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摘要：风力发电机组需要从机舱至塔底连接动力电缆，用于将发电机发出的电能送至电网。现兆瓦级风力发电机组一般高度在60米以上，由于传输距离远、传输电流大等因素，需要多根大截面电缆并联使用，安装麻烦且浪费资源，目前可以广泛使用一种风电专用母线槽代替电缆，此种母线槽具有配电效率高、安装方便、重量轻等诸多优势。
关键词：风力发电 母线槽 优势
中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-250-01
1.母线槽简介
母线槽外壳采用全封闭结构，内部的4根铝合金导体排列为“三明治”结构，导体相间使用杜邦聚脂胶片绝缘材料。母线槽采用标准段长度的模块式结构，段间设置连接头，连接头部位采用电镀银或镀锡表面，双面搭接，增大接触面积。连接头采用单螺栓紧固，辅助以一个碗形垫片，将压力均匀的分散在接触面上，以便适应于风电机组晃动的工况。
母线槽内部结构及安装后外观如下图：
母线槽结构图 母线槽安装后外观图
母线槽主要包括：下端接线箱、上端接线箱、母线直身段、弹性支架，以及预留连接段组成。
以1.5MW风力发电机组所需的电压和电流等级为例，其发电机定子回路为1250A， 转子回路为500A。额定工作电压690V，额定绝缘电压1000V。下面以满足此规格的电缆与梅兰日兰I-LINE 型母线槽为例进行对比。
2.风电母线槽优势
2.1.寿命
电缆一般设计寿命为20年，但因其采用橡胶或聚氯乙烯的绝缘和护套，会受使用环境温湿度以及受电流冲击发热老化等因数影响，寿命一般能达到十几年已经是极限了。且一旦电缆损坏只能整根更换。
母线槽采用整体密封结构，外壳采用高强度冷轧钢板，钢板镀锌处理后再静电喷涂聚酯粉末，具有很高的耐腐蚀能力。内部导体采用铝合金材质。寿命可以保证在20年以上。且母线槽采用每3米为一个标准段的模块式结构，一旦某处母线槽损坏，可以只更换损坏的那一节，具有很好的灵活性。
2.2.重量
风机高度大约60米，发电机定子用185平方电缆13根，电缆每米重量约为2.2kg，转子用120平方电缆7根，电缆每米重量约为1.5kg，20根电缆重量共计约2346kg。
母线槽导体采用铝合金的材料，具有重量轻、强度高的优点，发电机定子回路1250A母线槽的重量约为18kg / 米，转子回路500A母线槽的重量约为12kg / 米，两条母线槽60米的总重量约1800kg。比使用电缆减少约546kg，降低了风电机组整机的总重量，减轻了塔筒的负荷。节省了有色金属资源。
2.3.安装
电缆的安装
风机高度大约60米，发电机定子用185平方电缆13根，转子用120平方电缆7根，这么重的电缆需要从机舱敷设至塔底，如果整根敷设几乎是不可能的，只能在塔筒法兰处截断，分段安装，增加接线箱。塔筒地面水平放置时就将其敷设好，吊装后进行连接。电缆数量众多，电缆头需要进行压接冷压端子和绝缘处理，接线费时费力。且电缆重量大，不易施工。
母线槽的安装
母线槽可以在塔筒地面水平放置时预装在塔筒里，待吊装完毕后，再将两节塔筒间的母线直身段联络节装上，联络节固定方式简单，方便安装。且母线槽体积小重量轻，方便安装施工。
2.4.环保
由于电缆的绝缘层及外护套采用橡胶和聚氯乙烯的材料，在高温高电流下，会有毒气和有害物质散发出来。污染空气。
母线槽采用铝合金导体和钢外壳，则不会有此现象。利于环保。
2.5.电磁干扰
电缆采用圆形结构，无外壳。涡流大，电磁谐波干扰大， 且电缆数量较多，对外电磁干扰就更大了。风电机组需要考虑抗干扰性能，才能保证机组的可靠运行。
母线槽的扁平结构涡流小，对外的干扰小，且采用金属外壳全密封结构，外壳可靠接地。对内部的铝合金导体有极高的干扰屏蔽作用，所以对外电磁干扰较小。利于风电机组的稳定运行。
2.6.价格
风电机组使用同等性能品质的电缆与母线槽的价格进行对比，均以50米长度为例进行价格汇总如下：
发电机定子用185平方电缆13根，每米约188元，转子用120平方电缆7根，每米约127元，敷设电缆需要用电缆夹约1000元，塔筒间需要增加接线箱4个约2000元，需要增加接线箱内的电缆冷压端子80个约800元，使用50米电缆的价格约为￥170，450元。
母线槽包含标准长度的直身段、连接头、上下终端的接线箱的成套50米总价格约为￥156，000元
采用同等性能品质的母线槽比电缆节省￥170，450 – ￥156，000 = ￥14，450元。
2.7.安全
电缆一旦出现短路接地等故障，会产生弧光，导致电缆的橡胶外护套燃烧，引起火灾。或者其他地方的明火也会通过电缆的橡胶护套传播，不利于防火。如果采用阻燃等级高的电缆，其造价又非常昂贵。不适于大量应用。
母线槽导体及外壳均为金属材质，不可燃，不传播明火，安全性高。
2.8.其他
母線槽的标准分段模块结构需要在安装时确保施工质量，接头螺栓需要按照力矩要求施工，以免接头处松动引起故障；
塔筒上需要预先焊接支柱，作为母线槽的安装支架。
母线槽的接头处可以粘贴价格低廉且实用的“变色测温贴片”，此贴片用颜色变化来反映温度的变化，这样维护人员可以方便的通过观察掌握母线槽的温度，便于维护。
3.总结
现今母线槽产品在各个领域均有广泛使用，且突显其诸多优势，随着铝母线技术的不断发展，在提纯增加导电率及添加元素构成合金铝等方面继续优化，相信铝合金母线槽会在风电行业有更大的空间拓展，将其缺点逐渐减小，应用更加广泛。
参考文献：
[1]GB-T 19568-2004 风力发电机组装配和安装规范
[2]I-LINE 高电流母线槽系统 设计指南 2006 （梅兰日兰）
关键词：风力发电 母线槽 优势
中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-250-01
1.母线槽简介
母线槽外壳采用全封闭结构，内部的4根铝合金导体排列为“三明治”结构，导体相间使用杜邦聚脂胶片绝缘材料。母线槽采用标准段长度的模块式结构，段间设置连接头，连接头部位采用电镀银或镀锡表面，双面搭接，增大接触面积。连接头采用单螺栓紧固，辅助以一个碗形垫片，将压力均匀的分散在接触面上，以便适应于风电机组晃动的工况。
母线槽内部结构及安装后外观如下图：
母线槽结构图 母线槽安装后外观图
母线槽主要包括：下端接线箱、上端接线箱、母线直身段、弹性支架，以及预留连接段组成。
以1.5MW风力发电机组所需的电压和电流等级为例，其发电机定子回路为1250A， 转子回路为500A。额定工作电压690V，额定绝缘电压1000V。下面以满足此规格的电缆与梅兰日兰I-LINE 型母线槽为例进行对比。
2.风电母线槽优势
2.1.寿命
电缆一般设计寿命为20年，但因其采用橡胶或聚氯乙烯的绝缘和护套，会受使用环境温湿度以及受电流冲击发热老化等因数影响，寿命一般能达到十几年已经是极限了。且一旦电缆损坏只能整根更换。
母线槽采用整体密封结构，外壳采用高强度冷轧钢板，钢板镀锌处理后再静电喷涂聚酯粉末，具有很高的耐腐蚀能力。内部导体采用铝合金材质。寿命可以保证在20年以上。且母线槽采用每3米为一个标准段的模块式结构，一旦某处母线槽损坏，可以只更换损坏的那一节，具有很好的灵活性。
2.2.重量
风机高度大约60米，发电机定子用185平方电缆13根，电缆每米重量约为2.2kg，转子用120平方电缆7根，电缆每米重量约为1.5kg，20根电缆重量共计约2346kg。
母线槽导体采用铝合金的材料，具有重量轻、强度高的优点，发电机定子回路1250A母线槽的重量约为18kg / 米，转子回路500A母线槽的重量约为12kg / 米，两条母线槽60米的总重量约1800kg。比使用电缆减少约546kg，降低了风电机组整机的总重量，减轻了塔筒的负荷。节省了有色金属资源。
2.3.安装
电缆的安装
风机高度大约60米，发电机定子用185平方电缆13根，转子用120平方电缆7根，这么重的电缆需要从机舱敷设至塔底，如果整根敷设几乎是不可能的，只能在塔筒法兰处截断，分段安装，增加接线箱。塔筒地面水平放置时就将其敷设好，吊装后进行连接。电缆数量众多，电缆头需要进行压接冷压端子和绝缘处理，接线费时费力。且电缆重量大，不易施工。
母线槽的安装
母线槽可以在塔筒地面水平放置时预装在塔筒里，待吊装完毕后，再将两节塔筒间的母线直身段联络节装上，联络节固定方式简单，方便安装。且母线槽体积小重量轻，方便安装施工。
2.4.环保
由于电缆的绝缘层及外护套采用橡胶和聚氯乙烯的材料，在高温高电流下，会有毒气和有害物质散发出来。污染空气。
母线槽采用铝合金导体和钢外壳，则不会有此现象。利于环保。
2.5.电磁干扰
电缆采用圆形结构，无外壳。涡流大，电磁谐波干扰大， 且电缆数量较多，对外电磁干扰就更大了。风电机组需要考虑抗干扰性能，才能保证机组的可靠运行。
母线槽的扁平结构涡流小，对外的干扰小，且采用金属外壳全密封结构，外壳可靠接地。对内部的铝合金导体有极高的干扰屏蔽作用，所以对外电磁干扰较小。利于风电机组的稳定运行。
2.6.价格
风电机组使用同等性能品质的电缆与母线槽的价格进行对比，均以50米长度为例进行价格汇总如下：
发电机定子用185平方电缆13根，每米约188元，转子用120平方电缆7根，每米约127元，敷设电缆需要用电缆夹约1000元，塔筒间需要增加接线箱4个约2000元，需要增加接线箱内的电缆冷压端子80个约800元，使用50米电缆的价格约为￥170，450元。
母线槽包含标准长度的直身段、连接头、上下终端的接线箱的成套50米总价格约为￥156，000元
采用同等性能品质的母线槽比电缆节省￥170，450 – ￥156，000 = ￥14，450元。
2.7.安全
电缆一旦出现短路接地等故障，会产生弧光，导致电缆的橡胶外护套燃烧，引起火灾。或者其他地方的明火也会通过电缆的橡胶护套传播，不利于防火。如果采用阻燃等级高的电缆，其造价又非常昂贵。不适于大量应用。
母线槽导体及外壳均为金属材质，不可燃，不传播明火，安全性高。
2.8.其他
母線槽的标准分段模块结构需要在安装时确保施工质量，接头螺栓需要按照力矩要求施工，以免接头处松动引起故障；
塔筒上需要预先焊接支柱，作为母线槽的安装支架。
母线槽的接头处可以粘贴价格低廉且实用的“变色测温贴片”，此贴片用颜色变化来反映温度的变化，这样维护人员可以方便的通过观察掌握母线槽的温度，便于维护。
3.总结
现今母线槽产品在各个领域均有广泛使用，且突显其诸多优势，随着铝母线技术的不断发展，在提纯增加导电率及添加元素构成合金铝等方面继续优化，相信铝合金母线槽会在风电行业有更大的空间拓展，将其缺点逐渐减小，应用更加广泛。
参考文献：
[1]GB-T 19568-2004 风力发电机组装配和安装规范
[2]I-LINE 高电流母线槽系统 设计指南 2006 （梅兰日兰）