KFM銅鋁復合排空氣絕緣母線槽技術分析

福建石獅供電公司工作人員邱永濤使用自主研制的10千伏環網柜濕度控制系統檢測裝置，僅僅用了5分鐘就完成對德華線1號環網柜、服裝Ⅲ回0號環網柜濕度控制系統動作正確性的測試。

10千伏環網柜是重要的電力設備。維持環網柜的安全，對保障電力系統安全穩定運行具有重要意義。2017年，邱永濤對石獅地區環網柜故障開展分析統計后發現，77.6%的故障是由于環網柜內部環境潮濕導致的。而造成潮濕的主要原因是環網柜內部的濕度控制系統未能排除濕氣。濕度控制系統無法正常工作，環網柜內部濕度增加，造成絕緣電阻值降低，引發設備故障。因此，提高環網柜柜體內部的濕度測量的準確性至關重要。

由于環網柜柜體結構緊湊、內部空間小，檢測柜內部濕度控制系統難度較大，無法進行精確測量。以往，工作人員用熱濕毛巾掩蓋濕度傳感器來判斷濕度控制系統是否正常工作。這一方法依賴人工經驗，誤判率較高，給設備穩定運行埋下隱患。

能不能使檢測做到既省時間又具有高準確性和可靠性?2017年，邱永濤帶著這個問題，召集QC小組成員組成課題攻關小組，利用工余時間多次討論研究，修改設計方案，研制出一種可靠性高的10千伏環網柜濕度控制系統檢測裝置。2017年10月，10千伏環網柜濕度控制系統檢測裝置各項功能測試合格。同年11月，該裝置正式投入使用。

一、數據中心應用需求（KFM銅鋁復合排空氣絕緣母線槽技術分析）

隨著電力業務的發展和智能電網的升級，數據中心對供電系統的可靠性和智能維護要求也越來越高。數據中心機柜端配電設計除了要滿足傳統機房的配電功能，還應滿足遠期設備擴容的需求；同時，數據中心運維者還提出要盡可能減少設備擴容對已投運設備的影響。供電系統除了滿足高可靠性外，還應該具備強大的監控功能，機房運維人員隨時可以了解機柜負載情況、各配電分支回路的電氣狀態和不同負載機群的電量消耗情況等。

當前，機房的配電容量一般保持在一定的范圍內，通常按照服務器機柜、刀片機柜、網絡機柜、工作機柜、小型機機柜等，常規數據中心單機柜負荷一般在3kW~8kW之間。根據各類設備功率不同，電氣連接器接口標準也有所區別。這為供電基礎配套實施帶來了很大的挑戰。傳統落地式配電單元(列頭柜)已不能滿足越來越多的供電需求。

近年來，隨著數據中心靈活性和多元化發展。一種更加靈活的機柜端設計方案逐步在電力機房中得到應用。即母線槽配電系統。目前已有大量大型數據中心采購母線槽設計方案，如Google、Facebook、阿里巴巴和騰訊等數據中心。母線槽在電力行業作為一種導線應用已經有幾十年的歷史，但是對于數據中心應用而言，則比較新穎，應用案例不多。與傳統電纜方式對比，母線槽具備更加可靠的安全性、接口電阻和溫升控制也更加優秀。

二、智能母線槽的組成（KFM銅鋁復合排空氣絕緣母線槽技術分析）

電力機房專用母線槽系統一般由三個部分組成：母線槽主體、母線槽連接模塊、監控模塊。

2.1母線槽主體

外殼提供線槽保護，提高熱穩定性，滿足各種安裝方式，如豎直吊裝或者水平安裝，側邊可加上各種標識。導電銅排是根據載流量需求選擇不同截面，表面鍍錫，增強抗腐蝕性并減小接觸電阻的電解銅。表面的絕緣材料具備良好的可短路電流能力。

2.2母線槽連接模塊

母線槽連接模塊用于母線槽主體與主體之間的連接，將原本3m左右的母線槽主體拼接起來，可延長至幾百米甚至幾千米。母線槽連接處也是很容易發生連接異常的地方，連接不可靠可能導致溫升、爆炸等事故，燒毀母線槽。

2.3監控模塊

監控模塊可以分為母線槽連接處的測溫模塊和始端箱、插接箱的電參量采集模塊。監控模塊集成了常規的電力參數測量、溫度監測、開關量檢測、漏電檢測等功能，同時具備在線報警功能，可以實時檢測母線接口溫度數據。采用ModbusRTU有線通訊或Lora無線通訊的方式，可方便可靠地將監測數據上傳本地監控系統，確保母線槽的安全運行。

三、智能母線槽方案優勢（KFM銅鋁復合排空氣絕緣母線槽技術分析）

3.1智能母線槽具有高度的靈活性

傳統列頭柜方案，其配電方式為UPS出線柜之后接配電列頭柜，之后通過線纜為每臺機柜內設備供電。采用放射狀供配電結構，即每個機柜通過一根電纜與列頭配電柜線纜一對一連接，今后新增或機柜擴容變更提升功率時需要重新排放電纜。

智能小母線擺脫了傳統列頭柜布線困難的問題，部署簡易快捷，僅需將母線槽安裝到所有的預期機柜上方即可完成部署，可以依據用戶的進駐實現即需即安裝。個別機柜增加輸出容量或者回路數量無需對母線槽做出變更，僅需增加或者變更插接箱即可，而且可以帶電插拔。

3.2智能母線槽投入快，施工周期短

采用軌道式小母線系統安裝部署快速，如使用傳統列頭柜加線纜模式，完成一個機房典型施工工期約為40-50天涉及到配電柜就位，電纜橋架安裝，電纜裁剪鋪設，電纜對接等多個繁瑣工序。而部署母線系統只需10-15天就可以完成一個機房的交付，節約大量的施工時間和人工投入同時也節省了橋架和電纜的需求?？商崆敖?/span>1個月交付客戶使用。

3.3智能母線槽系統安全性更高、使用壽命更長

由于小母線主要結構為“鋁合金外殼+B級及以上絕緣護套+銅母排"，一方面使得整個輸電干線的電氣穩定性（包括短時耐受電流、過載能力)更強:另一方面，整條母線系統的散熱性很好，有效防止因熱量堆積造成的短路隱患，較大程度提高了使用壽命。母線使用壽命在30年左右，而電纜使用壽命一般在10-15年。

3.4母線增加了機房的利用率和收益

采用母線方式由于省去了強電列頭柜，原列頭柜的位置可增加配置1個IT機柜。一般每20個左右IT機柜配置1臺強電列頭柜，去掉列頭柜后可增加1/20左右的IT機柜數量，按一個機房1000個機柜為例，原需要50個列頭柜，采用母線后機房IT機柜可達1050個，每個機柜租賃利潤2萬/年計算，可增加年利潤100萬。

因此，智能小母線作為數據中心機房末端配電的后期之秀，能夠逐漸對傳統的列頭柜方案形成沖擊，并能以每年20%以上的速度持續增長，正是由于以上優點做支撐。

10千伏環網柜濕度控制系統檢測裝置外形類似公文包，由裝置本體、運行狀態指示燈、電源電量顯示模塊、電源模塊按鈕開關、超聲波振蕩模塊按鈕開關、水霧傳輸通道、濕度值顯示模塊和濕度傳感器檢測室8個部分組成。在檢測前，工作人員將環網柜的濕度傳感器拆下放入裝置檢測室，蓋上裝置上蓋，將水霧傳輸通道一端連接檢測室，另一端連接檢測裝置主體水霧出口，打開檢測裝置開關，觀察檢測室中濕度值是否達到93%RH。當達到93%RH時，工作人員便可以用儀表測量環網柜加熱器是否有電信號輸出，有電信號輸出說明該濕度控制系統正常;反之，則說明濕度控制系統有故障，需進行維修或更換。

傳統的濕度檢測方法用時平均要687秒，10千伏環網柜濕度控制系統檢測裝置平均時間只需260秒，用時明顯減少并且更加可靠，提升了工作效率。該裝置研制成功后，在福建省電力行業廣泛推廣，取得了良好的經濟效益和社會效益，獲得了福建省百萬職工“五小"創新大賽三等獎、福建省電力行業優秀QC成果一等獎和福建省質量協會優秀QC成果一等獎。

上海來揚電氣轉載其他網站內容，出于傳遞更多信息而非盈利之目的，同時并不代表贊成其觀點或證實其描述，內容僅供參考。版權歸原作者所有，若有侵權，請聯系我們刪除。