密集型铝母线性能分析

目前市场上密集型铝母线外壳包括：钢制外壳、铝合金外壳、铝镁合金外壳。第一种，钢制外壳材料属磁性材料，内部电流的流通将在磁性外壳上产生较强的涡流效应，使得外壳自身发热。而密集型母线外壳除了担负防护的任务外另外一个重要任务就是散热功能，试想自身还要发热的材料又怎么能及时的把内部导体的热量及时散发出去呢？这就是钢制外壳母线十分不节能的重要原因。铝合金外壳材料属非磁性材料，有效避免了涡流损耗，再加上铝这种材料本身就比钢制材料具有更加优越的导热能力，能够更加及时的将内部热量传导出去，所以相对钢外壳它具有较强的节能效果；铝镁合金不但具有铝合金不产生涡流损耗和优越的导热性能外，它相对普通的铝合金具有更高的机械强度。所以至目前为止，铝镁合金材料是密集型母线槽的最理想外壳材料。

二、外壳工艺

母线槽的外壳组装分螺栓装配、手工铆接、自动化铆接。螺栓装配成型的母线随着运行时的不断震动和运行时间的加长，螺栓难免有松动的一天，易出现因螺栓脱落造成短路事故的发生；手工铆接避免了螺栓松动引起的故障，而且使得母线外壳电气连续性更好，但因为是手工操作，难免有产品质量参差不齐，而且效率低下；自动化铆接由于是完全流水线装配，相对手工铆接其工艺水准又更进一步，做到了所有产品装配质量统一化，而且大大提高了生产效率。

三、导体材料

铝母线的导体材料主要为电工用硬铝排，需具备较高的纯度，《电工用铜、铝及其铝合金母线 第二部分：铝和铝合金母线》中规定铝含量不低于99.50%。铝含量的高低直接影响着导体的导电率。另外导体的加工工艺，特别是表面处理方式将大大影响着母线的输电性能，见下条详细阐述。

四、导体表面处理工艺

目前市场上对铝排的表面处理有很多种，其中最不成熟的工艺为铜包铝工艺（亦被很多厂家冠以“铜铝复合母线”的“雅称”），此工艺具体做法是简单的将壁厚0.5mm以下的铜管套在实心铝棒上进行碾压成矩形导体，此工艺难免在铝和铜之间留有空气易出现电化学反应，另外这种难以使铜和铝真正融合的工艺受到“铜铝膨胀系数差别较大”技术瓶颈的限制，很难被市场认可，目前仅有部分小厂家仍采用此种粗糙的工艺蒙骗客户。第二种常见工艺是铝镀锡，就是采用电化学工艺在铝排表面直接镀上锡，这种工艺的确解决了铝在空气中易氧化的问题，但是锡的电阻率远高于铝，由于电流的集肤效应，镀锡后的铝排的载流能力相对下降。第三种工艺是双镀层工艺，即铝排表面先镀铜再镀锡。此种工艺要求高，造价大，一般厂家不会采用。但此种工艺的好处是明显的：首先电镀工艺很好的使得不同金属真正融合起来，不存在膨胀系数问题，其次，较低电阻的铜镀层提高了铝排的导电率，锡镀层防止了铝和铜介质与空气的直接接触，提高了导体的防腐能力。

五、绝缘材料

母线绝缘材料基本分为三大类：PVC材质的热缩套管、聚酯薄膜、粉末喷涂绝缘。其中，PVC热缩套管不仅厚度较厚导热差，且易老化，连续使用年限不超过15年；聚酯薄膜是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料，采用挤出法制成的一种高分子薄膜，它不仅绝缘性能很高，而且可以拉伸至十几微米的厚度，如此薄的薄膜更容易将导体产生的热量传递出去。聚酯薄膜产品以杜邦Mylar聚酯薄膜性能最 佳（绝缘等级B级，耐热130度，使用年限50年），但价格也是最贵。粉末喷涂绝缘顾名思义是将具有绝缘能力的粉末采用经典喷涂的方法附着于铝排表面充当绝缘材料，这种工艺看似新颖，但实则具有较大隐患，粉末喷涂达到3750V的低压电气耐压标准必须保证喷涂的粉末有一定的厚度，厚度太大不利于导体的散热。另外一个不稳定因素在于：喷涂上去的粉末如果在装配时不严谨就会造成涂层脱落，而且在后期母线的通电运行过程中随着母线的不断轻微震动，都容易出现涂层磨损的现象，这样是十分危险的，将会出现十分严重的短路事故。

六、插口技术

作为密集型母线其突出的优点在于这种密集的结构带来的散热快、损耗低的特点。而许多厂家的密集型母线为了简化工艺却在插口处采用简单的拍弯处理，造成在插口处形成局部的空气型结构，这种空气型结构的插口带来了如下不利结果：空气型结构散热差就使得插口处温升高于其它部位，尤其是厂房母线插口较多时基本就变成了空气型母线；空气型结构内封闭了部分空气，一冷一热间容易形成水雾进而凝结成水滴，易造成插口处的腐蚀速度加快。所以目前最 先进的插口工艺应该是铝排延伸工艺，即在插口处采用机械力挤压延伸成端子排，排除了焊接造成的局部电阻较高现象。保证了无论是馈电式（不含插接口）母线还是插接式（含插口）母线，始终保持高度密集型的结构，导电铜排之间无任何间隙，确保了母线槽系统的完全密集和低阻抗，具有散热性能好、温升系数低、电压降低、耐机械冲击等性能，同时也节省了空间。从而提供更高的安全和可靠性。