浅析绝缘铜管母线

摘 要 本文主要介绍一种应用于变电站内的电力设备：绝缘铜管母线，简要介绍绝缘铜管母线的设计施工方法以及发展前景。

关键词 石油化工 电力设备 变电站 绝缘铜管母线

1、概述

我国工业利润的近1/4来源于石油和化学工业，其地位和作用不可替代。随着近年经济形势的迅猛发展，石油化工行业的发展也步入了快车道，大型化工项目的比重也在逐年增加。与国外化工企业相比，我国化工行业存在高耗能、高污染的特点，因此，即能满足大型化工项目需求、同时又能够降低能源损耗与环境污染的设备正拥有更广阔的发展前景。

较以往相比，大型化工项目的电力需求大大增加，变电站主变容量也越来越大，在变电站内选择更安全、更可靠、更节能、综合效益更高的设备成为变电站设计和运行的必须要综合考量的因素之一。绝缘铜管母线以其简洁的结构、优越的电气性能成为矩形母线、裸母线、电缆的理想替代品。

2、绝缘铜管母线的简介

绝缘铜管母线技术起源于德国，因其具有载流量大、损耗低等显而易见的优点，近年来在世界各地得到了快速的发展。绝缘铜管母线的主要构成包括：导体、屏蔽层、主绝缘层、半导体屏蔽层、接地屏蔽层、绝缘护套。

导体采用优质高纯度紫铜，阻抗小，电流密度高。主绝缘层采用环氧树脂或硅油渗渍纤维及聚四氟乙烯定向薄膜。聚四氟乙烯材质介电损耗小，且具有优异的电绝缘性能、阻燃、耐老化，耐高低温，可在-250～250℃范围内长期使用，使用寿命≥40年。

屏蔽层主要采用半导体屏蔽材料及铝箔。屏蔽层的主要作用为：改善管型母线的电场分布，控制电位和限制电场，使泄露电流逐级衰减，最外层达到0电位。

半导体屏蔽材料存在于导体与主绝缘层、主绝缘层与接地屏蔽层之间，可以均衡电场，避免在导体与绝缘层之间发生局部放电。

接地屏蔽层采用铜箔全长置入绝缘层中，用铜丝绞线引出，就近引入全厂接地网。

绝缘护套采用聚烯烃高聚物材质，耐化学腐蚀。且绝缘护套即可工厂制作，亦可现场热缩加工。

3、绝缘铜管母线的设计及施工

3.1绝缘铜管母线的设计原则

首先，要根据项目需求，按照系统的工作电流，参照绝缘铜管母线的选型表，选择合适的直径及壁厚。

其次，根据布置空间条件以及与其连接的主变压器、开关柜等电气设备的位置及接口尺寸，初步确定合理的布置方案。现有应用中，绝缘铜管母线的布置方案主要有：

1） 主变到控制室架空母联：这是管型母线应用的最常见方式。母线从主变的低压端子直接联到配电室的开关柜端子。布置方式见图1。

图1

2） 母线布置在电缆沟或电缆夹层内：这是管型绝缘母线的另一种常见布置方式。母线可以经过地下电缆沟或电缆层和开关柜连接。也可用于开关柜间的连接。此种方法适合布线困难的场所。布置方式见图2。

图2

3） 开关柜上的母联：该方式为开关柜间顶部上进线连接方式，也可通过电缆夹层采用下进线方式。布置方式见图3。

图3

最后，要经过精确的现场测量，绘制准确的图纸。经过技术确认后，方可进行绝缘铜管母线的生产。设计过程中需加以注意的问题有：要选择合理的位置放置支撑构架；管型母线穿墙入户时，墙体留洞尺寸要满足管体及固定金具的尺寸；注意主变、开关柜对应连接相序一致；绝缘铜管母线终端软连接处与主变连接处的螺栓孔尺寸及孔距一致等。

3.2绝缘铜管母线的施工

根据目前国内市场来看，通常情况下，生产厂家会负责绝缘铜管母线的现场施工。因对产品性能的熟悉以及相对丰富的施工经验，可以最大程度上保证安装的准确性，控制施工上的缺陷点，避免人为造成的误差。

绝缘铜管母线的现场施工主要包括：固定金具的安装、直管段母线的安装、中间接头及终端接头的安装，接地编织绞线的连接等。

4、绝缘铜管母线的应用意义与发展前景

我国国内铜矿的自然存储量不是很大，国外进口铜价格高昂，因此，节约生产原材料在一定程度上可以降低项目成本，减少原材料开采所造成的环境污染及能源损耗。传统的电缆或者矩形母线，传输相同的电流，与管型母线相比，消耗的同质金属，矩形母线为管型母线的1.2～1.5倍，而电缆为管型母线的3.1～3.5倍。可见，在节约金属铜材料方面有显而易见的优势，也更加符合我国环保节能、可持续发展的基本国策。

在经济效益方面，虽然绝缘铜管母线相较于矩形母线一次投资有所增加，但矩形母线则需要较多的绝缘子、土建基础支架及穿墙套管等材料，且需要较为复杂的施工过程。在运行维护方面，使用绝缘铜管母线，可省去因使用矩形母线而必须的每年的停电检修程序，在平时的生产运行中，也较为简便，从而节省了相关人力物力的方面所需的投入。

近年，国家电网公司在工程中逐步推广应用绝缘铜管母线，取得了良好的效果。在石油化工行业中，电气设备更易受到腐蚀性环境的影响，从而影响电气设备的使用性能。因此，耐腐蚀性好的产品对整个生产项目中电力系统的安全稳定运行具有很重要的意义。绝缘铜管母线所使用的具有优异的绝缘及抗腐蚀性能的绝缘及护套材料为电气设备的安全运行提供给了更可靠的保障。

5、结语

在国外，绝缘铜管母线已经有几十年的应用历史和经验，从技术引进之初，国内生产厂家经过了不断的研发和改进，生产工艺不断完善。在人力与资源更为宝贵的今天，绝缘铜管母线载流量大，电气性能佳，运行维护简便，更加安全可靠的优点，使其的应用领域更为广阔。在不久的将来，随着科技的不断进步，也许将出现材料更轻，导电性能更加、更加节省原材料的新型合金材料替代单一金属铜管，从而使管型母线达到更为优越的性能。

参 考 文 献

[1] 谭美燕 大容量主变低压侧母线的选择-优质绝缘铜管母线 沿海企业与科技 2010.10

[2] 张茜茹 浅析绝缘式铜管形母线在变电所中的应用 科技情报开发与经济 2007

[3] 孟 华 铜管母线在变电站中的应用 贵州电力技术 2006

[4] 钟定珠 孙旭 罗志昭 变电站新型绝缘铜管母线 广东输电与变电技术 2005

[5] GB50149-2010 电气装置安装工程母线装置施工及验收规范