論地鐵配電干線的安全運行

論地鐵配電干線的安全運行[摘

要]

地鐵配電干線的安全十分重要。文中介紹了地鐵配電干線的兩種型式，電纜配電和母線槽配電；分析兩種配電方式的優(yōu)缺點；提出了防止母線槽過載的措施；選用母線槽應(yīng)注意的幾個問題。

(3)制定容量

國際銅業(yè)協(xié)會和國內(nèi)的電氣專家們在不斷宣揚電纜的經(jīng)濟截面，即加大電纜的截面，減小電纜的容量，這不僅是節(jié)約電能的好方法，而且也是延長電纜壽命的極為有效的措施，但由于涉及到增加初期投資，因此進展速度不快。

用戶任意加大電纜容量也是常見的現(xiàn)象，通常由于設(shè)備的增加，也是不得不為之。

(4)負荷故障

任何電氣設(shè)備都有出現(xiàn)故障的可能，當(dāng)出現(xiàn)短路故障時對電纜的損傷是很大的。

以上4個方面容易引起注意，但還有以下2點未能引起重視：

(5)電纜敷設(shè)間距

某廠電纜溝內(nèi)有100多根電纜，某天一根絕緣已受損的電纜，在負荷發(fā)生短路時引起爆炸，結(jié)果果造成溝內(nèi)100多根電纜全部燒毀。

埋地敷設(shè)的電纜施工規(guī)程規(guī)定：電纜之間要堅持至少0．1m的間距，目的是保證一根電纜出現(xiàn)故障時，不殃及相鄰的電纜。但此條規(guī)定在電纜溝內(nèi)或橋架內(nèi)敷設(shè)時被忽視了。電纜不僅緊靠在一起敷設(shè)，而且互相堆疊二至三層。在這種狀況下，其中任何一根電纜發(fā)生短路爆炸，必定會引起緊挨在一起的其它電纜也遭到同樣的結(jié)果，短路爆炸。我認為電纜溝或橋架內(nèi)敷設(shè)電力電纜，其間距至少不少于1d(d為電纜的外徑)。

據(jù)我調(diào)查的結(jié)果，幾乎所有的電纜溝和橋架內(nèi)的電纜都是緊挨在一起敷設(shè)的，在這種狀況下，任何人都不能保證每一根電纜都不發(fā)生短路事故；一旦其中一根電纜發(fā)生短路事故后，任何人也不能保證不會使四周的電纜遭殃。

對如此嚴峻的狀況，制定人員采用的消極方法是：降低電纜的載流量至多只用到70%，但你無法阻止用戶因電氣設(shè)備增加而加大電纜的載流量，甚至用到滿負荷。即使用戶按制定規(guī)定使用電氣設(shè)備，但在輕負荷工作下的電纜，只要電氣設(shè)備發(fā)生短路故障而在未解除故障前，電纜也會出現(xiàn)超負荷工作的狀況；另一個方法是采納可靠廠家生產(chǎn)的保護裝置，一旦發(fā)生電纜過載或短路就自動切斷電源，這在理論上是成立的，但誰敢保證保護裝置的工作一直是可靠的，任何電氣設(shè)備都有損壞的可能，火災(zāi)往往就是在電氣裝置失效的狀況下發(fā)生的。

(6)交聯(lián)聚乙烯電纜的水樹老化

交聯(lián)聚乙烯電纜因為絕緣性能好，同意工作溫度高，有較好的機械強度而受到歡迎，但許多人不知道水樹老化會使電纜絕緣擊穿。

υm到幾微米充滿水的空隙集合。水樹和環(huán)境濕度也有關(guān)，交聯(lián)聚乙烯電纜在65％以上的濕度環(huán)境中通電就可以產(chǎn)生水樹。上海電纜研究所的研究證實：有Cl離子、S04離子或NO3，離子的水，比自來水在同等條件下，水樹生長速度要快3～4倍。水樹的存在直接影響到電纜的壽命。為了降低水樹的生長速度，在地下水較高及多雨地區(qū)，不宜采用埋地敷設(shè)，在南方地區(qū)黃梅季節(jié)電纜溝內(nèi)容易結(jié)露，因此要有通內(nèi)措施；電纜的人口處應(yīng)有堵水措施，避免雨水流人電纜溝內(nèi)；電纜溝應(yīng)有防滲漏措施和排水措施，防止電纜溝內(nèi)積水。

由于交聯(lián)聚乙烯電纜有水樹老化現(xiàn)象，因此這種電纜不應(yīng)長期在潮濕環(huán)境中使用，在施工時要嚴格防止潮氣侵入電纜芯內(nèi)部，鋸斷的電纜端頭要及時密封。

配電干線可以采納電纜，但只適用于小容量，電纜數(shù)量不多，例如一般的六層以下的住宅樓，假設(shè)使用在其它場所必須注意上述各問題，才能使電纜配電得到安全運行的保證。2

母線槽配電

母線槽由于容量大、過載能力強、不會由于故障而引發(fā)火災(zāi)等優(yōu)點而受到用戶的歡迎，但依據(jù)調(diào)查結(jié)果發(fā)生短路爆炸的案例也不少。作為一個電氣人員，母線槽的選用必須慎之又慎，不僅要選擇結(jié)構(gòu)好的產(chǎn)品，還要對制造廠有所了解。為此我對各種結(jié)構(gòu)的線槽進行了一番研究分析，尤其是對發(fā)生短路爆炸的母線槽從多方面進行了解其短路的原因。

母線槽運行中發(fā)生短路爆炸是用戶最耽心的事，依據(jù)上海有關(guān)專家的調(diào)查結(jié)果，上海已發(fā)生多起母線槽短路爆炸事故，有國內(nèi)產(chǎn)品，也有國外產(chǎn)品。

母線槽通電前絕緣測試通常都是合格的，為什么運行時會發(fā)生短路爆炸?通常是由于產(chǎn)品制定不合理、加工工藝不符合要求、安裝不符合規(guī)范三方面原因造成的。2．1

產(chǎn)品制定不合理

(1)鋁外殼與銅母線之間作剛性固定是造成短路的原因之一

母線槽的外殼和母線，都存在線膨脹現(xiàn)象。金屬材料的線膨脹和組成材料的物質(zhì)有關(guān)，母線槽常用的金屬材料有鋼、銅和鋁，這三種材料中，鋁的線膨脹系數(shù)最大，銅其次，鋼最小。

—5．1=2.1)。

此外還應(yīng)合計母線槽連接孔的同心度，以五線制母線槽為例，5根母線，加上2塊外殼，共有7個孔，孔的同心度偏差，加上線膨脹的差異，就有可能產(chǎn)生母線與穿芯連接螺栓之間的短路。

為了避免這種短路狀況的出現(xiàn)，制定師在選用這類產(chǎn)品時，對產(chǎn)品的要求：外殼和母線應(yīng)采納同種金屬材料；假設(shè)用不同材料，則母線和外殼之間不能作剛性固定，只能作滑動固定。

(2)母線與鋼外殼直接接觸是造成短路的原因之

例如采納波狀外殼的母線槽，由于外殼呈波狀，因此強化了外殼的剛度，被稱為高強母線槽，這種母線槽的母線包裹絕緣層后，直接放人波槽中，母線互相間離開一定的距離，由于這種結(jié)構(gòu)，母線和外殼之間僅靠軟性的絕緣層隔離，如果母線表面或外殼表面存在毛刺，母線投入運行后產(chǎn)生的電動力，就會使毛刺頂破絕緣層而造成短路爆炸。2．2

加工工藝不符合要求

大多數(shù)短路爆炸是由于加工工藝不符合要求而產(chǎn)生的。這里略舉3例說明之，但并不表示只有這3種狀況。

(1)鐵屑進入殼體內(nèi)造成短路

某外資廠，母線槽的機加工和總裝處在同一大車間內(nèi)，這是錯誤的布局，兩者必須分布在兩個互相隔離的車間內(nèi)，才能避免機加工產(chǎn)生的金屬屑，由于人員的走動而進入母線槽殼體內(nèi)。

上海某重點工程，母線槽安裝前，質(zhì)量監(jiān)督人員，打開母線槽外殼，發(fā)現(xiàn)殼體內(nèi)有大量鐵屑，而責(zé)令工廠返工。事后分析鐵屑來源，是由于外殼固定孔，用手槍鉆在母線槽裝配時直接鉆孔而未清除鐵屑所致。

(2)母線毛刺造成短路

最典型的母線槽毛刺引發(fā)的短路，發(fā)生在上海市中心的一座商務(wù)樓內(nèi)，事后檢查母線槽的表面有三條小凸痕，原來該廠采納的銅排，軋制時軋棍上的三條凹槽，從而產(chǎn)生三條凸痕，母線槽的連接面由于凸痕的存在，使母線的接觸面銳減，母線槽的連接頭發(fā)熱，穿芯螺栓的絕緣層熔化，最后導(dǎo)致母線槽的相間短路。

(3)焊縫特別造成短路

密集型母線槽和高強母線槽，前者母線緊靠在一起，后者母線與外殼緊靠在一起，因此母線的焊縫如果特別，就會發(fā)生頂破絕緣層而產(chǎn)生短路。

每節(jié)(通常為3m)母線槽采納的母線，不應(yīng)該采納短料接長的方法，但這種現(xiàn)象在某些工廠是存在的。

母線槽的彎頭、三通或四通免不了要焊接，GBJ149—90《電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗收規(guī)范》第2.4.6條規(guī)定：“母線對接焊縫的上部應(yīng)有2～4mm的強化高度，角焊縫的強化高度應(yīng)為4mm。〞但這一條規(guī)定，在密集型母線槽和高強母線槽中無法實現(xiàn)。

安裝不符合規(guī)范

母線槽安裝不符合規(guī)范處很多，本文只討論與短路有關(guān)的內(nèi)容。

(1)潮氣進入殼體內(nèi)后不能輕易送電

除了樹脂澆注全封閉母線槽外，其它母線槽都不能阻止潮氣進入，因此母線槽進入現(xiàn)場后必須放在干燥場所，安裝時由一個場所搬到另一個場所時，兩處的溫差不能過大，否則會產(chǎn)生結(jié)露。

母線槽安裝結(jié)束到通電往往有一段時間，其間潮氣也會進入，因此冒然送電是危險的，送電前必須測量絕緣電阻。

(2)接頭部進入安裝垃圾

母線槽安裝環(huán)境往往不是潔凈場所，因此安裝時必須防止建筑垃圾進入接頭內(nèi)，在接頭進行安裝封板前，應(yīng)該用吸塵器進行清掃。3

防止母線槽過載的措施

綜上所述，母線槽運行中發(fā)生短路的原因是多方面的，制定、制造、安裝的不正確，都有可能使母線槽產(chǎn)生短路。

防治是必要的，但最有效的措施是從產(chǎn)品制定上解決。例如杰帝母線(上海)生產(chǎn)的JDR全封閉樹脂澆注母線槽，這種母線槽母線間不是用空氣隔離，而是用絕緣性能極佳的樹脂隔離，包括連接頭在內(nèi)全部用樹脂澆注成一體。

杰帝母線公司采納的樹脂線膨脹系數(shù)和銅十分接近，加上這種母線槽無金屬外殼，因此不存在因線膨脹不同而產(chǎn)生相間短路或相地之間短路的可能。

采納樹脂隔離的母線，即使母線上有毛刺，也不可能頂破樹脂絕緣層，因此也不存在因毛刺而發(fā)生短路的可能。

采納樹脂母線槽，焊縫完全可以符合GBJ149—90的要求；由于全封閉，潮氣不可能進入母線槽內(nèi)。

采納母線槽還有