周新胜

（中国石油乌鲁木齐石化公司热电厂，新疆 乌鲁木齐 830019)

一起主变低压侧封闭母线绝缘异常分析及对策

周新胜

（中国石油乌鲁木齐石化公司热电厂，新疆 乌鲁木齐 830019)

介绍了在电力系统中离相管型封闭母线连接方式的优点，指出运行维护不到位将引发封闭母线绝缘降低事件。针对一起主变低压侧离相管型封闭母线绝缘异常情况，分析了封闭母线绝缘异常的原因，介绍了处理方法，提出了具体反事故措施与对策。

离相管型封闭母线；绝缘缺陷；微正压装置

0 引言

乌鲁木齐石化公司热电厂4，5号发电机出线与主变之间采用离相管型封闭母线连接方式，此连接方式具有以下优点。

(1) 减少接地故障，避免相间短路。大容量发电机出口的短路电流很大，给制造断路器带来极大困难，发电机承受不了出口短路的冲击。封闭管型母线有外壳保护，可基本消除外界潮气、灰尘及外物引起的接地故障，提高发电机运行的连续性。管型母线分相封闭，也可基本杜绝相间短路的发生。

(2) 消除钢构发热。敞开的大电流母线会使周围钢构和钢筋在电磁感应下产生涡流和环流，发热温度高、损耗大，降低构筑物强度。封闭管型母线采用外壳屏蔽，可从根本上解决钢构感应发热问题。

(3) 减少相间短路电动力。当发生很大的短路电流流过封闭管型母线时，由于外壳的屏蔽作用，使相间导体所受的短路电动力大为降低。

(4) 管型母线封闭后，有可能采用微正压运行方式，以防止绝缘子结露，提高运行安全可靠性，也为管型母线采用通风冷却方式创造条件。

(5) 管型封闭母线由工厂成套生产，有质量保证。因此，运行维护工作量小，施工安装简便，且不需设置网栏，不仅简化了结构，也简化了对土建结构的要求。

由于管型封闭母线具有上述优点，在电力系统中得到了广泛应用。但因导线封闭于金属外壳之内，封闭母线的维护手段较为有限，因运行维护不到位引发的封闭母线绝缘降低事故仍会发生。下面对一起离相管型封闭母线绝缘受潮事件进行分析，提出防止受潮的具体反事故措施与对策。

1 母线受潮情况

该热电厂4号发变组的单元接线如图1所示，发电机额定容量75 MVA，出口电压6.3 kV，发电机冷却方式为空内冷，发电机出口至主变采用离相管型封闭母线连接。

2014-04-13T14:30，因汽机中抽逆止门门盖法兰泄漏，4号发变组解列停机；21:00，与系统并列。

2014-04-17T14:34，4号发变组在运行过程中，主控4，5号机监控后台报出“6 kV PT断线动作”、“6 kVⅣA段、ⅣB段母线接地”报警。6 kVⅣA段、ⅣB段相电压显示：A相6 kV，B相2 kV，C相4 kV，现场检查PT柜电压显示与后台一致。15:05，监控后台恢复正常。16:08，4，5号机监控后台报出“6 kV PT断线动作”警示，18 s后报警自行消失。将6 kV ⅣA段、ⅣB段分别倒由2号厂高变接带后，判断不稳定接地点处于发变组系统，将4号发变组与系统解列。

停机检查，发现4号主变6 kV低压侧B相封闭母线内部湿度异常，绝缘子表面凝水较多，主变6 kV低压侧B相升高座上部封闭母线隔断处及封闭母线穿墙膨胀节处均有积水现象，其他设备无异常。通过擦拭排水和压缩空气吹扫置换干燥处理后，绝缘电阻由2 MΩ恢复至20MΩ。交流耐压试验合格后，4号发变组与系统并网恢复运行。

图1 4号发变组一次系统示意

2 处理过程

2.1 缺陷判别

为探究绝缘缺陷原因，现提出如下2个假设：

(1) 假设为贯穿性绝缘缺陷，如异物坠入、运行高温使金属熔融，则万用表测量值与绝缘电阻表测量值相同；

(2) 假设为局部缺陷，如绝缘子受潮，则万用表测量值与绝缘电阻表测量值有较大差异。若万用表测量值与绝缘电阻表测量值相差较大，则确定为非贯穿性绝缘缺陷。

2.2 检查处理

该封闭母线导体由3只位于同一断面、互成120°的支柱绝缘子支撑，支柱绝缘子通过螺栓并加装密封垫后固定在铝外壳上。选取靠近主变低压侧的支柱绝缘子进行开盖检查，发现绝缘子表面凝露现象严重，测量封闭母线内空气的相对湿度为82%。利用压缩空气、热风机驱散封闭母线内部的潮气，仔细检查封闭母线密封状况，更换劣化密封垫。烘干后，绝缘电阻测试值满足要求。

通常应对封闭母线做压力检漏试验，其具体方法为：试验前，用薄橡胶皮制成2个袋，袋口略小于封闭母线外径，1只袋在底部引出1根T型管子，管子引出的一端装1只压力表，另一端装进气阀及进气管；试验时，将2个袋套在封闭母线的两端，用钢抱箍将袋口与封闭母线扎紧，再将压力为0.4 MPa的压缩空气吹入封闭母线，并关闭进气阀，记录时间开始试验。若压力从0.4 MPa降至0.1 MPa的时间大于15 min，则表示封闭母线密封性能合格。

但限于某些条件(机组即将并网发电)，当时该压力检漏试验未做。

3 原因分析

3.1 地理、气候因素

该热电厂处于乌鲁木齐市米东区，高温天气较多。但在4号发电机绝缘异常前的一段时间，该区域连续出现小雨、中雨天气，气温在2-16℃，空气湿度大，封闭母线密封性能劣化后易致潮气侵入内部。

3.2 运行方式改变导致水分析出

运行中，导体、铝外壳及封闭母线内空间温度均高于周围环境温度，停机后各部分温度下降。在温度下降过程中，伴有液态水析出。查阅文献可知：假设运行中母线内空气温度70℃，空气中饱和水蒸气密度196.8 g/m3，停机后母线内空气温度降至20℃，空气中饱和水蒸气密度为17.28 g/m3，则降温过程中将有179.52 g/m3液态水析出。

3.3 密封不良

密封垫老化失效、焊接工艺控制不良，均会使封闭母线密封性能下降，导致潮气侵入管型封闭母线内部。

3.4 设备检修工作不到位

发变组停机检修时，未按规范要求对老化的密封垫、不合格的绝缘子进行更换，未对封闭母线内的支柱绝缘子表面受潮凝露情况进行检查、擦拭，未对绝缘子进行耐压试验等，这些均会造成运行中封闭母线绝缘水平下降。

4 反事故措施与对策

4.1 加装微正压装置

微正压装置能向发电机封闭母线外壳内部注入压力略高于外部大气压的干燥空气，确保外界环境中的潮气、灰尘、盐雾等不能侵入，使绝缘子、外壳与导体间的工作环境始终保持洁净、干燥状态，避免封闭母线出现绝缘下降、闪络等现象。此方法可靠性高、实用性强，造价及运行成本不高，在大中型火力发电厂中得到广泛运用。

4.1.1 微正压装置的技术性能

目前，该热电厂选用某公司生产的BRW-I型热风保养-微正压装置，它对气体质量和压力控制有严格要求，可实现自动控制和远程监视。其主要性能指标如下：①系统自动测量压力范围：0-3000Pa；②自动控制压力范围：(300-500Pa)至(2 400-2 600)Pa；③系统自动测温范围：0-400℃；④自动控制温度范围：40-60℃；⑤压力监视带远传接口，电压：2 V DC，电流：4-20mA DC；⑥可在工作环境温度0-50℃，空气相对湿度＜95%的环境中使用；⑦装置输出的气体露点低于-40℃(常压)；⑧气源空气压力0.4-0.7 MPa，供气温度≤40℃。

4.1.2 微正压装置的工作过程

BRW-I型热风保养-微正压装置系统如图2所示，其工作过程如下。

图2 热风保养-微正压装置系统示意

(1) 当用户有自备气源时(该热电厂有自用压缩空气管线)，可将气源直接与热风保养-微正压控制柜进气口连通。微正压系统工作时，先将球阀1，2开启，球阀3，4关闭，接通控制系统电源，将减压阀压力设定为0.4 MPa。压缩空气经干燥塔及其净化装置处理后，得到进一步净化和干燥，再通过控制阀进入封闭母线壳体空间。当壳内气体微正压达到上限值时，监控仪表自动控制电磁阀停止供气；当壳内气体压力下降至下限值时，继电器自动接通电源系统充气，重复初始过程。

(2) 干燥器采用高分子筛工作原理。正常工作时，2个干燥塔1个向母线供气，1个从消音器排出少量气体，将潮气带出。这样“一进一出”，两塔间交替进行吸湿和再生过程，其周期为5 min。

(3) 热风保养装置必须在停机检修状态下使用。打开主变、厂高变、励磁变、发电机等设备的检修孔盖，作为排风口；关闭球阀1，2，开启球阀3，4，先起动微正压装置，后再起动热风保养装置，将温度设定在30-60℃。

(4) 运行中的装置可通过压力仪表自动监控气体工作参数，用户可连接远程接点来实现不同地点的双重监视。

4.2 加装盆式绝缘子

在室内外温差较大的地区，为防止室内外空气对流产生凝露，在封闭母线穿墙处加装盆式绝缘子或穿墙套管，将室内外封闭母线空间隔断。

4.3 装设排水阀门和呼吸器

未充微正压的封闭母线投运时，导线及外壳温度升高，母线内空气随负荷大小变化热胀冷缩。热胀时，由内向外排出空气；停机后，空气冷却收缩，气压下降，会从外部吸入空气，并可能伴有气态水，利用呼吸器可有效阻止水分进入。另外，残留在封闭母线内的液态水，可通过在母线最低点低压侧的升高座下部装设排水阀将其排出。

4.4 运行维护管理

封闭母线密封良好是微正压装置能否正常运行的关键和前提。因此，加装微正压装置的发变组在停机期间应定期用微正压装置进行压力检漏试验。封闭母线密封状况合格的试验标准是：微正压装置升压时，其压力由300Pa升至2500Pa的时间不超过5-6 min，由2500Pa降至300Pa的时间不少于30min。

同时，在停机期间，发变组微正压装置投入运行后，为确保其运行工况正常，应安排运行人员对加热器内气体温度和母线内空气压力、湿度等参数定期记录并存档分析。当这些参数发生变化时，还应检查微正压装置的电流、电压等运行参数是否正常；若发现异常，要及时分析异常的原因，必要时须分析装置本身运行是否正常。

此外，为了保证微正压装置能正常运行，平时应加强对微正压装置的运行维护管理。

5 结束语

为防止离相管型封闭母线受潮，该热电厂4，5号发变组各配有1套微正压装置，并严格执行《装置操作规程》规定：机组正常运行时，微正压装置一般不投入运行；停机期间，微正压装置处于正常运行状态。认真记录微正压装置的运行参数，分析变化情况，对异常情况及时处理；加强对该装置的维护管理，确保装置本身处于正常状态。按照厂家安装使用说明书要求，每隔4-5年更换封闭母线的橡胶制品件波纹管;按检修和运行规程要求，加强对封闭母线的检修管理和运行管理。正常情况下，封闭母线内部不需清扫和检修；发电机停机检修时，应对母线进行必要的清扫、擦拭，检查封闭母线密封性能是否良好，掌握封闭母线的密封状况及绝缘水平，做到对绝缘事故的提前预防。

1 梁洪军．浅谈离相封闭母线运行与维护中隐患的解决措施．东北电力技术，2006，27(5)：3-6.

2 苏猛业．封闭母线微正压装置存在问题及处理[J]．电力安全技术，2014，16(4)：42-45．

2015-07-28。

周新胜(1968-)，男，工程师，主要从事发电厂安全生产管理及技术管理工作，email：zhouxs6161@sina.com。