高層建筑物供電

在高層建筑的供電系統(tǒng)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(xiàn)故障就會造成嚴重的后果。因此，生產(chǎn)、建設(shè)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(chuàng)造出安裝維護簡便、質(zhì)優(yōu)價廉、性能穩(wěn)定的新產(chǎn)品。

室內(nèi)導線敷設(shè)方式可分為:明敷--導線直接或者在管子、線槽等保護體內(nèi)敷設(shè)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(nèi)敷設(shè)于墻壁、頂棚、地坪及樓板等內(nèi)部，或者在混凝土板孔內(nèi)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(nèi)沿墻壁用支架或電纜橋架敷設(shè)。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(xiàn)場施工難度大。80年代中后期，城市發(fā)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(xiàn)場制作電纜分支接頭技術(shù)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(yōu)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(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。在高層建筑的供電系統(tǒng)中，動力和照明線路往往分開設(shè)置，母線槽作為供電主干線在電氣豎井內(nèi)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?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。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(chǎn)生氧化，形成接頭與母線接觸不良，使觸頭容易發(fā)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(fā)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(chǎn)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(chǎn)生強大的電動力，使磁振蕩頻率形成疊加狀態(tài)，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(chǎn)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(chǎn)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(guī)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(tǒng)，具有體積小、結(jié)構(gòu)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(wěn)定性好等優(yōu)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(yōu)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(chǎn)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(lián)結(jié)的插接式母線槽，價格在2000元左右。由于母線槽敷設(shè)環(huán)境及安裝要求比較特殊，在建筑物內(nèi)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(jié)一節(jié)安裝的，每一節(jié)近百公斤，安裝就位全靠人力搬動及調(diào)整，其勞動強度之大可想而知;因?qū)痈卟煌㈦娏鞯燃壊灰粯?，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(chǎn)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(jīng)驗豐富的技術(shù)工人來完成。

其二，它制作方式多為手工制作，產(chǎn)品質(zhì)量無法控制與保證，并且接頭過多，產(chǎn)生故障點也多，因而其供電可靠性較差。我國生產(chǎn)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(xiāng)。但在諸多廠家中，真正能做到科學管理、高質(zhì)量生產(chǎn)母線槽的沒有幾家，絕大多數(shù)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(zhì)量好壞無法有效控制。建設(shè)單位在母線槽訂貨時，要對母線槽制造廠家的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)力量、工人素質(zhì)及生產(chǎn)環(huán)境做一番深入細致的考察，特別是生產(chǎn)環(huán)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(guān)系，但時間一長就會造成絕緣損壞。另外有些廠家打著新產(chǎn)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(nèi)，不但造價高、使用不方便，而且規(guī)范不允許。因為PE線必須有絕對可靠的接地連續(xù)性，不允許有過多的接頭，而五芯母線槽的PE線必須一節(jié)一節(jié)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(shè)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(shè)環(huán)境及安裝要求較高，因而維護保養(yǎng)工作量大。母線槽在運輸、儲存過程中，絕緣層會受潮變質(zhì)，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(yǎng);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(zhì)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(fā)熱。這些事實足以說明母線槽必須經(jīng)常維護保養(yǎng)。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(nèi)容:

(1)檢查所有緊固件及導電部分的接觸有無松動現(xiàn)象;

(2)檢查絕緣材料有無老化變質(zhì)現(xiàn)象及導電部分是否有熔化變質(zhì)現(xiàn)象;

(3)檢查有無異物進入母線槽內(nèi)及有無滲水現(xiàn)象。

發(fā)現(xiàn)問題要及時處理，不留任何隱患。如發(fā)現(xiàn)有絕緣擊穿現(xiàn)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(fā)熱，或選擇母線的載流量考慮不足也會造成母線槽發(fā)熱。因此在具體工程設(shè)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(huán)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(shè)計規(guī)范》(JGJ/T16-92)第9.12節(jié)"封閉式母線布線"對母線槽的敷設(shè)環(huán)境及安裝要求作了詳細規(guī)定;有關(guān)母線槽的安裝圖集也相繼出版，如《電氣豎井設(shè)備安裝》(JSJT-155)，1999年7月華東地區(qū)建筑標準設(shè)計協(xié)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(guī)范化及指導作用。

《高低壓母線槽安裝》(DBJT14-5)主要內(nèi)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(yè)與民用建筑及高層建筑內(nèi)，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(xù)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(xiàn)場環(huán)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(fā)達國家生產(chǎn)制造出了預制分支電纜系統(tǒng)，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?lián)Q代產(chǎn)品。國內(nèi)有些公司引進國外先進生產(chǎn)設(shè)備和制造技術(shù)，成功地研制生產(chǎn)出了高質(zhì)量的系列預制分支電纜系統(tǒng)，填補了國內(nèi)空白。預制分支電纜(YFD)必須是工廠化生產(chǎn)，其結(jié)構(gòu)合理、制作工藝先進、測試手段嚴格。因此它具有優(yōu)良的供電可靠性、價格低廉、安裝環(huán)境要求低、施工方便、品種規(guī)格多、選用靈活，還具有優(yōu)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(tǒng)中迅速得到推廣應用。2000年7月，中國建筑標準設(shè)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(shù)量很多時，就采用母線槽;對于用電負荷很大，分支回路很??問題都很突出，綜合經(jīng)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(shè)計規(guī)范》中國計劃出版社，1993;8

2、韓風主編?！督ㄖ姎庠O(shè)計手冊》中國建筑工業(yè)出版社

3、全國建筑電氣情報網(wǎng)主編?！冬F(xiàn)代建筑電氣設(shè)計技術(shù)文集》中國物價出版社