柴油发电机的母线槽和电缆连接手段对比

摘要：本文结合康明斯公司以往超高层项目的工程实际案例，从负荷分级、柴油发电机容量指标、柴发的设置、供配电系统方案选取、竖向配电干线系统等方面探讨发电机房供配电系统设计中的关键技术要点。本论文是对已完成的柴发机组工程项目的经验总结以及在柴发连接途径选取时设计思路的分享，希望能为柴油发电机行业在做类似超高层项目时提供高效借鉴。

      柴油柴油发电机房的供配电系统分布如图1所示，装配案例如图2所示。

      一般超高层建筑的供配电系统有以下特征:

      超高层建筑的供电负荷等级应为一级，对于建筑内的消防安防用电负荷计算机通信网络设施**建筑正常运营的重要装备重要场所中不允许中断供电的负载等应作为一级负载中的特别重要负荷。表1列举了超高层建筑详细用电负载分级。

      对于超高层建筑一级负荷中特别重要的负荷，电气布置师应该考虑设置应急电源，当超高层建筑为四级及以上酒店或者大型商业时，会有一部分负荷在酒店管理公司或者商业顾问供应的布置标准中被列为**性负载，对于这部分负荷，也该当考虑设置备用电源。

      因此，在进行超高层建筑供配电系统设计时，除双重市政电源外，需要选取独立于正常电源的柴发机组作为是备载电源及应急电源。

      供配电系统是从电源线路进用户起经过高/低压供配电装置到负载止的整个电路装置，将详细包括大电引入、变电站、高压配电设备——高压变配电装置、柴油发电机系统、自动切换开关系统、输入低压配电系统、不间断电源装置、列头柜/母线槽配电装置和机架配电系统。

      详细是将市电通过该变压器转换成380V，供后级低压装备用电。常规情形下，柴油发电机房具体采用电网配电，通常可靠性要求油机房引入两路大电电源，每一路大电电源的供电容量，都需要完全满足油机房的全部电力需求，两路电源负载装备输入端自动转换，正常时同时供电运转。

      具体用作后备电源，一旦市电失电，迅速启动为后级低压设备提供备用电源。

     主要是自动完成大电与电网或电网与柴油发电机之间的备用转换，电路连接如图3所示。

      详细用途是电能分配，将前级的电能按照要求、标准与规范分配给各种类别的用电装置，如备用电源、空调、照明设备等。

      不间断电源备用电源，是一种将电瓶与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电切换成市电（交流电）的装置装置。主要作用是电能净化、电能后备，为IT负荷供应纯净、可靠的用电保护。在油机室，备用电源一般采用一用一备容错配置，且任何一路都可以带起整个核心负荷。

      小母线装置是端母线供配电装置的俗称，系统组成如图4所示。智能小母线装置具有电流小、插接方便、智能化程度高等优势，即插式插接箱给各个机柜内的PDU分配电。始端箱和插接箱内可设置监测模块，将参数上传至动环监控中心。

（1）柴油发电机母线槽，就是通过合理、安全的结构，将几根导体包裹在金属外壳内，构成一个整体的具有电气连续性的输配电装置。普通母线槽通常分为密集绝缘型和空气绝缘型两种。空气绝缘型构成简单、输送电流大;密集绝缘型组成紧凑、散热能力好。它们都有过载能力强、分接方便、占用空间小等优势。母线）电缆分为单芯电缆和多芯电缆。单芯电缆主要采用各种绝缘材料，将多股铜线包覆在绝缘层内，作为某一相电流导体。多芯电缆则是将多根绝缘线芯绞合在一起，在包上外护套而形成的一整根完整的电缆。电力电缆的绝缘线芯。电缆的主要优势是选用灵活多变，环境适应能力强，但也有着其固有的局限性。电缆安装通常分为桥架和电缆沟两种方法，分别如图7、图8所示。

     低压电缆的截面积较大为1000mm2，额定电流为1600A。这么大型号电缆因其体积和净重过大，很少应用于实际工程中。工程中一般主用的是400 mm2及以下类型电缆，这就要求使用多根电缆来实现同时供电。而母线A康明斯柴油发电机价格，其强大的载流能力是电缆根本不能比拟的。

表1     WDZ-GYJSYJ（F）电力电缆的连续载流量 （单位：A）

      不论电缆还是母线槽，过载能力都取决于所用绝缘材料的作业温度。母线槽绝缘材料的工作温度为105℃，现已开发出作业温度为140℃以上的辐照交联阻燃缠绕带(PER)和辐射交联聚烃热收缩管。而目前电缆所用绝缘材料的常期工作温度一般为90℃和105℃，辐照交联电缆的较高工作温度为125℃。因此，母线槽的过载能力远远大于电缆。

      母线槽一般采用插接式安装分接方法。所谓插接式母线槽，就是利用插接的方法把主干线的电源分接到支线去，每隔若干米就留有一个插接箱口，因此分接十分方便。而电缆需要在现场进行分接，可靠性差，即便是预制分支电缆，也有其缺陷。分支电缆明显的弊端，详细是需要向OEM主机厂定制分支连接器材，一般采用开口的C型抱箍。时间久了，这种抱箍能否保证紧箍力也是问题。另外，分支电缆分支头的价格不菲，因此预制分支电缆至今应用面仍不广。安装分支电缆时，需要切断楼面电源，而安装母线槽时无须断电，只要在空载情形下，取下母线槽的插接箱即可。但要切断预制分支电缆的分支电源，在带电的状况下使用是十分危险的。

      普通电缆的绝缘层和外护套会燃烧。即使阻燃电缆在火焰下也会燃烧，只有在火焰离开后才燃烧。耐火电缆不会燃烧，但价格昂贵柴油机故障码对照表，只有在消防报警电路系统等不准停电的场合才操作耐火电缆。而母线槽外壳是金属的，不会燃烧，即使铜排的绝缘材料产生燃烧，火苗也不会危机到母线槽外面。

      电缆的绝缘和外护套 既是绝缘层，又是隔热层。因此，为了保持电缆散热，当电缆在桥架内敷设时，较多允许敷设2层，其原由详细是考虑散热问题。而母线槽利用空气传导散热，并通过紧密接触的钢制外壳，把热量散发出去，因此它的散热性能比电缆优越的多。

    母线槽的维保比较简单。母线槽平日维保时，通常是检测外壳和穿芯螺栓的温升、进线箱的接头温升等，穿芯螺栓若采用4.8级则需要定期紧固，若采用8.8级的高强螺栓则不必定期坚固。而电缆因其材料易于磨损、易老化、寿命较短等条件限制，需要定期进行检修和维保，甚至更替。

      虽然电缆敷设安装时在线路走向上灵活方便，但是工程中电缆通常都是要靠桥架支撑，故而电缆施工需要先装配桥架，再经过电缆沟敷设电缆，分步进行。而母线槽的装配确实需要专业的装配技术，但却只需要按照产品标准安装过程即可，一次性完成安装。另外，母线槽构成紧凑，占用空间相对较小，易于管道、线路空间部署，且装配方便。当然，对于400A以下的小电流线路，由于所选型的电缆截面相对较小、根数较少，操作电缆则显得更为灵活。

      母线槽供电系统一般是主干线从配电中心引出以散射状灵活供电，而电缆供电则受分接难度大、载流量小、难以分散控制等因素限制柴油发电机按键图，通常是点对点供电，特别是在高层建筑供电装置中，母线槽相比电缆的优越性尤为突出。

      传统电缆供电方法，每个楼层都需要单独放线，电缆根数众多。这样的密集敷设程序，散热性差、占用空间大、损坏检查难、修理难度大。而母线槽供电只要操作单一的中心母线槽装置，在每个楼层设置相应功率的插接箱进行分流，即可达到供电目的。这种程序使得分接异样灵活，而且每个分支都有插接箱对分流变容处的保护。因此，采用母线槽更加安全、更加大概、更加可靠。

      母线槽相比电缆，总体来说，因为使用材料高档，工艺相对复杂，首期投入成本一般比电缆要大。但是，从长远来看，使用母线槽则优越的多。当前，母线年左右的使用寿命。母线槽装置只要按照规范安装和运转，基础上不需要替换部件，只需要对周边环境例行检查即可。而电缆则经常会出现接头老化、绝缘层脱落等现象，需要对某一段电缆进行更换。另外，当今市场上已经有许多实力较大的母线槽公司推出铝导体母线槽，且已大规模运用于大型建筑。这类母线槽的采购价格远比电缆桥架的价格低，，但使用性能却高于电缆。对于首批投入资金紧张的用户，完全可以选型此种母线槽。

      因此，从两者对比可以明显看出，电缆的经济性优于母线槽，特别是仅对比一次性投资，电缆也较母线举措节省投资造价。但经过全面细述比较，康明斯公司讲解举措为对于低压配电装置中的重要干线购买母线槽，显然有其明显优势。对于小电流分支线路，选定电缆也有其灵活方便的优势，这就需要专业配电设计人员以实际需要进行选购配置。