【摘要】中压母线作为电厂厂用电能的传输主干线，在火力发电厂中占有重要地位。本文对目前电厂中经常采用的几种中压母线的结构特点和技术特性进行了详细说明和比较，结合工程沿海气候特点，对各种形式的中压母线进行了技术经济对比，论证全浇注的固体绝缘母线在技术上的可靠性以及在沿海地区的适用性。
【关键词】电缆母线、共箱母线、离相封闭母线、固体绝缘母线
1引言
目前，电厂中变压器中压出线采用的封闭母线具有多种型式，常用的母线有电缆母线、共箱母线、（小）离相母线和全浇注固体绝缘母线。其中共箱母线安装方便、价格低廉，使用范围最广。随着时间的推移，共箱母线在应用中的出现了一些问题，根据多个运行单位的反馈，在北方内陆干燥气候条件下，共箱母线故障率很低，但是在沿海电厂，特别是潮湿的气候环境下，共箱母线故障时有发生。共箱母线故障的多数原因是其内部的绝缘子破裂和爬电造成短路。特别是共箱母线长期处于冷备用状态，由于封闭母线密封性差，母线及绝缘子很容易受潮和凝露，导致绝缘故障。近些年来，随着新绝缘材料的不断涌现，出现了多种固体绝缘的母线，典型绝缘介质有聚四氟乙烯、固体硅橡胶、环氧树脂和火山岩等。固体绝缘母线可以避免环境的影响，防止凝露爬电等现象的发生。大型火电厂中中压母线故障将会给电厂带来巨大的经济损失。因此，根据工程厂址因地制宜采用合理形式的中压母线是设计阶段急需解决的问题。
2中压母线型式和特点
2.1 共箱母线
共箱母线包括共箱不隔相母线和共箱隔相母线两种，共箱不隔相母线是将每相多片标准型铜排（铝排）或铝管装设在支柱绝缘子上，外壳采用铝薄板保护。共箱隔相封闭母线在共箱不隔相母线的基础上，相间采用隔板，防止三相短路故障。有的采用母线外套PVC套并采用绝缘隔板支撑导体，都属于共箱母线范畴。
共箱母线由三相导体和包裹三相导体的金属外壳构成，按照载流量的不同，其导体有铜导体和铝导体之分，其外壳也有薄钢板和薄铝板之分。一般情况下，如果额定载流量在2500A及以上，由于多片导体间集肤效应严重，为减少每相导体片数，一般采用铜导体，为增加导体载流量减少集肤效应也可采用铝管母线。为防止涡流发热，封闭母线的外壳多采用薄铝板而非薄钢板。导体采用支柱绝缘子支撑。
共箱母线断面示意图如下：
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图2.1-2共箱隔相母线断面示意图
共箱封闭母线的主要优点：
a)现场螺栓固定安装，施工方便。
b)应用广泛，运行检修和维护经验丰富。
c)各个绝缘子处均有检修盖板，检修方便。
d)可以转直角弯。
但共箱封闭母线存在以下缺点：
a)共箱母线外壳密封不严
b)A排墙处的隔板(环氧树脂板)设置不当。
c)母线内的支持绝缘子的爬距小、易污闪。
d)导体绝缘层老化。
e)运行维护工作量大。
2.2 电缆母线
电缆母线又叫电缆共箱母线，各相由一根至数根单芯电缆组成，每根电缆间保持一定的间距，彼此间相互平行，直线式地全部装在罩箱内，整套装置均由工厂成套供货，现场加工安装。电缆母线的示意图如下：
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图2.2-1 电缆母线断面示意图
?电缆母线的作用与共箱母线相同，但是它比共箱母线有如下优点：
a)安全可靠。电缆母线装置中的导体采用长度基本不受限制的铜芯电缆，一般不允许有中间接头。由于电缆芯线绝缘，也根除了人员触电的危险。
b)装置内部布置紧凑。其横断面相对较小，占用空间也小，容易布置。
c)有较好的“柔软”性。敷设时能因地制宜地充分利用现有空间，路径选择时可以比较容易地越过“障碍物”。
d)适应性强。对环境要求低，可以用在污秽等级高的地区。
e)运行中，基本上无需进行维护、检修。
但电缆母线装置的一次投资较大，布置上转直角弯较难，母线较长时需要换相换位，现场敷设工作量较大。T接制作工艺要求较高。
2.3火山岩全绝缘浇注母线
火山岩全浇注式母线，采用火山岩无机矿物质等绝缘材料，用浇注法将各相母线分别包裹起来，形成全浇注火山岩无机矿物质封闭母线直线段(约4~6m/段)、弯件、T型元件以及换相元件。全绝缘浇注母线的断面示意图如下：
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图2.3-1全绝缘浇注母线断面示意图
母线段和各个部件根据场地情况连接成一个用户需要的完整母线系统。连接部分的绝缘则在现场以抽真空浇注方法将绝缘材料浇注到铜导体的周围，使之成为一个完整的母线系统。
全绝缘浇注母线具有如下特点
a)全浇注中压母线IP等级可以达到IP68／IP67，完全防尘、防水，不受环境因素影响，可以水中长期运行，特别适合于湿度大、盐雾高、有台风侵袭的滨海电厂气候环境。
b)母线的绝缘材料化学性质稳定，抗腐蚀性强。同时具有耐火防爆特性。
c)母线外形体积小，方便的布置和安装。
d)使用寿命长达50年之久。
e)浇注母线耐压高，散热良好，机械强度高。
火山岩无机矿物质全浇注母线在国内外已经普遍应用于水电站、核电站、火电站石油化工等行业基本实现了零维护、零故障。
3技术比较
通过以上分析可知，共箱母线、电缆母线、紧密型离相封闭母线和全绝缘浇注母线在技术上各有特点。上述四种母线的技术比较见下表：
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共箱母线技术成熟，广泛应用于发电厂高压厂用电电气连接，于沿海潮湿环境下，暴露出其可靠性低的问题。在潮湿污秽条件下，支撑母线的绝缘子容易发生绝缘闪络，进而导致单相甚至多相短路故障。电缆母线布置上转弯困难，需要考虑电缆转弯半径，电缆母线T接制作工艺要求高，电缆需要现场敷设，安装工作量大，目前电厂应用业绩较少。
全绝缘浇注母线在技术上有一定的优势，其可靠性很高、基本免维护，由于其属于固体绝缘，不受环境影响，特别适合应用于沿海潮湿、污秽等级高特点的电厂。火山岩全绝缘浇注体积小，大量节约布置空间，而且可以减少土建基础和支架的尺寸，降低了工程投资。
4 结论
通过以上技术比较，根据工程滨海电厂气候潮湿、污秽等级高等特点，火山岩全绝缘浇注母线在技术上具有较大的优势。由于火山岩浇注母线全寿命周期内免维护的特点，较常规沿海电厂共箱母线节省大量的维护工作。考虑到工程地处沿海，湿度高、盐雾大，共箱母线较容易受到环境的影响而产生故障，因此使用可靠性高、免维护的火山岩全浇注绝缘的母线较为适宜。
作者
王刚，1985-09-04，高级工程师，发电一次设计，东北电力设计院，人民大街4368号
李?玮（1970-），女，硕士研究生，正高级工程师，主要从事电气一、二专业技术及管理工作。
赵建宁，1979-11-28，助理工程师，发电厂电气主管，东营市东营港经济开发区大唐东营发电有限公司