应急电源母线的选用和安装

在许多大型建筑物或是重要的建筑物中，除了正常的供配电以外，还配有柴油发电机作为应急电源。平时，建筑物的用电是由大电网通过内部变电站供给的，一旦电网供电的线路出问题或是建筑物内部出现火灾使市电跳闸断电时，就需要柴油发电机组发电作临时供电，以保证重要的工作不至于停止工作，或保证疏散照明指示人员疏散方向。柴油发电机所发出的电需要通过变电站的部分低压配电柜，经过低压配电柜馈送到需要应急电源的用电设备上去。而柴油发电机与变电站的低压配电柜则是由耐火电缆或耐火封闭母线连接成一体的供电系统。
　　
　　由于耐火电缆或耐火封闭母线除了在电网或线路出问题时作应急电源线路外，还要在出现火灾或其他灾难时作为输电线路。因此，耐火电缆或耐火封闭母线必须能在高温下保证正常输电。当环境温度达到７００°Ｃ以上时，也能保证供电运行在１．５小时以上，而不会由于环境温度的升高造成内部绝缘降低导致线间短路的现象出现。</p><p>　　在什么情况下应选用耐火电缆，在什么情况下应选用耐火封闭母线呢？这主要是根据柴油发电机组到低压配电柜所需的容量和线路走向的空间来确定。我们先就这两种线路的材料进行一些比较：
　　耐火电缆：参照采用ＧＢ１２７０６－９１标准，耐火特性应符合ＧＢ１２６６６．６－９０的要求，在电缆型号中，耐火电缆是以ＮＨ为字头，有带铠（ＮＨ－ＹＪＶ３２）与不带铠（ＮＨ－ＹＪＶ）两种。带铠电缆相对于不带铠电缆价格上稍贵一点。因为它们的结构是不同的，带铠电缆的结构共分六层，中间一层为铜导电线芯，铜芯外第二层为云母带绕包绝缘耐火层，第三层为交联聚乙烯绝缘层，第四层为内衬层，第五层为钢丝铠装（含六根铜丝），第六层为ＰＶＣ护套。不带铠的耐火电缆结构分为四层，中间第一层为铜导电线芯，铜芯外第二层为云母带绕包绝缘耐火层，第三层为交联聚乙烯绝缘层，第四层为ＰＶＣ护套。同时，耐火电缆分Ａ、Ｂ两种耐火等级，Ａ类的耐火温度为９５０～１０００°Ｃ，Ｂ类的耐火温度为７５０～８００°Ｃ。以ＮＨ－ＹＪＶ云母带／交联聚乙烯复合绝缘聚氯乙烯护套电力电缆（规格为０．６／１ｋＶ４×２４０＋１×１２０）的耐火电缆为例，这种电缆是不带铠的，与其它耐火电缆相比，易于弯曲，敷设方便。电缆导体允许长期工作的最高额定温度为９０°Ｃ，电缆导体短路温度可达２５０°Ｃ，持续时间不超过５秒。其耐火环境温度一般为７００～８００°Ｃ，可维持１．５个小时的输电运行。其载流量一般为４５０Ａ左右的电流，敷设时走向比较灵活，但需要安装耐火托盘及其它附件作支撑，其电缆价格为４３０元／ｍ，加上托盘及附件的价格是３００元／ｍ，总共为７３０元／ｍ。当输电电流达到千安级以上时，其耐火电缆的根数增加就比较多。
　　封闭母线：封闭母线由载流导体、壳体和绝缘材料组成，母线壳体应采用优质冷轧钢板制成，具有足够的机械强度，防护等级为ＩＰ５５。载流导体应采用符合ＧＢ５５８５．１－５５８５．３标准的电工用铜材料、导体接点的接触面进行了特殊处理使连接部位接触可靠，发热低，使用安全可靠。绝缘材料应具有绝缘性能好、抗老化、无毒、低烟等项性能指标。
　　封闭母线分两种，一种封闭母线载流量大，但不耐高温，只能在２００°Ｃ温度下工作，一般安装在输送市电的线路上，此种母线也叫密集性封闭母线；另一种封闭母线能耐高温，一般在环境温度７００～１０００℃的条件下，可维持１．５个小时的输电运行，其载流量最大可达到５０００Ａ，此种封闭母线叫耐火封闭母线。耐火封闭母线与密集性封闭母线的差别在于壳体部分，耐火封闭母线的壳体上涂有一层耐火涂料，而密集性封闭母线表面喷塑、平整、防腐层附着力强。因此，在消防线路和应急电源线路设计采用母线时，均采用耐火封闭母线。耐火封闭母线在安装时需要比较大的空间，拐弯不方便，但其安装时的附件比较少。同时，耐火封闭母线能防止小动物的破坏，安装后便于以后的运行维护。如，载流量为４５０～６３０Ａ的母线价格为１０００元／ｍ，加上安装的其他费用，大约为１１００元／ｍ。耐火封闭母线安装时，要注意利用摇表测验封闭母线的绝缘电阻值并做好测试记录和保存记录，绝缘电阻应大于或等于２０ＭΩ。因为耐火封闭母线为２.５ｍ一截。施工时，每安装一截封闭母线就要摇测一次电阻值。在铜母排联接时，要注意涂导电膏，螺栓连接要拧紧，防止封闭母线的铜母排之间有细缝。但如果螺栓拧得过紧（笔者的经验是超过３４牛），则会将耐火封闭母线联接处的绝缘瓷块压碎，造成绝缘下降。而如果螺栓联接有松动，螺栓的扭力小于２７牛时则在母线联接处有细缝，导致接触不良，母排电阻增大。当扭力在２９～３３牛之间时，母排联接处既无细缝，又保证母排之间的绝缘瓷块完好无损。当整条耐火封闭母线安装完毕后，要进行通条摇测绝缘电阻，如果绝缘电阻小于２０ＭΩ，则是在某一处或几处螺栓联接过紧，母线之间的绝缘瓷块破碎造成绝缘电阻降低，此时只能用分段法查找问题所在。在安装封闭母线长度超过８０ｍ时，还应安装母线伸缩节，母线伸缩节是有轴向变化量的母线干线单元，安装在适当的位置，用来吸收由于热胀冷缩等产生的轴向变化量。
　　例如，在首都国际机场从２号航站楼发电机机房到变电站的线路采用的是耐火封闭母线，因为从发电机房到各个变电站的电流都比较大，在１０００～１６００Ａ左右，而且地下室作为设备层空间比较大，线路不需要很多拐弯，用耐火封闭母线是比较合适的，对于以后运行维修比较方便。
　　而在首都国际机场１号航站楼发电机机房到变电站的线路，则是采用耐火电缆，因为从发电机房到各个变电站的电流都比较小，一般在３００～５００Ａ左右，而且地下室的电缆沟空间比较小，线路需要拐很多弯，用耐火电缆方便以后的运行维修。
　　总之，在什么情况下选用耐火电缆，在什么情况下选用耐火封闭母线，要视具体情况而定。在线路输送电流不是很大时，而敷设电缆的空间有限，拐弯较多，用耐火电缆是比较合适的。但在线路输送电流比较大时，耐火电缆则需要多根，施工及以后运行维护都不方便；而耐火封闭母线则只是体积稍大一点，施工及以后运行维护都很方便。因此，当线路输送的容量不大时，一般都使用耐火电缆，耐火电缆的载流量相对耐火封闭母。
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