共箱母线绝缘特点及技术的探讨李学威

共箱母线绝缘特点及技术的探讨李学威

李学威

（大唐长春第三热电厂吉林省长春市130000）

摘要：近年来，共箱母线因结露而引发绝缘下降、造成闪络事故的情况频繁发生，对发电企业设备的安全稳定运行及正常使用带来极大的威胁，如何有效的避免此类事故的发生，已成为发电企业设备安全管理中的重中之重。本文着重对电力电气设备中共箱母线问题进行分析。

关键词：电力电气设备；共箱母线；离相母线；绝缘下降；状态检修技术

1共箱母线特点的阐述

共箱母线主要应用于发电厂大型发电机组厂用变压器、备用变压器低压侧与开关柜的连接。但是由于共箱母线外壳不同于离相母线，其外壳防护等级一般为IP54，母线箱只有普通的防护灰尘和防护喷水作用，对外界灰尘、潮气的进入并不能有效分隔，从而影响了共箱母线导体的绝缘性能。资料显示，某电厂高厂变及备用变6kV共箱母线分支采用阜新封闭母线公司瓷绝缘子产品，防结露措施采用三相并联恒功率伴热带加热，在遇到雨雪、大雾或空气相对湿度超过80%时，变压器启动前母线绝缘电阻始终低于6MΩ/2500V。2012年9月12日该电厂220kV升压站全停检修，2012年9月16日雨后测量1号启备变、1号高厂变、1号高厂变共计4个分支共箱母线绝缘电阻均低于1MΩ/2500V，直接影响1号机组启动和备用电源投入。

2共箱母线绝缘性能下降的原因分析

2.1环境因素

阴雨、雾霾天气影响，空气相对湿度较大，雨雪天气或大雾时空气相对湿度80%以上，由于共箱母线内的绝缘部件表面污秽并吸附潮气或结露。在潮湿的环境下，污秽的绝缘子表面秽物层中的可离子化物质会逐渐溶于水中。在绝缘子的表面形成一层导电水膜。污物中的可离子化物质决定了水膜的导电率，污物中的不溶物质可起到吸附水份的作用。此水膜构成了沿绝缘子表面的导电通路，从而有泄露电流在绝缘子表面穿过，导致绝缘子的绝缘电阻相对降低，从而导致共箱母线的绝缘电阻大幅度下降。

2.2共箱母线严密性差

共箱母线密封不严，外壳一般为铝材（有些厂家是低碳钢钢板），大部分连接是通过焊接连接的，每隔一段有一节伸缩段为两段扣接，外加防雨扣板防护；铝板易和氧起作用，在其表面生成一种致密而又难熔的氧化膜，在焊接过程中，由于氧化膜的影响，容易形成焊缝夹渣；母线施工完成后，受土建基础变形、下沉影响或人员清扫时踩踏铝制盖板变形翘边，也会影响母线的密封性能；盖板压紧螺栓只有4个，不能有效压紧橡胶密封条。由于以上原因，导致母线密封不严，加剧了共箱母线内外空气的呼吸作用，使大量的杂质及灰尘进入母线。

2.3导体运行温度的变化影响

共箱母线在运行中，由于导体的负载电流经常发生变化，导体散发的热量也会表现出不同的变化。共箱母线在正常运行时，导体的正常运行温度最高不会大于70℃，外壳的温度不会大于50℃。当导体的负载电流发生变化，导体的温度也会相应变化。母线内空气的饱和水蒸气密度也会相应的产生变化。当温度升高时，共箱母线内的空气会继续吸收周围空气中游离状态的水分子或水离子，尽量成为饱和空气。当温度降低时，共箱封母内的空气反而将析出大量的水分子或水离子，在凝结核的作用下成为结露水，由于共箱母线的特殊结构，水分不能及时的释放到周围大气中，而是被屏蔽在共箱母线区间内，吸附在导体、绝缘子及外壳的内表面，进而影响到共箱母线的绝缘性能，致使母线结露。

2.4凝结核的存在

当共箱母线导体运行负载下降或发电机组在刚刚停机的一段时期内，由于共箱母线运行温度的急剧下降，母线内部空间的空气迅速由不饱和状态转化为过饱和状态，形成微小的过饱和蒸汽水，这种水凝结成水滴，需要有晶核存在，共箱母线内的灰尘、杂质及母线内的带电粒等子，都可以作为晶核。如果没有灰尘、杂质及带电粒子的存在，母线内的空气温度即便降低到结露点以下也不会凝结。一旦遇到凝结核，就立即可以凝结，产生大量的结露水，从而导致共箱母线结露事件的发生。就电厂周边环境来讲，电厂与大量煤炭进出通道很近、污染性企业为邻，空气中粉尘粒子、二氧化硫、化工气体粒子等浓度相对较高，这些物质侵入共箱母线后，会形成潜在的凝结核，危害母线的运行安全。

3各种处理措施比较分析

3.1采用发电机快冷装置产生的热空气

向母线箱内输入干燥空气，降低母线内空气湿度，此方法对高厂变和高备变室外较短的共箱母线起作用。对于较长的启备变分支共箱母线作用微小。根据现场试验情况，向高备变共箱母线箱内输入24h干燥空气后，绝缘电阻从0.5MΩ升到3.5MΩ，一旦停止通风后2h，绝缘电阻即下降到0.5MΩ，原因是共箱母线密封不良而且较长，一端输入的干燥空气在途中逸出到箱体外，末端基本上没有干燥空气，干燥效果不佳。

3.2采用三相并联恒功率伴热带加热

工作原理为三根平行绝缘铜绞线为电源母线，在内护套绝缘层上缠绕电热丝，并将电热丝每隔一定距离（即“发热切长”）分别依次与电源母线AB—BC—CA—AB……反复循环连接，在每二相间形成连续并联电阻。当母线通以三相电后，各并联电阻同时发热，因而形成一条连续三相供电的加热带，提高共箱母线内的温度，母线箱内空气受热膨胀后向外扩散排出湿空气，但此方式在寒冷的冬季，母线箱内外形成较大温差，箱内湿空气中不饱和水蒸气析出在母线箱壁结露，在共箱母线进入厂房的垂直分布段，结露水更容易滴落在绝缘子上形成连续水膜，引起闪络放电，某电厂共箱母线曾出现这类闪络放电事故。

3.3绝缘子表面喷涂PRTV长效防污闪涂料

为提高绝缘子表面的憎水性，可在绝缘子表面喷涂长效防污闪涂料，但大多数发电企业共箱母线较长，绝缘子数量较多，工程量大。喷涂施工难度大，容易污染母线导体绝缘层。而且共箱母线内没有雨水和流动风的自洁功能，涂料吸附污秽后憎水性下降。

3.4对共箱母线壳体进行堵漏补焊

为提高共箱母线的密封质量，对母线箱体上的焊缝、焊渣进行补焊，母线的密封盖板应多加螺丝，在盖板两侧增加固定螺栓，加强盖板对密封胶条的压紧力，以提高母线的密封性能。人员不在母线盖板上走动，防止盖板变形翘边。这种方法虽然可在一定程度上提高共箱母线的密封性，但并不能从根本上解决共箱母线泄露严重的问题。

3.4定期清扫

对设备进行定期清扫，在设备计划性年度检修中，必须遵守“逢停必扫”的原则，即应保证每年至少清扫一次。人工清扫要制定相应的措施，如在共箱母线侧方搭设脚手架，防止检修人员踩踏母线盖板，以保证清扫质量和人员、设备的安全。这种方法虽然可以提高母线内部空间的洁净，但母线并没有一套完整的保持洁净的净化系统，在污染比较严重的场所，母线重复污染的可能性依然存在，且在清扫过程中，必然要浪费大量的人力和时间。

结束语：

通过以上处理措施的比较，热风保养装置会使共箱母线出现分段绝缘不合格的情况，电加热装置和热风装置在外界温度很低时，热空气会使共箱母线外壳的内壁表面出现结露效应，影响共箱母线的绝缘；DMC绝缘子虽然增强了憎水性可提高共箱母线的绝缘，可是抗漏电性能不良，绝缘材料表面老化较快，对共箱母线的闪烙现象无任何防治作用；开放式微风循环装置虽然以对流的形式将湿空气排出，但此方式在国内目前应用在密封较好的离相封闭母线，对于在共箱母线的应用还处于研究阶段，需要进一步调研。但从实用角度考虑，该方案有很大的提升空间。

参考文献：

[1]电力电气设备状态检修技术分析[J].胡与非，周波.中国高新技术企业.2014（30）

[2]电力电气设备状态检修技术[J].李耀泽.山东工业技术.2017（16）

[3]状态检修模式下的变电检修技术探析[J].宋骁燕.科技经济导刊.2017（21）