高原地区绝缘管型母线的安装

高原地区绝缘管型母线的安装

王博

（西北电力建设第三工程有限公司陕西咸阳712000）

摘要：分析了绝缘管母线的性能及主要特点。采用管型屏蔽绝缘母线替代传统的常规矩形母线。

关键词：高原；绝缘管型母线；安装

母线作为电网配电装置中的重要连接导体，起着汇集、分配和传送电能的作用，其性能的优劣直接影响着系统运行的稳定性及可靠性。相比于传统的巨型母线、电缆母线或封闭母线，全绝缘屏蔽管母线具有载流量大，集肤效应低、温升低、允许应力大、安全防触电、稳定抗震、安装方便、免于维护、综合成本低等优点，收到越来越多用户的青睐。

央视”超级工程”中广核德令哈50MW光热发电项目，厂址位于青海省德令哈市，厂址区域地貌为戈壁滩，海拔约为3000米，空气相对稀薄，电气设备在此种条件下的散热效率将会降低；同时由于气压降低和大气密度的减少，电气设备的绝缘强度也会降低。

一、绝缘管型母线结构及其特点

（一）、绝缘管型母线结构

全绝缘屏蔽管母线的结构有点像电缆外层结构，母线在密封绝缘的环境中安全可靠运行。绝缘管型母线采用空芯铜管作为导体，铜管外表有半导电屏蔽层、绝缘层、半导电屏蔽层、导体屏蔽层、绝缘外护套构成。如下图：

（图一）全绝缘屏蔽管母线的结构图

（二）、绝缘屏蔽管型母线特点

1、载流量大，温升低全绝缘屏蔽管母线采用优质空心铜管作为导体，表面积大，内外表面电场分部均匀。在母线施工过程中，对于母线两端不做封堵，母线内径风道能自然形成空气对流。

2、散热条件好、温升低

绝缘屏蔽管型母线为空心导体，母线内径风道能够自然形成热空气对流，因此散热条件较好。

3、集肤效应低、功率损失小

全绝缘屏蔽管母线的集肤效应系数低，K1≤1，交流电阻小，因而母线的功率损失小。若采用多片矩形母线导体，随着片数的增加，集肤效应系数不断增大，不仅单位截面的有效载流量下降，片与片之间的电流分布不均匀，使得附加损耗也相应增加，散热条件变差。

4、不受环境干扰，可靠性高，维护工作量小

全绝缘屏蔽管母线是包覆封闭绝缘的，内部无凝露产生，且消除了外界潮气、灰尘等因素的影响，具有高度的可靠性。全绝缘屏蔽管母线可以根据不同的环境更换相应的防护外套，它采用单机密封屏蔽绝缘，接地可靠，可彻底避免一切短路故障，具有较高的可靠性，而且检修维护量小。

5、允许应力大，机械强度高

全绝缘屏蔽管母线的允许应力为矩形母线的4～5倍，运行载荷可承受的短路电流大，机械强度高，使得母线的跨距加大，减少了相应的立柱支撑、母线金具以及土建构架基础的面积。

6、电气绝缘性能强

全绝缘屏蔽管型母线主要绝缘材料采用性能优异的硅橡胶材料，通过多层共挤技术一次性包裹在铜管上，产品性能满足《GB/T12706挤包绝缘电力电缆标准》，由于其从制造到安装过程相对电缆敷设不存在打弯，因此其电气绝缘性能很强。

二、高原地区对电气设备性能的影响

在正常情况下，电气设备的可靠运行的主要表现在工况条件下，其带电部分与大地之间的绝缘间隙（空气或复合绝缘间隙）不能被击穿。电气设备的间隙击穿电压随着空气压力、密度、湿度的降低而降低。由于在高原地区，太阳日间辐射强度较大，电气设备的外绝缘老化也快；高原地区昼夜温差较大，电气设备的外绝缘密度也随之降低；在高原地区，如果遇见骤热骤冷气温环境时，在电气设备表面附着许多小水珠，形成凝露，最容易发生沿面闪络放电的现象。

三、高原地区全绝缘屏蔽管母线的特点

德令哈工程施工现场海拔高度3000m。该工程根据所用电气设备均选用高原型电气设备，加强了电气设备的使用性能，保证了电气设备安全、稳定、可靠运行。

（一）加大电气设备的爬电距离

电气设备的绝缘介质湿闪或污闪电压与电气设备的爬电距离之间有着线性关系。在一般情况下，当海拔高度满足1000m≤H≤2000m时，开关柜内的一次元件可以按照Ⅱ级污秽条件的要求满足其外绝缘爬电距离。

（二）全绝缘屏蔽管母线的安装

由于绝缘管母配套的支撑件及金具形式因生产厂家略有差异，因此在施工安装时，一定要参照设计图纸管母布置、间距等要求结合支撑件及金具参数，进行调整安装。安装管母时，应尽可能抑制施工现场的粉尘，尤其是在安装中间接头的屏蔽筒时，以确保安装部位的清洁干净。

绝缘管型母线属于硬母线，其安装方式如图二所示，理论上是理论多变。右图基本涵盖了所有的安装方式。有侧立垂直安装、悬臂安装，单横梁立柱安装，侧立水平安装变垂直安装，管母线穿墙安装，侧立水平安装，立柱安装变侧立水平安装，立柱水平折弯安装，地沟走线侧立安装。其安装方式包含了传统母线和传统高压电缆的安装方式。

图二：绝缘管型母线安装方式

本工程设计母线采用全绝缘屏蔽铜管母线，从发电机出口到主变之间连接均用全绝缘屏蔽铜管母线，包括和发电机出口断路器设备、和厂用电抗器、励磁变T型连接的全绝缘屏蔽铜管母线，厂用电抗器至10kV备用段，厂高变至10kV工作段的全绝缘屏蔽铜管母线。要求母线出厂前电气试验雷电冲击耐压（1.2/50s，峰值）105kV，对地5mim工频耐受电压55kV。用5000V兆欧表测量绝缘电阻，要求其绝

缘电阻＞5000MΩ。安装成品如下图所示。

图三：绝缘母线安装成品图1

图四：绝缘母线安装成品图2

（三）管型母线就位后的调整和检查

管型母线就位后，检查所有金具齐全完好，安装位置、方向正确。弹性销全部穿上，每段管型母线在中间一点固定应平直无扭曲变形，且表面光滑。母线横平竖直。且相间距离及对地距离符合设计要求并满足规程规范要求。

验收绝缘管型母线时，外观表面应光洁无伤痕；绝缘电阻应不小于2500MΩ，工频耐压试验1min，无闪络、不击穿。

常规母线验收时其导体由绝缘套管支撑，支撑套管支架多点接地。但绝缘管型母线外屏蔽层接地点仅能有1处，多点接地会造成环流导致整体屏蔽层发热而加速绝缘热老化。

安装过程中要求用力矩扳手紧固管母固定金具螺栓，提高母线的抗震动能力。

四、结束语

由于绝缘管母线外绝缘强度高，可有效预防低压侧母线污闪，减少安全隐患，提高了运行的可靠性而得到广泛推广。绝缘管型母线构架简明、布置清晰、安装方便、抗污染、维护工作量少，并可应用于高原地区。绝缘管型母线弯曲半径小，无需桥架、立柱少、而且可以紧贴墙面布置，便于设计更加灵活的走线，使得开关柜和其他设备的空间要求相对的小，可以在更小的空间中传输更高的电流。高原地区绝缘管型母线代替现有母线的形式将是未来发展的一种趋势。

参考文献：

[1]GB/T12706挤包绝缘电力电缆标准

[2]GB50149-2010电气装置安装工程母线装置施工及验收规范

[3]中广核德令哈50MW光热发电项目常规岛系统（BOP）EPC总承包采购绝缘管型母线技术协议