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1、母线槽的市场现状及发展趋势北京华北长城母线槽有限公司、苏州华铜复合材料有限公司摘 要：本文论述了铜价飙升之后母线槽的市场现状， 母线槽的发展趋势及 新型节能母线槽的特点和截面选择关键词：母线槽 安全 能耗 截面 铜铝复合母线 低成本节能母线槽的市场现状母线槽由于供电容量大，安全可靠，安装方便，自八十年代末期 引入我国以来，二十多年得到了迅猛发展。生产企业发展到几千家， 全国大中城市几乎都有，产品结构、材料不断更新，产品性能和使用 可靠性不断提高， 已成为配电设备中一个重要分支。 广泛应用在高层 建筑、大型商场、工矿企业、轨道交通等。在母线槽中铜导体占据了成本的 70%以上。 2003 年起，由
2、于铜 材大幅涨价，致使母线槽成本大幅上升。由于很多用户对母线槽的安全性能、 使用寿命、 产品质量认知不 够，在工程招标和采购中， 主要考虑一次性投资小， 选用最低标采购， 甚至低于成本价。 迫使生产厂家无限制的减小铜排截面， 甚至使用假 冒伪劣材料 （比如有些企业用铝排镀铜或者两端用铜排、 中间用铝排 焊接替代铜排），使绝缘加速老化，事故增多，威胁到供电安全，增 大了线路能耗，扰乱了母线槽市场，严重破坏了母线槽的声誉和形象， 造成了市场混乱，影响了用户使用信心。全世界铜的藏量仅 5 亿多吨，还不够用 35 年，我国藏量更少， 仅占世界的 5.5% ，而我国年消耗铜材 800 多万吨，占世界年消
3、耗铜 材的 50% 还多，我国电力工业年消耗铜材近 400 万吨，又占我国消 耗铜材总量的 50% 。电力、电气是消耗铜材最大的行业。我国人均 用电量还处于世界低水平， 电力工业还处于快速发展阶段， 需要大量 铜材来支持，也就是说，我国电力工业的发展受制于人，这个资源性 矛盾，只会导致铜材价格不断上扬。母线槽成本不断升高。为了降低母线槽成本， 必须减少对紧缺铜材的依赖。 铝也是良好 的导电材料，藏量丰富，价格低廉且稳定，但它表面极易氧化，在搭 接处易出故障，不能直接代用，但铜、铝结合起来，把两种材料的优 势集于一体，就可解决这一资源性矛盾，开发这种新材料，是母线槽 导体发展的必然方向。铜铝复合
4、导体母线槽是母线槽发展的必然趋势 铜材价格不断上涨，铜排截面不断减小，电阻不断增大，使母线 槽的安全运行受到威胁，能耗增大。铜铝复合排外层是铜，接触电阻和抗氧化性能和铜排完全相同， 内芯是铝，重量轻，成本低，其载流量达到铜排的 86% 以上，机械 性能完全满足成套电气设备的要求， 选用时其截面比铜排大一个标准 规格，温升还要略低一些。铜铝复合排做导体的母线槽大幅降低了母线槽成本，降低了能 耗，已经过了三年多市场的考验，性能优异，使用可靠，深受用户欢 迎。铜铝复合排的成本比铜排低 50% ，增大截面增加的成本并不多， 但降低了温升，提高了运行的安全性， 降低了线路压降， 降低了能耗， 是母线槽发
5、展的必然趋势。如何选用铜铝复合排 产品要符合相关标准，要有市场准入证一个产品要有质量保证， 首先要符合相关行业的产品标准。 目前， 唯一有效的产品标准是中国电气工业协会标准 CEEI B220-2010 电 工用铜铝复合母线 ，证明符合标准的文件就是检验报告，检验报告 中的检验项目要按标准要求齐全， 检验结果要全部合格。 检验机构必 须是经国家认监委认可的权威检验部门（报告上有 CNAS 标志）。此外，产品要经过国家认可的机构进行产品第三方认证， 这是市 场的准入证。比如 CCC 认证，中国电力认证（ CECC 认证）。 要掌握铜铝复合排的关键参数 铜层截面比例和界面结合强度是铜铝复合排最重要
6、的两项参数，这两项参数决定了它的导电性能、机械性能、加工性能和使用性能。A、铜层截面占整个截面的比例 20%时达到最佳性价比。B、固液融合工艺制备的铜铝复合排界面结合强度最高，能承受 大范围温差热胀冷缩产生的应力和加工要求， 其界面不会受到电化腐 蚀。为了规范母线槽市场， 中国电器工业协会电控配电分会组织了母 线槽全国联合设计， 推出了新型节能母线槽。 母线槽导体选用铜铝复 合排，通过了型式试验和专家鉴定。新型节能母线槽具有如下特点和优势：1、外形美观，采用带散热的铝型材外壳，经阳极氧化后有很 强的抗腐蚀能力，能长期保持美观的外形。2、载流能力高，导体采用铜铝复合排，截面选取比铜排大一 个标准
7、规格，型式试验结果，温升比原铜排母线槽低 5-7K ， 非磁性的铝合金外壳不产生涡流和磁滞损耗，因而，整体载流 能力也得到提高。3、产品低阻抗、低压降、低损耗，运行安全可靠。 为减小成本，减小铜排截面，只会增大阻抗，增大线路压降 和能耗，不但给用户安全运行造成隐患，电费增加。而且，生 产企业也要承担很大风险。用铜铝复合排做导体，用较低成本 就可达到低阻抗、低压降、低能耗。4、智能监控，采用物流网新技术，以很低成本自动监测接头 处温升，并能把信号传输到值班室超温报警，保证母线槽运行 的绝对安全。5、生产效率高，铝合金型材只需下料，钻孔就可装配，而钢 板要经成型加工（折弯，辊压等）镀锌，喷粉，能节
8、省一半的 工时和工人。采用外壳无螺钉组装技术，不但外形美观，防护等级提高，而 且，装配时间大幅缩短，生产效率大幅提高。6、大幅降低成本，不但降低用户投资，提高市场竞争能力， 而且，生产企业利润空间也加大，有良好的经济效益。7、材料和绝缘件，零部件供应商经过了调研和严格的考察，是具备生产实力的企业，产品质量有保证，全国共用，大批量 生产，价格最低。8、成本低于普通铜电缆，但比电缆安全可靠，安装简便，这 块市场容量也很可观。9、行业共推，易于形成宣传优势，产品推广速度快，力度大。10. 风电母线槽，我国风电事业正处于一个快速发展阶段，风电 母线槽需求量也在与日剧增。风电母线槽要求重量轻、抗腐 蚀、
9、耐低温、抗震动，目前导电排采用铝排，铝排固有的缺 陷会降低它的安全性能，采用铜铝复合排做导体，比铝排有 无法比拟的优越性。本次联合设计推出的铜铝复合排风电母 线槽是一个很有市场潜力的产品。新型节能母线槽节能、降成本，是性价比最高的母线槽 我国导体截面的选择一直套用 1956 年水电部颁布的经济电流 密度数值，已不符合目前实际情况，从开发商的利益出发，初期 投资越少越好，只要母线槽不发生过载的截面，就是最经济的截 面，从用户利益出发，投入运行后，母线槽上损耗越小越好，截 面越大越经济。因此，国际上不提“经济截面”，而提出“最佳截面。” 最佳截面的定义是：不是初期投资最少，而是要使初始投资和整 个
10、母线槽经济寿命中的损耗费用之和达到最小。节能是我国基本国策， 从节能要求来说， 截面越大母线槽的能 耗越小。在上世纪八、九十年代，母线槽导体都选用 T2 铜，其电流密 度一般不超过 2A/mm 2,2500A 以上更小一些，选 1.7-1.8A/mm 2， 比如1000A的截面选6*85,2000A的选6*175。到2004年以后， 由于铜材的大幅涨价，大部分厂 家把电流密度 取在 2.2-2.5A/mm 2， 1000A 的截面取 5*80；还有个别厂家，无限制的 减小截面，电流密度取到 3A/mm 2 以上，比如 1000A 的截面取 6*50、3*100， 2000A 的选 6*125,
11、3*220. 截面减小，势必造成温 升增高，就算温升满足要求，压降增大，能耗增大，用户运行成 本增高是必然的。中国电器工业协会电控配电设备分会 2009 年统计，根据全国 92 家企业上报资料， 2009 年生产母线槽 307799.6 米，产值 127357.18 万元，平均每米 4137 元，相当于 2000A 的单价。如 按 2000 家生产企业计算， 2009 年产量 669.13 万米，产值 276.86 亿元，（实际上超过 300 亿元）。2000A 的截面原选 6*175 ，每米能耗约 203.16W 。如果截面取 3*220，不考虑电阻率的增大引起的能耗增加，能耗 323.22
12、w ，增大 了 120W，增加了 60.1%。按全国669.13万米，一年5000小时用 电计算，增大电耗 40 亿度。若一个用户安装 2000A 母线槽 1000 米，导体截面选 3*220，一 年耗能达120KW ; 一年用电按5000小时计算，每度电费1元，一 年多交电费 60 万元。虽然一次投资少一点，两年多交的电费就超过 了省下的投资，很不合算。下面计算和比较铜母线槽与铜铝复合排母线槽的成本、 能耗及节 铜数量。铜的密度8.9g/cm 3, 20 C时直流电阻率0.01777 Qmm2/m，电解 铜每吨 7.5 万元，铜排每 kg 按 79 元计算;铜铝复合排密度是3.94g/cm
13、3, 20C时直流电阻率 0.02369 Qmm2/m，每 kg 按 90 元计 算；母线槽每米用导体4.5m。按前面所述，为简化计算，不考虑电 抗及其他因素的影响，在同等条件下比较，每米母线槽消耗的电能 P=3*I2R。每米母线槽导体成本 M二截面*密度*4.5*每kg单价*10-3， 2000A母线槽2000年前选铜排截面 6*175,目前大部分企业选用 6*150，铜铝复合排可选8*200 （空气型），6*200 （密集型）。铜铝复 合排中铜重量占45%，比较如下：表1截面规格每米能耗每米成本全国按669.13万米用电5000h计算W元总能耗（亿KWh）总成本（亿元）耗铜（万吨）铜排6*
14、175203.6332268.18222.2828.14复合排8*200177.682553.1259.4170.838.54下降12.5%下降23.15%减小8.78减小51.45减小19.6表2截面规格每米能每米成全国按669.13万米用电5000h计算耗本W元总能耗（亿KWh）总成本（亿元）耗铜（万吨）铜排6*1502372847.5579.29190.5424.12复合排6*200236.91914.8479.26128.136.4下降0%下降32.75%减小0减小62.41减小17.72表3截面规格每米能耗每米成本全国按669.13万米用电5000h计算W元总能耗（亿KWh）总成本（亿元）耗铜（万吨）铜排6*1502372847.5579.29190.5424.12复合排8*200177.682553.1259.4170.838.54下降25%下降10%减小19.89减小19.17减小15.58由此可见，新型节能母线槽是性价比最高的母线槽， 不但降低了 成本，提高了运行的安全性，而且还有较大的节能空间。是值得推广 的母线槽。
