谈谈合金母线槽与铜母线槽在大型建筑项目内的应用选择

孙鹏 孙玮

（1、中国建筑一局（集团）有限公司工程设计院，北京100161 2、哈尔滨供水集团有限责任公司，黑龙江 哈尔滨150010）

1 绪论

封闭式母线槽按母线材质，可分为铜母线槽和铝母线槽。由于母线槽具有体积小、结构紧凑、输送容量大、安全可靠和安装维修使用方便等优点，是高层建筑，尤其是超高层建筑理想的干线布线方式。目前市场主流产品为铜母线槽，而某些品牌合金母线槽技术较先进，价格便宜，在市场中有一定销量。本文以浙江省已实施的某一多业态大型商业综合体项目为例，对合金母线槽和铜母线槽做经济和技术比较，使母线槽选择达到综合效益最高。

2 对母线槽最基本的要求

对母线槽选择要从全寿命周期内材料、能耗、压降、工艺等参数和价格综合考虑，以达到综合效益最高。

2.1 运行的安全性和使用寿命。母线槽运行的安全性主要是指不发生因绝缘破坏引起短路事故和不存在引起火灾事故的隐患。在规范和产品标准中以20℃时直流电阻率来表示导体的导电性能。根据直流电阻率比较，同截面铜母线比铝和铝合金母线可承受更高过载电流，和更高的温升。其次母线槽性能最薄弱的环节在于电气连接位置（如接头连接部位、插接口部位等），在这些区域温升高、能耗集中、故障多发。因此，提高电气连接性能成为母线设计的关键。主流厂家的生产工艺是母线通过独立连接器用螺栓连接，插接口与母线槽本体连接是直接焊接而成。某些制造工艺先进的合金母线槽品牌通过采用分子渗透技术将铝- 铜- 银导体形成合金结构、插接口一体成型直接接触、并增大合金母线截面等工艺来降低接触电阻和温升，将合金母线槽电气传输性能提升到新的高度。

2.2 保证供电质量。保证供电质量就要减小母线槽尤其是长距离输配电母线槽的线路压降和对周围环境的电磁干扰。一般铜母线槽线路压降要低于铝和铝合金母线。特别指出，根据市场上公开发行的产品样本参数比较，有些品牌合金母线槽与铜母线槽相比，不同电流规格母线槽电压降互有上下，参见附表一《合金母线槽和铜母线槽能耗比》中相关参数。

2.3 能耗低。母线槽是传输电能的产品，它本身也消耗电能，因此，不但要求它安全可靠，而且还要节能。消耗在母线槽本身的电能，与母线槽交流阻抗成正比。为了分析方便，本文暂不考虑电抗的影响，在母线槽结构及运行环境完全相同的情况下进行比较，此时，可用导体电阻来取代。相比较一般铜母线能耗要小于铝和铝合金母线。引用公开发行的产品样本参数，以某品牌合金母线槽2000A、铜母线槽为例比较。

2.4 价格低。据了解，市场上一般同档次品牌合金母线槽比铜母线槽便宜20%～40%以上。

3 铜、合金母线槽产品比较

本文以浙江省某一大型综合体项目为例，从密集型铜、合金母线槽技术参数、能耗比和价格三方面进行比较。

3.1 项目简介。该项目包括三栋办公楼、一栋公寓楼、大商业综合体和商业步行街区，总建筑面积450000m2。项目中用母线槽数量估算为：母线规格2500A、2000A、1600A、1250A 数量分别是3000m、2200m、800 m、400 m。

3.2 铜、合金母线槽技术参数比较。

本文以合资品牌中母线槽市场销量和产品技术居前的两家产品为例做比较。对铜、合金母线槽技术参数进行比较。所选参数均引用各自公司正式的产品手册(频率为50HZ)。铜母线槽和合金母线槽对比：

相同参数为：a.环境条件都是-5℃～+40℃；b.额定电压均为≤1000V AC；c.电流范围400A～5000A；d.防护等级IP54；e.耐热、绝缘等级≥B 级绝缘，耐温130℃；f.绝缘材料为杜邦公司聚酯薄膜；不同参数：7T 型插脚 全部镀银。a.导体材料，铜母线槽T2 电解铜，铜排纯度大99.95%以上。母线槽铜排本体无冲孔，提高了铜排的载流量；合金母线槽 铝导体添加26 种微量惰性元素，提高基体的抗腐蚀能力。合金导体纯度超过98%,合金导体机械强度达到120Mpa。高分子渗透合金导体导电率85%左右，合金导体排等效铜截面大于IEC 规定，增加了导体的表面积，有效的减少了“集肤效应”的影响，提高了导电效率和载流能力，并有很强的抗氧化腐蚀作用。b.连接部位处理方式：铜母线槽连接和插接部位直接焊接而成，铜排可镀银，其技术源于德国西门子，其优点是焊接可靠，阻抗低，散热性能好，成为主流厂家的生产工艺。合金母线槽连接和插接部位采用镀银的铜接触，所有电气连接部位的导体处理采用无缝溶焊工艺，有效提升导体电气连接性能。c.外壳：铜母线槽是铝镁合金外壳合金母线槽是优质冷轧镀锌钢析。d.插接口：焊接一体成型;e.产品认证：3C、CQC、KEMA 3C，CQC，KEMA，ASTA。

通过以上信息对比，可得出以下结论：a.合金母线槽和铜母线槽均能满足国家规范和设计需求。b.目前合金母线槽可以通过分子渗透技术处理以及增加导体尺寸提高导电性能和稳定性能。

3.3 铜、合金母线槽能耗比。通过本项目母线数量计算合金母线槽、铜母线槽电能损耗，在电费按照1 元/kW.h 计算、功率因数取0.9、每天工作时间为12 小时计、同时系数取0.55 条件下，得出以下结论：a.以铜母线槽1 为基准，各品牌中铜、合金母线槽能耗比：合金母线槽多耗能8.21%，母线槽2 少耗能10.585%，铜母线槽3 多耗能1.681%。b.铜母线槽1 和3 能耗相差不大，可以近似认为相同。即除个别品牌铜母线槽能耗较小外，其余大部分铜母线槽能耗差不多。c.计算输入条件中母线电流值是按满载运行考虑，实际运行中会受季节、用户数等因素变化而变化，进而导致能耗会有所变化。

3.4 价格分析。母线价格受厂家报价策略影响较大，如要得到准确的价格必须向经销商提供本项目所在地及母线的准确数量（包括插接单元，连接件、直身段、弯头等各部件）等信息并由经销商提供书面报价才可作为决算依据。本文计算输入条件中合金母线槽、铜母线槽价格只是暂估，是向有关厂家询价或根据现阶段铜价估算得出，目的是为了方便得出直观的数据进行分析。按本文暂估数据，本项目母线槽造价为：某品牌合金母线槽：1443 万；铜母线槽2：2403 万；铜母线槽1 和3：1876 万。用合金母线相比铜母线收回成本差价时间大概为16 年。

4 结论

通过以上分析，总结如下：

4.1 选择合金母线槽和铜母线槽，首先应满足JGJ16 一2008《民用建筑电气设计规范》7.4.1-1 的规定。

4.2 目前市场主流产品为铜母线槽。

4.3 产品的使用寿命和稳定性能受产品用材，工艺和技术影响。无论铜母线槽或者合金母线槽选择可靠品牌的优质产品是关键。

4.4 无论是合金母线槽还是铜母线槽，产品能耗受产品工艺用材影响；实际能耗根据季节，用户因素等变化。本项目中总能耗合金母线槽要高于铜母线槽。

4.5 一般铜母线槽线路压降要低于铝和铝合金母线槽，供电质量相对好些。特别的，从产品样本参数看，个别品牌合金母线槽与铜母线槽相比，不同电流规格电压降互有上下。

4.6 一般同档次品牌合金母线槽比铜母线槽便宜20～40%以上。对本项目按本文暂定数据计算，如使用合金母线槽，收回与合资品牌铜母线槽成本差价时间大概是16 年；如考虑差价成本利息（即节省下来的成本产生的利息（按银行利息）和多支出的电费之间差值），时间则会拉长。

4.7 合资品牌合金母线槽各指标参数优越于国产品牌合金母线，合金母线槽合资品牌较少，如选用合资品牌合金母线槽需考虑投标品牌选择较少问题。

4.8 对于整售型项目，因只需考虑初次投资，合金母线槽无疑更适合；对于散售型项目因按末端电表计费向用户收费，母线槽用于配电干线，其电能损耗由业主承担，需比较合金母线槽相比铜母线槽收回成本差价时间后再确定选用何种母线槽。一般收回成本差价时间以10 年为标准，如果时间大于10 年，即可认为选用合金母线槽经济上有优势。对本项目收回成本差价时间为16 年＞10 年。

4.9 在我国铝资源要远远多于铜资源，这也是应该积极推广的原因。关键产品要做好母线槽与母线槽，母线槽与导线（尤其是铜导线与合金母线槽）连接的技术措施。