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母线槽的市场现状及发展趋势简化版


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、 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 安全 能耗 截面 铜铝复合母线 低成本节能 新型节能母线槽的特点和截面选择 关键词:母线槽

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, 是母线槽发展的必然趋势。

如何选用铜铝复合排
①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) 。 ②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: 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、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, 新型节能母线槽节能、降成本,是性价比最高的母线槽 节能
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/mm2,2500A 以上更小一些,选 1.7-1.8A/mm2,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/mm2,1000A 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/mm2 以上,比如 1000A 的截面取 6*50、3*100,2000A 的选 6*125,3*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 323.22w,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/cm3,20℃时直流电阻率 0.01777Ωmm?/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/cm3, 20℃时直流电阻率 0.02369Ωmm?/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*I?R。每米 2000A 母线槽 2000 母线槽导体成本 M=截面*密度*4.5*每 kg 单价*10-3, 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 W 铜排 6*175 复合排 8*200 203.6 177.68 下降 12.5% 每米成 本 元 3322 2553.12 下降 23.15% 全国按 669.13 万米用电 5000h 计算 总能耗(亿 KWh) 68.18 59.4 减小 8.78 总成本(亿 元) 222.28 170.83 减小 51.45 耗铜(万 吨) 28.14 8.54 减小 19.6

表2 截面规格 每米能 耗 W 铜排 6*150 复合排 6*200 237 236.9 下降 0% 每米成 本 元 2847.55 1914.84 下降 32.75% 全国按 669.13 万米用电 5000h 计算 总能耗(亿 KWh) 79.29 79.26 减小 0 总成本(亿 元) 190.54 128.13 减小 62.41 耗铜(万 吨) 24.12 6.4 减小 17.72

表3 截面规格 每米能 耗 W 铜排 6*150 复合排 8*200 237 177.68 下降 25% 每米成 本 元 2847.55 2553.12 下降 10% 全国按 669.13 万米用电 5000h 计算 总能耗(亿 KWh) 79.29 59.4 减小 19.89 总成本(亿 元) 190.54 170.83 减小 19.17 耗铜(万 吨) 24.12 8.54 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 由此可见, 新型节能母线槽是性价比最高的母线槽, 成本,提高了运行的安全性,而且还有较大的节能空间。 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。 的母线槽。


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