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220KV空氣型母線槽的主體結構由金屬外殼(通常為優質高強度冷軋鋼一次冷軋成波紋結構)、導電排、絕緣支架和空氣間隙組成。其核心設計思想是在導體之間或導體周圍形成足夠的空氣間隙,依靠空氣作為主要絕緣介質。導電排通常選用高純度電解銅,表面全長鍍錫以提高抗氧化腐蝕能力,加工后再用PVC管熱縮處理,相間和對地用絕緣塊隔開,使銅母排得到雙重絕緣保護,然后封閉在接地的金屬外殼內。
這種結構決定了其獨特的工作特性:利用空氣的自然絕緣特性簡化了絕緣結構,降低了成本;同時,外殼上的通風孔完成了散熱功能,內置母線根據電流的大小每極可做成單根或雙根。然而,正是這種依賴空氣絕緣和散熱的結構特性,為其垂直安裝埋下了安全隱患。
煙囪效應的核心原理與致命風險:
煙囪效應是禁止空氣型母線槽垂直安裝的最核心、最直接的原因。
1、煙囪效應的物理機制與形成條件
當空氣型母線槽垂直布置時,其內部貫通的空氣間隙形成了一個連續的垂直通道。根據熱力學原理,當建筑物內存在溫差(如底部溫度低、頂部溫度高)或氣壓差時,密度較小的熱空氣會沿著這個通道自下而上流動,產生強烈的抽吸作用。這種現象與煙囪的工作原理相似,故稱為“煙囪效應"。
煙囪效應的強度主要與三個因素有關:煙囪的高度(此處為垂直安裝的母線槽高度)、戶內及戶外溫度差距、以及戶內外空氣流通的程度。在高層建筑中,由于樓層高度帶來的顯著溫差,這種效應會表現得尤為強烈。
2、煙囪效應引發的連鎖安全風險
灰塵與雜質積聚:持續的空氣流動會將環境中的灰塵、雜質和導電顆粒物持續帶入母線槽內部。這些污染物逐漸沉積在絕緣表面和接頭部位,形成導電通道,導致絕緣電阻顯著下降,容易引發相間短路或對地短路故障。
潮氣與濕氣侵入:流動的空氣也可能將潮濕空氣帶入母線內部。特別是在潮濕環境或溫差較大的場合(如冬季室內外溫差大),內部甚至可能產生凝露,水分附著在絕緣表面和導體上,會顯著降低空氣的絕緣強度,增加介質擊穿和短路的風險。
火災蔓延擴大:這是最危險的因素。一旦建筑物其他部位發生火災,垂直安裝的空氣型母線槽會如同一個真正的煙囪,成為火焰和高溫煙氣快速蔓延的通道。火勢會沿著母線槽通道迅速向上層樓層蔓延,使火災在短時間內波及整個建筑,嚴重威脅整棟建筑的消防安全。這與建筑設計中的防火分區和防火分隔原則背道而馳,使得 localized 火災迅速演變為整體性災難。
220KV空氣型母線槽的工作原理:
空氣型母線槽的工作原理基于以下幾個關鍵點:
-電流傳導:電能通過導電排傳輸,依靠銅或鋁的高導電性實現低損耗傳輸
-空氣絕緣:導電排之間的空氣間隙提供主要絕緣,避免相間短路
-熱交換:通過空氣自然對流將導體產生的熱量帶走,維持系統溫度在安全范圍內
-電磁平衡:合理布置導電排位置,減少電磁干擾和渦流損耗
在這樣的高溫高濕環境中,空氣型母線槽的良好散熱性能尤為重要,能夠有效防止因溫升過高導致的絕緣老化加速問題。
空氣型母線槽的發展趨勢:
隨著技術進步和應用需求的變化,空氣型母線槽也在不斷發展:
-材料創新:新型導體材料和防腐涂層的應用
-結構優化:更合理的散熱設計和連接方式
-智能化:集成溫度監測、電流檢測等智能功能
-環保性:采用更環保的材料和生產工藝
-模塊化:標準化設計便于快速安裝和擴展。