柴油发电机的母线槽和电缆连接措施对比

摘要：本文结合康明斯公司以往超高层项目的工程实际示例，从负载分级、柴油发电机功率指标、柴发的设置、供配电机构办法购买、竖向配电干线机构等方面探讨柴发机房供配电系统布置中的关键技术要点。本论文是对已完成的柴油发电机组工程项目的经验总结以及在柴发连接举措选用时规划思路的分享，希望能为柴油发电机行业在做类似超高层项目时提供有效借鉴。

      柴油柴发机房的供配电装置分布如图1所示，安装示例如图2所示。

      一般超高层建筑的供配电系统有以下特点:

      超高层建筑的供电负载等级应为一级，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荷中的特别重要负载。表1列举了超高层建筑主要用电负荷分级。

      对于超高层建筑一级负载中特别重要的负荷，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设计标准中被列为**性负荷，对于这部分负载，也应该考虑设置后备电源。

      因此，在进行超高层建筑供配电装置布置时，除双重市政电源外，需要选取独立于正常电源的康明斯发电机组作为是备用电源及应急电源。

      供配电装置是从电源线路进用户起经过高/低压供配电装备到负载止的整个电路机构，将主要包括电网引入、变电站、高压配电装备——高压变配电装置、柴油发电机系统、自动切换开关系统、输入低压配电装置、不间断电源机构、列头柜/母线槽配电机构和机架配电系统。

      具体是将电网通过该变压器转换成380V，供后级低压设备用电。常规状况下，油机房详细采用电网配电，通常可靠性要求油机房引入两路市电电源，每一路大电电源的供电容量，都需要完全满足油机室的全部电力需求，两路电源负载设备输入端自动转换，正常时同时供电运行。

      具体用作备载电源，一旦大电失电，迅速启动为后级低压装置提供备载电源。

     具体是自动完成电网与大电或市电与柴油发电机之间的后备切换，电路连接如图3所示。

      主要用途是电能分配，将前级的电能按照要求、标准与规范分配给各种类型的用电装备，如备用电源、空调、照明装备等。

      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转换成大电（交流电）的机构设备。主要用途是电能净化、电能备用，为IT负荷提供纯净、可靠的用电保护。在柴油发电机室，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载。

      小母线装置是端母线供配电系统的俗称，装置组成如图4所示。智能小母线装置具有电流小、插接方便、智能化程度高等特性，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，将数据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，结构一个整体的具有电气连续性的输配电装置柴油机维保规程和要求。普通母线槽通常分为密集绝缘型和空气绝缘型两种。空气绝缘型构造大概、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、占用空间小等特点。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。电缆的主要长处是选购灵活多变，环境适应能力强，但也有着其固有的局限性。电缆装配一般分为桥架和电缆沟两种步骤，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重量过量，很少运用于实际工程中。工程中一般主用的是400 mm2及以下规格电缆，这就要求操作多根电缆来实现同时供电。而母线A，其强大的载流能力是电缆根本不能比拟的。

表1     WDZ-GYJSYJ（F）电力电缆的持续载流量 （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工作温度。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作业温度一般为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。

      母线槽通常采用插接式安装分接举措。所谓插接式母线槽，就是利用插接的步骤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，也有其缺点。分支电缆明显的弊端，主要是需要向服务站定制分支连接器材，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，只要在空载情况下，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，在带电的情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，只有在消防报警电路机构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。因此康明斯发电机型号参数，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，其因由主要是考虑散热问题。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。

    母线槽的保养比较大概。母线槽日常维保时，通常是测量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级则需要定时紧固，若采用8.8级的高强螺栓则不必定时坚固。而电缆因其材料易于磨耗、易老化、寿命较短等条件限制，需要定期进行察看和维护，甚至替换。

      虽然电缆敷设装配时在线路走向上灵活方便，但是工程中电缆一般都是要靠桥架支撑，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流程即可，一次性完成装配。另外，母线槽结构紧凑，占用空间相对较小，易于管道、线路空间布置，且装配方便。当然，对于400A以下的小电流线路，由于所购买的电缆截面相对较小、根数较少，使用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，通常是点对点供电，特别是在高层建筑供电系统中，母线槽相比电缆的优越性尤为突出。

      传统电缆供电步骤，每个楼层都需要单独放线，电缆根数众多。这样的密集敷设步骤，散热性差、占用空间大、事故检查难、维修难度大。而母线槽供电只要操作单一的中心母线槽系统，在每个楼层设置相应容量的插接箱进行分流，即可达到供电目的。这种步骤使得分接异样灵活，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，因为操作材料高档，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，操作母线槽则优越的多。当前，母线年左右的使用年限。母线槽机构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验查即可。而电缆则经常会发生接头老化、绝缘层脱落等现象，需要对某一段电缆进行替换。另外，当今市场上已经有许多实力较大的母线槽厂家推出铝导体母线槽，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，，但操作性能却高于电缆。对于首批投入资金紧张的用户，完全可以选购此种母线槽。

      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，电缆也较母线方案节省投资造价。但经过全面细述比较，康明斯公司引荐办法为对于低压配电系统中的重要干线选定母线槽，显然有其明显亮点。对于小电流分支线路柴油机故障灯一览表，选择电缆也有其灵活方便的优点，这就需要专业配电设计人员以实际需要进行选用配置。