管型绝缘母线在中央变电所内的使用分析

摘 要：中央变电所母线电压承载较大，传统母线的绝缘设计存在体积大、负载低、维养难等弊端。在现阶段的施工过程中金属管型绝缘作为母线的绝缘体系规划成为了一种推荐模式。在本文的研究过程中，对此类绝缘模式的构成、优势、施工安装及其注意事项等内容进行系统性分析。希望通过本文的研究能够为今后的相关施工及变电所母线升级提供指导性意见。

关键词：管型绝缘；母线绝缘；变电所；优势；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.171

管型絕缘技术源于德国，由于其具有较高的绝缘特性，且具有线路规划、施工便捷等优势而受到广泛的重视。该技术按照不同的绝缘材料可以分为金属管型绝缘与非金属管型绝缘等两种，其中非金属管型绝缘体系的电压承载相对较小，不适宜作为中央变电所的母线绝缘措施，故而本文重点将金属管型绝缘体系作为研究对象。从现有的应用实践以及理论研究中我们可以看出，此种施工技术已经趋于成熟，但是由于受到造价、材料等限制在我国的工程实践中尚未得到有效的推广及普及。与此同时，现阶段针对金属管型绝缘产品的制造工艺尚不完善、缺乏相应的质量标准。使得在实际的工程应用中存在型号、参数混乱等现象，客观上限制了金属管型绝缘体系的应用。

1 管型绝缘母线的结构特征

管型绝缘母线的应用前景是不容忽视的，且在技术的进一步提升前提下必将会成为后续中央变电所等类似工程的核心施工体系。基于上述背景，本文将对其结构、优势、施工与注意事项等若干方面开展研究，旨在为后续相关应用与推广提供必要基础。

在结构方面管型绝缘母线主要分为如下结构：（1）导体：为电流的主要通道，采用电阻率较低的金属材料制成；（2）主绝缘层：为导体外侧的第一道绝缘防护体，一般采用聚四氟乙烯作为主要材质，同时兼顾了绝缘性、阻燃性、耐高温等，并能够在较为极端的条件下（±250℃）满足30年以上的使用寿命；（3）屏蔽层：在主绝缘层外侧利用半导体及铜箔材料构建屏蔽层，能够有效的降低母线外电场分布，降低线路衰减，避免电磁辐射危害；（4）其他结构：主要包括了接地屏蔽层、绝缘护套、管型接头、辅助屏蔽层、辅助绝缘层等。值得注意的是上述结构根据不同的产品提供商以及实际需求而具有一定的不同。

具有上述结构的管型绝缘母线通过一次整合施工能够完成母线架设、连接等多种操作功能，并具有连接方便等特性，在后续的维护与实际应用过程中优势显著。

2 管型绝缘母线的应用优势

管型绝缘母线与传统母线及其绝缘体系相比造价较高，且需要更改施工模式。而现阶段针对管型绝缘母线的应用日益广泛，这一现象得力于其应用优势，具体表现为如下几个方面：

第一，管型绝缘母线具有较高的绝缘特性。电气绝缘性能强，试验结果表明，以管形绝缘母线10kV产品为例，其耐压值在75kV时，不击穿，不闪络，局放和介质损耗损均复合标准。

第二，管型绝缘母线具有较高的载流量。绝缘铜管母线为空心导体，表面积大，导体表面电流密度分布均匀。铜管导体Ф100×5mm，截面积：1491mm2，载流量4000A，电流密度2.68（A/mm2）。因此，铜管母线特别适合工作电流大的回路。

第三，管型绝缘母线具有较高的运行效能。其集肤效应系数Kf能够控制在1以下，尤其是在交流电流模式下表现更为良好。与此同时，此种绝缘模式还能够提供更高的导体直径支撑，进一步降低了母线的交流电阻。结合上述两方面优势，在实际的运行过程中功率损耗仅为传统母线模式的50%左右。与此同时，该绝缘母线模式具有较好的散热条件，与室内空气形成有效对流，避免了温升对电阻率的改变，因此具有较高的运行效能。

第四，管型绝缘母线具有较高的机械强度。该模式具有较高的机械强度，以标准Φ80mm产品为例，其机械强度是普通母线的20倍以上，可以实现10-12m跨距。对施工布局以及后续运行过程中的外力损伤形成有效规避。

第五，管型绝缘母线具有较高的可维护性。一方面在实际应用的过程中，该种母线不易受到环境因素（如潮湿、温度、灰尘）的影响，运行较为稳定，且能够排除意外接触而产生的短路现象；另一方面，此种组建模式可以通过软连接与封闭连接的方式来进行母线互联，避免了后续可能产生的维养操作。与此同时，母线的3D几何设计使布线模式相对灵活、空间需求较小，有利于中央变电站功能的实现。

3 管型绝缘母线的施工安装及其注意事项

在实际应用的过程中，管型绝缘母线的施工安装及注意事项主要分为如下几个方面：

第一，在布线环节中，该母线体系布线较为灵活，且在转角处具有更小的半径，对于场地控制与空间分布具有较大优势。为了进一步保障其使用效果，我们需要注意如下几点：一是不同母线之间的间距应该保持在0.15m以上，避免溢流电场间的相互相应；二是母线转角的最小半径应该保障在0.3m以上，避免过度弯曲对于母线电气特征的影响。

第二，在支架安装环节中，对于室外母线的架设，由于其跨距较远故而需要通过支架的安装来保障母线的离地与合理布局。在实际的施工过程中应该注意支架的高度要适宜于后续维养环节的操作高度。与此同时，根据管型绝缘母线的实际参数，支架的间距应该严格控制在10-12m之间。同时，在管线的特殊连接点中（如穿墙、支架支撑点等）需要加设绝缘垫板以进一步提高其绝缘效能。

第三，在其他环节中，部分母线的安装需要配属相应元器件，在此过程中我们需要格外注意相关规格、型号的匹配，避免由于上述指标的不遵从而形成无法安装使用或者后续运行异常等现象。

4 总结

本文对管型绝缘母线的结构、优势等内容进行了系统梳理。同时结合理论基础与实践经验对具体的应用环节与安装过程中的注意事项进行梳理。希望通过本文的研究能够为相关技术与材料的推广及使用奠定必要基础。

参考文献：

[1]宋邦申.绝缘管型母线的性能优势及存在问题分析[J].电工电气，2015（01）：60-61.

[2]杨帆，张耀东，周启义，金志辉.一起绝缘管型母线故障的综合缺陷分析及防范措施[J].湖北电力，2015（08）：42-44+49.

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