陈泽鑫
（广东电网有限责任公司佛山供电局528000）
前言
在变电站中，用于连接变压器10kV变低出线套管与10kV进线开关柜，管型母线和矩形母线是最常用的两种结构型式。
一、方案介绍
下面以广东地区某变电站管母大修项目为例，对采用半绝缘管母和矩形母线的两种方案进行技术经济比较
1.1基本资料：
某变电站#1变低原铜管母线资料：
型号：GM12-4000，每相14米，三相共42米。
1.2方案一：采用半绝缘管母
1、户外部分，半绝缘管母采用端子板和软连接方式连接。支架高度进行相应调整。
2、穿墙部分，采用常规的穿墙套管。穿墙窗口处根据实际情况进行相应土建。
3、户内部分，若穿墙套管与原共箱母线之间的距离短，采用软连接直接连接；若距离长，采用铜排或增加一段半绝缘母线进行连接，并加上外壳保护罩（类似封闭母线桥的外观）。
4、半绝缘铜管母线资料：
1.3方案二：采用矩形母线型式
1、户外部分，矩形母线制作端子板和软连接方式连接。支架高度进行相应调整。
2、穿墙部分，采用常规的穿墙套管。穿墙窗口处根据实际情况进行相应土建。
3、户内部分，制作矩形母线，与原有柜内母线进行连接。增加软连接，然后加上外壳保护罩（类似封闭母线桥的外观）。
4、矩形母线资料
型号：3*TMY12*120，材料：T2铜材
每相14米，每相三层，共126米
二、选型比较
2.1型式结构
半绝缘铜管母线导体采用T2铜材，外绝缘采用热缩管护套包覆而成。导体端部焊接矩形板式端子，适用于常规的导线连接。
矩形母线一般根据现场需求，选用一定规格的矩形铜母线，在现场进行加工、拼接而成。
从产品构成方面看，半绝缘管母基本在厂内加工好，现场只需要少量安装即可，半成品质量容易把控。矩形母线需要在现场加工，施工工艺的好坏，直接影响运行质量。
2.2技术参数
半绝缘铜管母线采用外径90，内径80的铜管，管壁厚10mm，截面积达到5338平方毫米，矩形母线采用3*120*12铜排，截面积4320平方毫米，从截面积看，半绝缘管母截面积比矩形母线截面积大19%，同样，载流量也远优于矩形母线。
2.3配合辅材
半绝缘铜管母线单根直线长度最长为8米，L形和Z形横向长度小于2米。当工程要求超过此长度时，两段母线之间采用软连接进行连接，软连接件的伸缩性能保证了母线安装尺寸偏差及热胀冷缩时长度补偿。该站#1变低原管母每相14米，若采用半绝缘铜管母线，需要三相共42米。每单相有三个伸缩节（一主变侧、一穿墙套管侧、一个在中间），由两段管母连接而成。每相有6个支持瓷瓶，有两个构架基础。
矩形母线根据母线加工规范，为达到动稳定的要求，每档不得超过1.2米，每档需要支持绝缘子支撑。若按照该站#1变低现有的长度，需要每相三层，三相共126米铜排。单相有4个伸缩节，由3段母线连接而成，每相有9个支持绝缘子，需要3个构架基础。
从上面的数据得知，半绝缘铜管母线，支柱绝缘子采用高等级20kv户外绝缘子，支撑后的间距保持在2米的范围左右，而矩形母线受短路应力的要求，户外支撑间距需要小于1.2米，因此采用半在绝缘子的经济耗材方面节省了百分之50，同时也节省一个构架基础。
2.4安装工艺方面
半绝缘铜管母线为工厂预制产品，形状及尺寸可根据现场布置及电压等级设计，并在厂内加工好，并且构架简明清晰、安装方便，施工工期短。
半绝缘管母接线端子的搭接面采用镀银，在厂内完成，优于矩形母线接线端子的搭接面在现场镀锡的工艺。
半绝缘铜管母线采用20KV高强度绝缘子支撑，铝合金固定或移动金具夹持。优于矩形母线的铸铁固定金具，减少现场开裂的运行风险。
2.5施工效率
半绝缘铜管母线可以根据现场的形状对管母线进行空间走向连接，不需要像矩形母线一样需要进行二次搭接来配合现场位置，减少了二次搭接面，而矩形母线的扁平折弯在现场加工难度很大，定位要求精度较高，单相三片需要完全一致，容易造成返工现象，延误工时。
对于主变低压套管的连接，矩形母线也无法满足完全接触，原有的低压套管接线端子为250mm宽度，而矩形母线的宽度为120mm，因此只能通过二次过渡来连接，增加了两处搭界面。半绝缘铜管母线为焊接式软连接，可完全匹配低压套管尺寸，实现完美连接。
2.6运行维护
半绝缘铜管母线为空心导体，表面积大，导体表面电流密度分布均匀，集肤效应低、功率损失小，散热条件好，导体温升低。额定载流导体温升小于50K。
半绝缘铜管母线允许应力大、机械强度高，铜管允许应力为矩形母线的4倍，可承受的短路应力大，机械强度高，使得母线支撑间距大，采用同样支撑间距，耐动稳定能力强。
该站#1变低半绝缘管母从2017年12月运行至今，情况良好。
据运行资料分析，该地区最早在金某站开始使用半绝缘管母（2016年9月），运行超过2年，情况良好。
2.7成本效益分析
半绝缘铜管母线采用绝缘子支撑，穿墙套管穿墙，布置紧凑，可以减少支柱、设备金具以及土建构架基础，综合造价降低。该站#1变低，造价约22.8万元，含材料和施工。
矩形母线在同样的长度下，需要增加支持绝缘子，并且需要制作专门的土建基础。现场施工安装费用需要另外计提。按照该站#1变低的规模，估算造价约25.5万元。如下表。
项目名称：220kV该站#1主变变低10kV铜管母线更换
序号修护方案费用金额（元）
一采用管母228087.92
二采用铜排255756.28
差额（一-二）-27668.36
方案1比方案2节省27668.36元，经济效益较好。
三、结论
对于变低管母大修的，建议优先采用方案一，即采用半绝缘铜管母线，通过安装的便利性，实现无缝连接，确保项目的工作量最少。
对于新建的变低母线，优先考虑采用半绝缘铜管母线，也可采用矩形母线。可减少大量的运行维护工作量。
参考文献：
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[2]邓刚.27.5kV绝缘管型母线在铁路的应用及技术要求[J].铁道标准设计：1-6.
[3]吴国亮.10kV变压器低压侧短路电流计算及低压配电柜选型探讨[J].电子制作，2014（19）：187-188.
作者简介：
陈泽鑫（1989），男，本科，工程师，主要从事变电检修的工作。