第八章__母线、绝缘子及电力电缆

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第八章母线、电力电缆及绝缘子第一节母线二、母线的结构类型（一）敞露母线敞露母线包括软母线和硬母线两大类。

按其使用的材料和采用的形状有以下几种类型：1.按母线的使用材料分类（1）铜母线。

（2）铝母线。

（3）铝合金母线（4）钢母线。

2.按母线的截面形状分类（1）矩形截面。

（2）圆形截面。

（3）槽形截面。

（4）管形截面。

（5）绞线圆形软母线。

（二）封闭母线1.封闭母线的结构类型（1）按外壳材料分：可分为塑料外壳和金属外壳。

（2）按外壳与母线间的结构形式分：可分为不隔相式、隔相式和分相封闭式。

1）不隔相式封闭母线，其三相母线设在没有相间板的公共外壳内，称为共箱封闭母线。

不隔相的封闭母线只能防止绝缘子免受污染和外物所造成的母线短路，而不能消除发生相间短路的可能性，也不能减少相间电动力和钢构的发热。

2）隔相式封闭母线，其三相母线设在相间有金属（或绝缘）隔板的金属外壳之内，也属于共箱封闭母线。

隔相的封闭母线可较好地防止相间故障，在—定程度上减少母线电动力和周围钢构的发热，但是仍然可能发生因单相接地而烧穿相间隔板造成相间短路的故障，因此可靠性还不是很高，一般共箱封闭母线只用于母线容量较小的情况。

3）分相封闭式母线，每相导体分别用单独的铝制圆形外壳封闭。

根据金属外壳各段的连接方法，又可分为分段绝缘式和全连式两种。

2.全连式分相封闭母线的基本结构全连式分相封闭式母线主要由载流导体、支持绝缘、保护外壳、金具、密封隔断装置、伸缩补偿装置、短路板、外壳支持件等构成，如图8－1所示：（1）载流导体。

—般用铝制成，采用空心结构以减小集肤效应。

当电流很大时，还可采用水内冷圆管母线。

（2）支柱绝缘子。

采用多棱边式结构以加长漏电距离，每个支持点可采用—个至四个绝缘子支持。

—般分相封闭母线都采用三个绝缘子支持的结构。

三个绝缘子支持的结构具有受力好、安装检修方便、可采用轻型绝缘子等优点。

（3）保护外壳。

由5～8毫米的铝板制成圆管形，在外壳上设置检修与观察孔。

封闭母线在一定长度范围内，设置有焊接的伸缩补偿装置，母线导体采用多层薄铝片作成的收缩节与两端母线搭焊连接，外壳采用多层铝制波纹管与两端外壳搭焊连接。

封闭母线与设备连接处适当部位设置螺接伸缩补偿装置，母线导体与设备端子导电接触面皆采用真空离子镀银，其间用带接头的编织线铜辫作为伸缩节，外壳用橡胶伸缩套连接，同时起到密封的作用。

封闭母线靠近发电机端及主变压器接线端和厂用高压变压器接线端，采用大口径绝缘板作为密封隔断装置，并用橡胶圈密封，以保证区内的密封维持微正压运行的需要。

封闭母线与发电机、主变压器、厂用变压器、电压互感器柜等连接外，设外壳短路板，并装设可靠的接地装置。

（三）、绝缘母线绝缘母线是变电站及发电厂厂用变电所内裸母线、电缆的最佳替代品，最适用于紧凑型变电站、地下变电所及地铁用变电站减少占地面积，运行可靠。

绝缘母线由导体、环氧树脂渍纸绝缘、地屏、端屏、端部法兰和接线端子构成。

五、母线的安装和维护1.母线的加工和制作（1）硬母线的校直。

（2）母线的下料。

图8－1 封闭母线断面图 1－载流导体；2－保护外壳；3－支柱绝缘子； 4－弹性板；5—垫圈；6－底座；7－加强圈（3）硬母线的弯曲。

在硬母线的接头和局部地方，常需要将硬母线制成各种形状，主要有平弯、立弯、扭弯和鸭脖弯。

如图8－2所示。

等差弯两侧平行度偏差最大不得超过3mm 。

弯曲部分应无裂纹，无明显褶皱。

（4）母线接触面的处理。

2.母线的布置母线的散热条件和机械强度与母线的布置方式有关。

最为常见的布置方式有两种，即水平布置和垂直布置。

（1）水平布置。

水平布置方式如图8－3（a ）、（b ）所示。

（2）垂直布置。

垂直布置方式如图8－3（c ）所示。

（3）槽形母线布置。

槽形母线布置方式与矩形母线类似，槽形母线的每相均由两条组成一个整体，构成所谓的“双槽式”，如图8－4所示，整个断面接近正方形。

槽形母线均采用竖放式，两条相同母线之间每隔一段距离，用焊接片进行连接，构成一个整体。

这种结构形式的母线其机械性能相当强，而且节约金属材料。

（4）软母线的布置。

软母线一般为三相水平布置，用绝缘子悬挂。

3.母线的相序排列要求各回路的相序排列应一致，要特别注意多段母线的连接、母线与变压器的连接相序应正确。

当设计无规定时应符合下列规定：（1）上、下布置的交流母线，由上到下排列为U 、V 、W 相；直流母线正极在上，图8－2 硬母线的弯曲加工形状（a ）平弯；（b ）立弯；（c ）扭弯；（d ）鸭脖弯 图8－3 母线的布置方式（a ）、（b ）水平布置；（c ）垂直布置 槽形母线及其焊接图8－4 槽形母线布置断面图负极在下。

（2）水平布置的交流母线，由盘后向盘面排列U、V、W相；直流母线正极在后，负极在前。

（3）引下线的交流母线，由左到右排列为U、V、W相；直流母线正极在左，负极在前右。

4.母线的固定母线固定在支持绝缘子的端帽或设备接线端子上的方法主要有三种：直接用螺栓固定、用螺栓和盖板固定、用母线固定金具固定。

单片母线多采用前两种方法，多片母线应采用后一种方法。

矩形母线和槽形母线都是通过衬垫安置在支持绝缘子上，并利用金具进行固结，如图8－5所示。

为减小由于铁耗引起的发热，在1000A以上的装置中，通常母线金具上边的夹板用非磁性材料铝制成，而其他零件采用镀锌铁。

5.母线的连接（1）硬母线的连接。

当矩形铝母线长度大于20m、铜母线或钢母线长度大于30m时，母线间应加装伸缩补偿器，如图8－6所示。

在伸缩补偿器间的母线端开有长圆孔，供温度变化时自由伸缩，螺栓8并不拧紧。

补偿器由厚度0.2～0.5mm的薄片叠成，其数量应与母线的截面相适应，材料与母线相同。

当母线厚度小于8mm。

可直接利用母线本身弯曲的办法来解决，如图8－7所示。

（2）软母线的连接。

（a）（b）（c）图8－5 铝母线在支柱绝缘子上的固定（a）单条矩形母线；(b)三条矩形母线；(c)槽形母线１－母线；２－铜板；３－螺钉；４－间隔钢管；5－铁板６－拧入钢板７－绝缘子８－撑杆图8-6 母线伸缩补偿器图8-7 母线硬性连接1－补偿器；2－母线，3－支柱绝缘子4,8－螺栓； 5－垫圈；6－衬垫；7－盖板软母线采用的连接方式有：液压压接、螺栓连接、爆破压接等。

软母线在连接时，要使用各种金具，常用金具的作用如下：1）设备线夹：用于母线或引下线与电气设备的接线端子连接。

2）耐张线夹：用于高空主母线的挂设。

3）T型线夹：用于主母线引至电气设备的引下线的连接。

4）母线连接用金具：包括压接管、并沟线夹。

5）间隔棒：用于双线的连接和平整。

6.母线的着色硬母线安装后，应进行油漆着色，主要是为了便于识别相序、防锈蚀和增加美观和散热能力。

母线油漆颜色应符合以下规定：（1）三相交流母线：U相—黄色，V相—绿色，W相—红色。

（2）单相交流母线：从三相母线分支来的应与引出相颜色相同。

（3）直流母线：正极—赭色，负极—蓝色。

（4）直流均衡汇流母线及交流中性汇流母线：不接地者—紫色，接地者—紫色带黑色横条。

软母线因受温度影响而伸缩较大以及各股绞线常有相对扭动都会破坏着色层，故不需着色。

7.母线的维护第二节电力电缆一、电力电缆的用途二、电力电缆的基本结构电力电缆的基本结构如图8－8所示。

1.电缆线芯电缆的线芯是用来传导电流的，通常由多股铜绞线或铝绞线制成。

根据导体的芯数，可分为单芯、双芯、三芯和四芯电缆。

2.绝缘层绝缘层是用来使各导体之间及导体与包皮之间相互绝缘。

绝缘层使用的材料有橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、交联聚乙烯、聚丁烯、棉、麻、丝、绸、纸、矿物油、植物油、气体等。

目前在电压等级不高时，多采用木浆纸在油和松香混合剂中浸渍的浸渍纸。

3.保护层保护层是用来保护导体和绝缘层的，防止外力损伤、水分侵入和绝缘油外流。

保护层分内保护层和外保护层。

内保护层是由铝、铅或塑料制成的包皮，外保护层由内衬层（浸过沥青的麻布、麻绳）、铠装层（钢带、钢丝铠甲）和外被层（浸过沥青的麻布）组成。

四、电力电缆的种类及特点按电缆绝缘材料和结构分。

有油浸纸绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘电缆（简称塑力电缆）、交联聚乙烯绝缘电缆（简称交联电缆）、橡皮绝缘电缆、高压充油电缆。

1.油浸纸绝缘电缆油浸纸绝缘电缆结构如图8－8所示，其主绝缘是用经过处理的纸浸透电缆油制成，具有绝缘性能好、耐热能力强、承受电压高、使用寿命长等优点，适用于35kV 及以下的输配电线路。

按绝缘纸浸渍剂的浸渍情况，它又分黏性浸渍电缆和不滴流电缆。

黏性浸渍电缆，是将电缆以松香和矿物油组成的黏性浸渍剂充分浸渍，即普通油浸纸绝缘电缆，其额定电压为1～35kV ；不滴流电缆采用与黏性浸渍电缆完全相同的结构尺寸，但是以不滴流浸渍剂的方法制造，敷设时不受高差限制。

油浸纸绝缘铝套电缆将逐步取代铅套电缆，这不仅能节约大量的铅，而且能使电缆的质量减轻。

2.聚氯乙烯电力电缆聚氯乙烯电缆结构如图8－9所示，其主绝缘采用聚氯乙烯，内护套大多也是采用聚氯乙烯，具有电气性能好、耐水、耐酸碱盐、防腐蚀、机械强度较好、敷设不受高差限制，可垂直敷设等优点，并可逐步取代常规的纸绝缘电缆；缺点主要是塑料易老化，绝缘强度低，介质损耗大，耐热性能差，并且燃烧时会释放氯气，对人体有害，对设备有严重腐蚀作用。

主要用于6kV 及以下电压等级的线路。

3.交联聚氯乙烯电力电缆交联聚乙烯电缆结构如图8－10所示，电缆的主要绝缘材料为交联聚乙烯，交联聚乙图8－9 聚氯乙烯绝缘电缆 1－线芯；2－聚氯乙烯绝缘；3－聚氯乙烯内护套 4－铠装层；5－填料；6－聚氯乙烯外护套 图8－11 橡胶绝缘电缆 1－线芯；2－线芯屏蔽层；3－橡皮绝缘层； 4－半导电屏蔽层；5－铜带屏蔽层；6－填料； 7－橡皮布带；8－聚氯乙烯外护套图8－10 交联聚乙烯绝缘电缆 1－线芯；2－线芯屏蔽；3－交联聚乙烯绝缘； 4－绝缘屏蔽；5－保护带；6－铜丝屏蔽； 7－螺旋铜带；8－塑料带；9－中心填芯； 10－填料；11－内护套；12－铠装层；13－外护层烯是利用化学或物理方法，使聚乙烯分子由直链状线型分子结构变为三度空间网状结构。

该型电缆具有结构简单、外径小、质量小、耐热性能好、线芯允许工作温度高（长期90℃，短路时250℃）、比相同截面的油浸纸绝缘电缆允许载流量大、可制成较高电压级、机械性能好、敷设不受高差限制、安装工艺较为简便等优点，因此广泛用于1～110kV 线路。

其缺点是抗电晕和游离放电性能差。

在35kV 及以下电压等级，交联聚乙烯电缆已逐步取代了油浸绝缘电缆。

4.橡胶绝缘电力电缆橡胶绝缘电缆结构如图8－11所示，这种电缆以橡皮为绝缘材料，其柔软性好，弯曲方便，防水及防潮性能好，具有较好的耐寒性能、电气性能、机械性能、化学稳定性，但耐压强度不高，耐热、耐油性能差且绝缘易老化，易受机械损伤。