母线槽在海洋平台的应用探讨

2022-02-22王朝卿刘金龙李洪东王毅王晓明

石油和化工设备 2022年1期

关键词：绝缘材料导体外壳

王朝卿，刘金龙，李洪东，王毅，王晓明

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

1 母线槽的构成

母线槽是由钢板或铝板为保护外壳、导电排、绝缘材料及有关附件组成的母线系统。它可制成每隔一段距离设有插接分线盒的插接型封闭母线，也可制成中间不带分线盒的馈电型封闭式母线，见图1。

图1

按用途一趟母线槽一般由始端母线槽、直通母线槽、L型垂直（水平）弯通母线、Z型垂直（水平）偏置母线、T型垂直（水平）三通母线、X型垂直（水平）四通母线、变容母线槽、膨胀母线槽、终端封头、终端接线箱、插接箱、母线槽有关附件及紧固装置等组成[1]。

母线槽按绝缘方式可分为空气式插接母线槽、密集绝缘插接母线槽和高强度插接母线槽三种。

密集型母线槽其结构为“三明治式”，导体采用绝缘材料包扎后，几相导电母排无间隙地叠放，与外壳之间完全紧密贴在一起，靠相与相之间的绝缘材料绝缘。其特点是载流能力大，散热更快，更轻便和体积紧凑节约占用空间。

空气型母线槽其结构为导体相与相之间、与壳体之间都有一定距离，可以实现空气绝缘，同时加绝缘材料双重绝缘。

高强封闭型母线槽，采用绝缘材料包扎相导体之后，采用压制成棱形的外壳（訲压成波浪形）将相导体卡住固定，依靠相和相之间、与壳体之间的空气间隙做绝缘。

2 母线槽的特点

2.1 母线槽具有优良的抗短路性能，金属外壳的保护，能够有效的减弱涡流或环流引起的结构发热，降低母线外壳升温，减少热能损耗，提高载流量，减少短路电动力。母线槽壳体的两侧的通风百叶窗，可以有效地起到散热降温的作用。

2.2 母线槽安装长度达到20～30米时，可以设置母线槽伸缩节来满足温度原因引起的热胀冷缩，还可以对母线槽安装支架安装时造成的高低施工误差进行补偿。

2.3 为消除海油平台生产时产生的震动，母线与盘柜的连接均采用铜编软连接，并在外壳之间加入橡胶垫降低震动。对于母线本体，在系统中可以加入减震器，对绝缘子和导体实现弹性支持，避免机械振动给封闭母线带来的破坏。

2.4 由于海上环境冬季电气间室内与室外温差较大，容易引起凝露现象，在母线槽穿墙位置可以设置隔断装置，使室内与室外母线完全隔离。

2.5 为防止海上室外腐蚀环境，降低接触电阻，所有连接位置均采用渡银处理。

3 母线槽的安装

3.1 首先根据设备接口位置，规划母线槽的路径走向。母线与低压柜采用铜排连接，母线与变压器采用软连接连接。在母线穿墙位置配置防火栅，防火栅在发生火灾时，结构形成隔热层，可以防止母线本体材料融化，阻止火焰和热量沿着母线槽从墙体一侧传递到另一侧，能够有效的阻止火灾沿着母线槽延燃，减小火灾范围，大幅度提高母线系统的安全性能，见图2。

图2

3.2 母线槽高度至地面的距离不宜低于2.5米。在此高度上，确认母线槽走向上是否有照明灯具，管线，通风管道，电缆桥架等障碍物。

3.3 预制并安装固定母线槽的支架，母线槽的安装典型方式就是在上方结构的位置生根，采用支吊架的方式固定，见图3。

图3

在海洋石油平台中，母线槽支架一般使用角钢吊架，与电气间房顶的工字钢梁焊接，见图4。

图4

3.4 母线槽安装前需要检查母线槽外壳是否完整，有无损坏，检查母线槽外壳螺栓有无松动，并保证螺栓连接可靠；检查母线槽插接口是否关闭、锁紧。通电前必须对母线槽系统进行相位和连接性试验。检查接地电阻和绝缘电阻，绝缘必须用1000V或500V兆欧表测其冷态绝缘电阻，每段不低于20MΩ。

3.5 母线槽安装要求两条水平相邻安装母线槽，母线槽之间中心距不应小于0.35m，边间距不应小于0.1m，母线槽水平敷设时支撑点间距不应大于2.5m。母线槽水平安装于支、吊架时，应用水平固定压板固定。

3.6 在母线槽连接时，应使用母线槽的自身重力插入或水平拖拉插入，禁止使用蛮力安装。安装结束后及时清理施工杂物，保持清洁。母线槽单元与其它设备联接时，必须完全断开电源，井将设备可靠接地。

3.7 母线槽整体连接后，必须用万用电表1Ω档检查接地电阻，阻值小于O.1Ω以确保接地要求。

4 母线槽和电缆的区别

4.1 母线槽使用金属保护外壳，而电缆一般都是橡胶表皮，属于隔热材料，因此，散热性母线槽比电缆效果更好。且电缆在敷设的过程中，表皮容易划伤，使用寿命上，母线槽肯定比电缆要好。

4.2 母线槽的维护比较方便日常维护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，则需要定期紧固，若采用8.8级的高强螺栓则不必定期坚固。电缆破损，则需要整根更换。

4.3 母线槽的外观整齐，而电缆相对来说比较散乱，特别是在盘柜进出线比较集中的位置，极易造成电缆的杂乱无，见图5。

图5

4.4 母线槽过载能力强：母线槽过载能力强，取决于它用的绝缘材料工作温度高，母线槽用的绝缘材料过支采用工作温度为105℃的材料，现已开发出工作温度为140℃以上的辐射交联阻燃缠绕带（PER）和辐射交联聚烃热收缩管。而电缆所用的绝缘材料常期工作温度一般为95℃和105℃，因此母线槽的过载能力远远大于电缆。