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1、梁洪軍對共箱封閉母線結露事故的防范措施及改造方案摘要：本文對共箱封閉母線的絕緣降低及結露事故做了簡要的分析，并對防止事故的發生提出了改造方案，供大家參考。關鍵詞：共箱封閉母線 絕緣 結露 微正壓裝置引言：共箱封閉母線廣泛應用于75MW以下發電機引出線與主變壓器低壓側之間或75MW及以上機組廠用變壓器與高壓配電裝置之間的電流傳輸。可消除外界潮氣、灰塵以及雜物引起的接地故障。外殼采用鋁板制成，防腐性能良好，且避免了附加渦流損耗。外殼電氣上全部連通并多點接地，杜絕了人身觸電危險，簡化了對土建的要求。但隨著使用年限的增加，很多弊端逐漸顯現出來。其中A列墻處的隔板絕緣下降甚至結露便是常見的故障之一。一.2、 事情的經過2007年3月3日8時37分，某電廠#1機組跳閘引發非計劃停機。經檢查發現，#1廠高變6KV共箱封閉母線A分支母線箱在汽機房西墻段蓋板有部分中間翹起變形，尤其以穿墻轉彎處最為嚴重，并伴有輕微的焦糊味。 經檢查后發現；二次設備：08：37：34：027，發變組保護廠變差動動作；08：37：34：030，發變組保護發變組差動動作；08：37：34：042，220KV1機21201斷路器跳開；一次設備：1廠高變A分支共箱母線蓋板有四塊變形，凸起；出墻角處母線短路，隔板燒焦，套管室外部分燒膠，母線箱體上部鋁殼燒熔，面積達200*500mm，箱體內有大量鋁渣熔塊；室外部分箱體內有5只絕緣子表3、面有大量炭黑，母線上有多處燒傷痕跡； 母線絕緣檢查：A分支母線，斷開故障點后母線絕緣三相對地0 M/2500V,斷開變壓器檢A、B相 1 M/2500V, C相5 M/2500V；變壓器絕緣檢查A分支低壓側絕緣電阻三相對地：300 M/2500V；B分支母線，三相對地絕緣電阻5 M/2500V；處理情況：將變形蓋板進行了整形；更換絕緣子2只，母線箱體上部鋁殼燒熔處，采用環氧樹脂板進行了封堵（內加密封墊，鉚釘鉚接）；考慮到隔板內外溫差較大，易引起凝露，將中間隔板，套管拆除，套管支撐鋁框拆除。處理完畢，連接母線，對汽機房到廠高變段所有絕緣子進行了清掃，對表面炭黑采用丙酮進行了清洗；清掃完畢，測試A4、分支絕緣上到10 M/2500V；對B分支也進行了清掃，清掃后絕緣僅為5 M/2500V；搶修工作于18時完工，機組于20時并網發電。2004年12月24日9時，山西某熱電廠大修結束后，維護人員對電氣設備進行巡視，發現#13機廠高變6KV共箱封閉母線C相接地。絕緣值為0M/2500V。經檢查發現，位于A列墻處的隔板（環氧樹脂板）由于變形下沉，將C導體相卡住。由于在冬季，該隔板表面有一層厚厚的結露水，在隔板的表面形成一層導電膜，導致C相接地。維護人員將A列墻處的隔板拆除，對附近的絕緣子進行清掃，并引用#13號機微正壓裝置處氣源加強了該處的強制風循環，使C相的絕緣顯著提高，從而避免了一起電氣設備絕5、緣事故。二. 原因分析由以上兩起事故我們可以看出，造成共箱封閉母線絕緣低的主要原因是由于共箱封閉母線內的絕緣部件表面污穢并吸附潮氣或結露，在伴隨著特殊及惡劣條件時，絕緣子表面的塵埃中可容性鹽類被水份溶解，形成導電膜。使絕緣子表面的絕緣電阻下降，泄漏電流增大，產生局部爬行放電。當絕緣子的電阻下降到不能承受線路的運行電壓時，在絕緣子的表面就要發生閃烙。進而造成相間短路。類似的事故，多發生在A列墻處的隔板處。由多起絕緣事故的原因我們可以分析出，造成故障的原因多是由于：1. 共箱封閉母線的密封結構不嚴共箱封閉母線只有普通的封閉作用，可防止較大的異物進入，密封性能并不好。對于風沙、灰塵并不能有效的分隔，6、而外界空氣中的潮氣就更容易進入。運行一段時間后，支持絕緣子的表面會因沙塵進入而積污。在雨雪天或其他異常氣候條件下，外部潮濕的空氣會進入箱內，當母線停運或夜晚支持絕緣子因輻射冷卻，其溫度低于周圍空氣溫度時，支持絕緣子的表面會吸附潮氣或結露。而結露很容易在支持絕緣子的各個部位形成充分濕潤的條件。在潮濕的環境下，污穢的絕緣子的穢物層中的可離子化物質會逐漸溶于水中。在絕緣子的表面形成一層導電水膜。污物中的可離子化物質決定了水膜的導電率，污物中的不溶物質可起到吸附水份的作用。此水膜構成了沿絕緣子表面的導電通路，從而有泄露電流在絕緣子表面穿過，從而導致母線絕緣大幅度降低。2. A列墻處的隔板（環氧樹脂板）7、處置不當許多人認為，在A列墻處的隔板會起到防止共箱封閉母線內部冷熱氣流的交換，避免此處出現大量的結露水，不會引起支持絕緣子的臟污、受潮，進而影響母線的絕緣性能。但大量的事實結果證明。共箱封閉母線內位于A列墻處的隔板正是造成結露水凝結的根源所在。這是因為，該隔板為環氧樹脂板，主要是由環氧玻璃絲構成，具有不阻燃，材質堅硬，易吸潮等特點。特別是安裝在A列墻處的共箱母線內的隔板，由于室內外純在一定的溫差，當母線運行條件發生變化、機組停機，或異常天氣變化時，便會在隔板表面凝聚大量的結露水。這種結露嚴重影響著母線的運行。舉例來講，在寒冷的冬季，室外溫度以15為例，空氣中每立方米飽和水蒸氣密度為1.73 g8、 /M，而發電機廠房內的溫度多以20左右為標準。廠房內空氣中每立方米飽和水蒸氣密度為17.28 g /M。也就是說，在室內外存在35的溫差時，共箱封閉母線內A列墻處的隔板表面，每立方米空氣中將有15.55克水被結露分離出來，變成結露水吸附在隔板的表面，由于結露水聚集的比較集中，這使隔板成為整個共箱封閉母線絕緣的最薄弱點，這些水將嚴重的影響著母線的絕緣。（以上數據由飽和濕空氣表查得）。3. 共箱封閉母線密封性能差 共箱封閉母線大部分連接是通過焊接連接的，外殼一般為鋁材（有些廠家是低碳鋼鋼板），鋁板易和氧起作用，在其表面生成一種致密而又難熔的氧化膜，在焊接過程中，由于氧化膜的比重大，不易浮出熔池而9、形成焊縫夾渣；另外液態鋁可溶解大量的氫氣，固態鋁幾乎不溶解氫氣，因此融化的焊縫金屬快速冷卻與凝固時，氫氣來不及析出，容易在焊縫中聚集形成氣孔；焊接環境受雨、雪、霜、凍等自然環境因素限制；母線施工完成后，受土建基礎變形、下沉影響或長時間運行后局部金屬疲勞造成母線輕微變形、扭曲也會影響母線的密封性能。根據某電廠對幾臺機組的母線泄露情況的數據進行統計后發現，由于裝配不嚴引起的泄露占60%左右，而焊接質量不好引起的泄露約占30%。4. 母線內的支持絕緣子的爬距小，易污閃在眾多的發電企業中，共箱封閉母線的絕緣子均采用的是普通的絕緣子， 無論從憎水性、耐漏電起痕性、耐電腐蝕性、抗彎強度、機械強度、抗沖擊性10、能、防震和防脆斷性能方面都存在著不同的等級差異。另外，對絕緣子進行清掃，需要在停電時進行，且耗時較多。同時，在污穢嚴重的地區，有效期極短，難以收到理想的效果。5. 導體絕緣層老化在共箱封閉母線內的每一相導體上，都有一層絕緣漆，其目的就是提高導體與支持絕緣子之間的絕緣等級。但隨著使用年限的增加，絕緣層逐漸老化或氧化，與導體出現剝離，導致導體漏電。在遇到特殊特殊氣候環境變化時，極易引發運行事故。三處理方案 為了有效提高共箱封閉母線的運行效率，降低母線的事故概率，可對母線采用以下處理方案1. 拆除A列墻處的隔板（環氧樹脂板），A列墻處的隔板大多為環氧樹脂板，這種材料的缺點就是易吸潮。再加上該隔板所處11、的特殊位置，在運行條件改變或遇到特殊氣候變化時，極易引發結露事故，造成該處的絕緣下降，進而影響到整個共箱封閉母線的運行。根據眾多發電企業的運行經驗，應拆除A列墻處的隔板；根據空氣動力學的有關理論 ，當隔板拆除后，廠房內的熱氣流和廠房外的冷氣流在A列墻處的共箱母線內形成一種渦流旋風，當溫差較大時，空氣中的冷熱氣流交匯就會形成霧氣。如在冬季，當你打開房間的房門時，房間里的熱空氣涌出來，在冷熱空氣交匯的地方，可以清楚地看到變形的空氣（即霧氣）在絲絲縷縷地裊裊上升。如果霧氣凝結到支持絕緣子或隔板上就會變成結露水，這種結露水會影響到母線的絕緣。但母線內產生的氣旋波會將這些結露水汽化、蒸發，有些結露水則直12、接固化、蒸發。氣旋波（空氣的流動）越大，露滴蒸發的越快。使絕緣子、導體和隔板表面的結露水逐漸變成孤立的水滴，難以形成連續的水膜，從而提高了共箱封閉母線的絕緣等級。舉例來講，我們將兩件濕衣服同時放置在窗口和室內墻角兩處不同的位置，一段時間后，放置在窗口的濕衣服明顯要比放置在室內濕衣服要干的快。就是這個原因。2. 提高共箱封閉母線的密封質量共箱封閉母線的密封性能與廠家對產品的設計、施工過程有著密切關系。根據母線的結構，廠方應改善設計，努力使其更合理。例如，母線的密封蓋板（或法蘭）應多加螺絲，并加裝橡膠密封條（或O型密封圈）以提高母線的密封性能；對母線箱體上的焊縫、焊渣進行補焊；同時，企業一方應作到13、，端正工作態度，明確質量要求；技術人員應分析母線的結構，找出母線可能泄露的原因，制定相應的措施；質檢人員應把好工程控制這一關，不給母線泄露留下隱患。3. 對微正壓裝置進行改造，使其起到局部風循環的作用微正壓裝置主要應用于離相封閉母線的保護，隨著發電企業對微正壓裝置的逐步重視，微正壓裝置的許多潛在的功能被開發應用出來，對于共箱封閉母線空氣流動性差，不能及時消除局部空氣濕度大而造成空氣擊穿的問題，通過對微正壓裝置充氣管路的改造，使其也歸納在微正壓裝置的保護之下。其方法為：在共箱封閉母線A列墻處的室外部分，在母線箱體的下部焊接兩個3/8”的底座，一個連接一氣動管接頭，一個接一KL單相閥；在原微正壓裝14、置的充氣管路中，加裝一充氣分支，該分支穿過A列墻上的穿墻板，至共箱封閉母線的氣動管接頭處，并逐相與之連接，在連接的過程中應注意該部位的絕緣、減震問題，值得一提的是，在微正壓裝置的充氣管路中，在室內部分靠近微正壓裝置處，應加裝一手動閥門，其目的是便于人為控制充氣時間（一般是在發電機停機后和開機前的這段時間）。發電機啟機后，便可關閉手動法門，依靠導體的發熱使絕緣子干燥、絕緣。更節省了大量的氣源。 此方案的優點在于；當發電機停機后，投入微正壓裝置，并打開充氣分支管路中的手動閥門，經微正壓裝置處理的干燥、潔凈的空氣經充氣分支管路直接充入到在共箱封閉母線A列墻處的室外部分，在此區間內形成強制通風循環，使15、濕空氣不能滯留在這段區間內，以對流的形式將濕空氣排出。同時，形成一種氣封，防止外界的空氣繼續進入該處。從而達到防止結露和閃烙的目的。當此區間的壓力大于封閉母線本體的保護壓力時，單相閥將自動開啟，將過高的壓力釋放掉。另外，從空氣物理學的角度講，經微正壓裝置處理的干燥、潔凈的不飽和空氣還可以將共箱封閉母線內已經飽和分離出來的結露水繼續吸附飽和，加速了該處結露水的蒸發進程，提高了空氣的干燥度。4. 提高絕緣子的絕緣性能共箱封閉母線絕緣低的直接原因是絕緣子表面污穢并吸附潮氣或結露，形成了電流的泄露通道而引起的。因此要解決該問題，必須保持絕緣子表面的清潔和干燥，或增加母線導體與絕緣子之間的絕緣層。但由于16、設計原因，該型封閉母線要保持全封閉而完全防止沙、塵等污物的進入具有一定的難度，且工程量特別大。提高絕緣子的爬距，改善絕緣子受污和受潮條件，改變絕緣子的放電路徑，切斷結露水橋接短路，是防止絕緣下降的有效方法。因此，可對絕緣子做一些小的技該措施。例如，對于爬距不夠的絕緣子，可調整爬距，可加裝硅橡膠增爬裙以提高絕緣子的爬距。或涂刷長效防污閃涂料于絕緣子表面，固化后形成一層膠膜，具有較強的憎水性和憎水遷移性，在濃霧、雨、雪、霜等惡劣條件下，凝聚細小的水珠，而不形成連續的水膜，從而抑制泄露電流，提高絕緣子的絕緣等級。5. 對導體上的絕緣漆定期檢查，發現有絕緣漆老化、剝離現象時，立即對導體進行補噴絕緣漆。17、6. 對于共箱封閉母線其他易結露或重點保護絕緣的部位（如啟備變等），可按照3中微正壓裝置的改造，對母線的重點結露部位逐步連接，使其統統歸納在微正壓裝置的保護之下。以提高母線的運行效率四. 經濟對比對于任何一家發電企業來講發提高設備的監測和預防工作的費用對成本或投資影響很小，而事故的發生會造成極大的損失，任何事故對企業來講都是不能接受的。舉例來講：一臺單機裝機容量為300MW的機組，因非計劃停機事故引發24小時停機，按網局每度電最低收購價0.2元計算，則一天的損失為 0.2元/度300000度/小時24小時 =144萬元其中還不包括煤、水、廠用電、助燃油等其他費用。由以上數據可以看出，投入微正壓裝置對共箱母線保護后，所投入的成本要遠遠小于事故造成的損失。且微正壓裝置并不是常年應用，一般只應用在發電機組的大修期和臨修期，從而節省了更多的能源消耗。五. 總結 全國大型的發電企業基本上都采用共箱式封閉母線連接廠用變壓器加配電裝置的方法，因而許多發電企業都存在著共箱封閉母線絕緣低的問題，作為一種經濟、簡便，高效的方法，將微正壓裝置改造，來提高共箱封閉母線重點部位絕緣，應可得到廣泛的應用與推廣。梁洪軍 13946369770 lhj_2005