布線”對母線槽的敷設環境及安裝要求作了詳細規定；有關母線槽的安裝圖集也相繼出版，如《電氣豎井設備安裝》（JSJT－155），1999年7月華東地區建筑標準設計協作辦出版的《高低壓母線槽安裝》（DBJT14－5），這些對母線槽的安裝及使用都起到了規范化及指導作用。

《高低壓母線槽安裝》（DBJT14－5）主要內容：高低壓母線槽多種安裝方式、低壓母線槽在特殊部位的安裝做法及各種安裝配件的加工制作；適用范圍：適用于正常、干燥、微塵、對金屬無腐蝕性場所的工業與民用建筑及高層建筑內，電壓等級在10KV及以下各種供配電線路中。圖集還對母線槽及緊固件的選用、防火堵料的使用及母線槽的安裝做法都做了詳盡的描述。該圖集可以作為合理選用母線槽的有力工具。

由于母線槽與普通電纜、預制分支電纜相比具有：供電干線連續性差、多接頭；氣密與防水性差；耐腐蝕性、抗震性、供電可靠性差；施工現場環境要求高和安裝空間尺寸要求高；施工難度大、周期長、使用壽命短且維護工作量大等諸多缺陷。90年代中期，國外發達國家生產制造出了預制分支電纜系統，克服了母線槽的許多缺陷，成為母線槽作為供電主干線的更新換代產品。國內有些公司引進國外先進生產設備和制造技術，成功地研制生產出了高質量的系列預制分支電纜系統，填補了國內空白。

預制分支電纜（YFD）必須是工廠化生產，其結構合理、制作工藝先進、測試手段嚴格。因此它具有優良的供電可靠性、價格低廉、安裝環境要求低、施工方便、品種規格多、選用靈活，還具有優良的抗震性、氣密性、防水性、耐火性及免維護功能，在高層建筑供電主干線系統中迅速得到推廣應用。2000年7月，中國建筑標準設計研究所出版了《預制分支電力電纜安裝》（OOD162）圖集，圖集明確了預制分支電纜適用范圍、安裝做法。

在確定建筑物供電主干線究竟采用哪種方式，筆者認為：對于用電負荷較小，分支回路不是很多，供電主干線盡量采用絕緣導線，如果不能滿足要求就采用普通電纜；對于用電負荷較大，分支回路較多，供電主干線采用普通電纜不能滿足要求并且數量很多時，就采用母線槽；對于用電負荷很大，分支回路很多，供電主干線采用母線槽其絕緣、溫升、噪聲等問題都很突出，綜合經濟效益很差時，就采用預制分支電纜。

參考文獻

1《民用建筑電氣設計規范》中國計劃出版社，1993；8

2韓風主編．《建筑電氣設計手冊》中國建筑工業出版社

3全國建筑電氣情報網主編．《現代建筑電氣設計技術文集》中國物價出版社