杨家菊

摘 要：乌东德右岸电站离相封闭母线主母线外壳尺寸1 600 mm/1 200 mm，额定电流大。母线洞内设备布置紧凑，主变洞低压侧母线安装高度高，母线的调整就位以及抱瓦、清扫等均为高空作业，施工难度大。因此，保证封闭母线安装质量及安装效率是封闭母线安装的控制重点。本文对乌东德右岸电站封闭母线安装工艺及质量控制进行了详细介绍。

关键词：离相;封闭母线;支架;焊接;吊装;同心度

中图分类号： TM645.11文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）16-0042-05

Abstract： From a lady phase enclosed bus line on the right bank of the Wu dong de shell size 1 600 mm/1 200 mm， large rated current， busbar hole equipment layout is compact， height of main transformer low voltage side bus bar installation hole is high， the adjustment of the bus in place， tile， cleaning are aerial work， such as the construction is difficult， ensure the quality of enclosed bus bar installation and the installation efficiency is the control key of enclosed bus bar installation. This paper introduces the installation technology and quality control of the closed bus in the right bank power station of Wudongde in detail.

Keywords： off-phase; closed bus; bracket; welding; lifting; concentricity

乌东德右岸水电站共安装6台单机容量为850 MW的立轴混流式水轮发电机组。离相封闭母线及附属设备的安装主要包括主回路母线（含主变低压侧△连接母线）、分支母线（含GEBS三相短接母线）、主回路电流互感器、励磁变压器、电压互感器（Potential Transformer，PT）柜、制动开关、微正压装置、设备固定支架、吊架、短路板、穿墙及穿楼板密封结构等。

离相封闭母线水平段布置在母线洞内及主变洞内。母线洞位于主厂房的下游侧，地面高程与主厂房出线层相同，并连通主厂房和主变洞室。在母线洞内，离相封闭母线通过分支母线分别与励磁变压器、PT柜、电气制动开关装置以及高压厂用变压器等连接。

1 技术参数

离相封闭母线安装技术参数，如表1所示。

2 施工条件

施工主要满足以下4个条件：①母线洞土建基础施工完成并验收合格;②发电机出口定子引出线已安装完成;③发电机断路器（Generator Circuit Breaker，GCB）上游侧母线安装，在母线洞内布置的厂用电设备及发电电压设备均未进场，GCB下游侧母线安装，在主变洞内主变压器已安装完成并验收[1];④母线已到货，开箱清点完毕。

3 施工准备

施工前要做好以下准备工作。①对设计院图纸及厂家图纸中的安装尺寸、布置位置及桩号等进行仔细阅读、检查，发现其中可能存在的缺陷错误及时上报。②仔细阅读安装使用说明书，如有疑问，在厂家的技术交底中提出并落实。③将设计院的母线布置图及母线厂家提供的总布置相结合，核查现场土建预留孔洞、设备基础、设备及安装支、吊架的预埋板或預埋插筋，核对并确定埋件位置、材料与图纸相符，同时充分了解埋板或插筋等的功能或作用。④离相封闭母线安装前，需要准备好汽车吊、卷扬机、链条葫芦、逆变焊机、氩弧焊机（双脉冲气体保护焊机）、氩气、电烤箱、尼龙吊带、吸尘器、电力复合脂、水准仪、力矩扳手、交直流耐压设备、液压叉车、移动式脚手架及其他常用工具[2]。⑤准备好铝母线焊接工艺及相关要求的合格焊工。⑥对于母线洞内安装施工期间的临时照明，沿母线洞布置一圈灯带，在母线洞靠楼梯侧安装两盏800 W泛光灯，局部照明采用36 V低压行灯。⑦在母线洞两端设备用防火布进行封堵，将母线洞布置成一个封闭的安装空间;在母线洞的施工设备采用定置化管理，有序放置施工地器具及材料等。⑧在母线洞内适当位置布置一台鼓风机，用以排除母线焊接时的烟尘。⑨封堵母线洞内所有地面孔洞;每天安排专人定时清扫母线洞地面[3];用吸尘器除去封闭母线、发电电压设备和断路器设备表面灰尘及杂物，以达到母线洞内施工环境防尘效果，保护电站设备。⑩离相母线无法在一个月内安装就位的，有镀银面出线端子的母线段需要保存在干燥的仓库;每一个月需要检查一次出线端子的镀银面，如发现镀银面保护层破损、镀银面保护剂干枯，需要重新涂抹镀银面保护剂并包扎，待需要安装时再运输至就位位置，并要避免日晒雨淋[4]。

4 施工工艺及方法

4.1 测量放点

根据离相母线布置图计算母线安装的中心数据，由专业测量工用全钻仪测量放点。母线中心线及标高以发电机中心及标高为基准来确定，同时核对主变压器的纵向、横向中心线，并与厂用高压变压器、励磁变等分支母线的纵向、横向中心线进行核对。此外，校核发电机出口发电机定子引出线尺寸及封闭母线图纸中心尺寸一致;检查并确保离相母线洞内各电压设备的预埋基础位置与母线布置安装位置一致;检查发电机断路器前端预留孔洞的大小及高程;检查主变压器低压侧母线连接各处的孔洞大小、高程，如有偏差，则进行处理;测量主变压器低压侧套管的横向、纵向中心线与离相封闭母线中心线一致。

4.2 吊装设备布置

离相母线支架安装及母线安装均在高空进行，安装时起吊设备及起吊点的布置是离相母线安裝的关键点。对母线洞内已有的预埋板进行拉力试验校核，确保预埋基础板的牢固性。没有预埋板的则在母线洞顶安装吊装锚钩，用膨胀螺栓固定，同时进行拉力试验，以确保安装牢靠。在母线洞内沿母线安装方向用移动式脚手架搭设钢排架。移动脚手架最上层安装防护栏杆和踢脚板，以保护人员，防止工器具坠落，同时移动脚手架用钢管搭设斜支撑进行固定。在钢支架安装埋板附近用膨胀螺栓安装吊耳，吊耳上挂装1 t的手动拉链葫芦以吊装母线。

4.3 支、吊架安装

在母线洞顶通过已定好的基准桩号和高程，确定每个支、吊架的安装位置并做好标记[5]。母线洞内固定支架为10#热浸镀锌槽钢，焊接在热浸镀锌固定板上（300 mm×300 mm Q235 [δ]10）;用化学锚栓M16×125/38 mm固定在母线洞顶。母线洞顶支架安装固定示意图，见图1。

垂直段支撑直接焊接在预埋铁板凳上，由专业焊工进行焊接。焊接完毕后，对焊接损伤的镀锌表面用无机富锌漆进行修补。用经纬仪测量支、吊架的中心线，固定钢抱箍的支架面高程偏差不超过±3 mm，构架中心偏差不超过±5 mm。母线洞顶部的化学锚栓采用螺杆HAS M16×190 mm搭配胶囊安装。化学锚栓的安装参数如图2所示，其中[d0]为钻孔孔径，[h0]为埋深（准确值），[hmin]为墙厚最小值，[Tmax]为最大紧固力矩。

安装化学锚栓时必须做好以下工作：①钻孔深度达到所需深度，将螺杆放入孔内检查孔深，并向孔内注入压缩空气吹出灰尘;②安装胶囊，电锤上安装定形工具，将螺杆插入工具中;③用电锤（250～1 000 r/s）将螺杆达到孔底后静置固化（达到固化时间才能拆除定型工具）;④化学锚栓安装完成后进行拉拔试验，达到设计承受力值。如实际需要切割构架材料时用切割机进行，不得用水焊设备切割，以免破坏材料的镀锌层。

4.4 转运、检查及安装顺序

4.4.1 转运。封闭母线运至安装间卸货。位于母线洞（816.40 m高程）内的离相封闭母线（Isolated Phase En-closed Bus，IPB）及其附属设备利用主厂房的运输通道运至相应机组段，从机组段发电机层（823.20 m高程）的吊物孔吊至816.40 m高程（出线层和母线洞），采用液压小车进行母线转运。转运时在小车上垫橡皮，避免伤及母线外壳。同时，在母线两侧垫楔子板，防止母线滚动[6]。

PT/避雷器柜布置在母线洞下游侧主变洞室端，位于主变运输通道旁，且地面与主变运输通道同高（823.20 m高程）。PT/避雷器柜从主变运输通道运输就位。位于主变洞室部位的IPB及其附属设备用货车运输至主变运输通道内，采用汽车吊卸货、吊装就位。

4.4.2 检查。封闭母线到货后，联系厂家、监理对母线外观进行检查。①母线外观无变形、无凹坑等缺陷，如母材有缺陷和变形，在母线安装前进行修复、矫正。②用高压摇表检查支撑绝缘子的绝缘及密封程度并紧固。③检查引出端软连接的固定孔和螺栓大小是否一致。封闭母线及附件转运至安装现场后，若不能及时安装，需要保持包装完好。

4.4.3 安装顺序。离相封闭母线从发电机机端引出后，以三相水平排列方式穿越主厂房，沿母线洞向下游一直水平引至下游侧端部后转直角弯上引，再转直角弯成水平向与发电机断路器连接，之后再转直角弯上引，再变成水平向与主变压器连接（三相母线成△连接）。乌东德右岸电站为地下电站，为降低工程造价，洞室内设备较为紧凑。母线洞内设备布置见图3。

根据离相封闭母线设备的布置位置，母线安装分两大段：①发电机侧母线洞内，发电机出口至发电机出口断路器GCB处;②主变侧主变洞内，发电机出口断路器GCB到主变压器低压侧。母线开始安装时，由技术人员根据设备到货、安装进度、厂家分段表、相序编号方向、标志及安装位置，合理组织安排母线的吊装、转运的进场顺序。因母线洞内布置设备较多，母线安装时必须考虑其存放空间及起吊距离。根据电站安装进度，离相封闭母线必须提前到货，并在母线洞内相关设备未进场前优先安装母线。主变压器安装就位试验合格后，主变洞内的母线进场安装。

4.5 母线的吊装

母线洞内封闭母线中心距地约4.18 m。母线吊装时，在母线洞顶部适当位置安装起吊吊耳，在吊耳上挂装链条葫芦吊装各段封闭母线就位。主变洞内封闭母线中心距地9.65 m，母线吊装、安装时利用主变洞内横梁搭设钢平台，在安装的吊耳和钢支架上挂装链条葫芦吊装母线就位。

乌东德主变压器为单相变压器，封闭母线在主变压器低压侧进行“△”连接，见图4。主变压器低压侧离地高度较高，主变洞运输通道狭窄，施工作业面多，吊装及安装难度大。因此，安装时必须搭建安装平台，妥善做好安全防护措施。

母线运至各自的安装地点后，拆除母线的临时抱箍，检查、调整导体与外壳的同心度，清扫母线内部及绝缘子，测量每节母线的绝缘电阻。对于水平段封闭母线，将B相封闭母线落下放在钢抱箍上，用抱箍固定母线，再根据B相母线调整A/C相封闭母线并进行固定。在需吊装的吊装槽钢下布置两个专用工作平台，用于母线起吊后固定吊装横梁。在吊耳上悬挂链条葫芦，用链条葫芦及合成纤维带起吊母线。按照设计的中心线和高程安装、调整好钢抱箍。母线的中心、高程和相间距需控制在设计范围内，同时固定母线和吊装槽钢。

对于垂直段封闭母线，在母线吊装前，根据设计要求确定好母线外壳下端口横断面的高程，利用已经安装好的母线构架安装一个临时支撑架，使其支撑面高程与母线外壳下端口的设计高程一致，并在母线构架上按设计中心安装好母线抱箍。吊装时将母线落在临时支撑架上，用抱箍固定母线，则母线的中心和高程均可控制在设计范围内。吊装时，用扁钢制作成临时抱箍抱紧母线上端部导体搁置于母线外壳上端口，可以防止母线直立时导体滑出外壳而造成事故。

4.6 母线的安装、调整

严格按照设计图纸、厂家图纸及设计说明书，在母线厂家的现场指导下进行安装。母线安装过程中产生的误差，在母线调整时按比例在各个接口处和伸缩节处进行调整。调整母线与发电机、变压器及转角处的尺寸，完成母线的安装布置[7]。用钢卷尺及棉线，利用已安装好的母線支吊架，调整相邻两母线间外壳中心线与设计图纸的相间距离一致，将误差控制在5 mm之内（上、下、左、右）。镀锡铜编织线作为母线与各设备端子间的连接，各连接处的铜编织线长度各有不同，安装时应仔细查看图纸尺寸、到货设备，确保尺寸一致，以保证设备间的铜编织连接后的伸缩量在规定范围内。所有螺栓连接处导电面均已镀银，螺接前镀银面均用丙酮等清洗干净，然后涂一薄层电力复合脂（厚0.10～0.15 mm）。

母线外壳与设备间的连接一般采用橡胶伸缩套，用不锈钢带抱箍或压环将其收紧于外壳上。当环境温度较低，伸缩套收缩变硬而安装困难时，预热伸缩套（如热水浸泡）。伸缩套安装时不得用钳子等硬拽，以免撕裂。母线导体及外壳分段间采用双抱瓦焊接连接。母线抱瓦安装时，搭接尺寸必须符合厂家技术要求。此外，纵向尺寸误差及母线与外壳同心度、同轴度均需控制在标准规范和厂家要求范围内。母线吊装完成后调整支吊架两侧的三角支撑件，以保证母线的导体与外壳的同心度控制在±5 mm范围内并及时固定。对于有导体可拆接口的母线段，打开外壳上的检修孔并安装好导体间的母线连接排后，再进行母线导体和外壳同心度的调整。

4.7 母线焊接

母线的焊接是母线安装的一个重要环节。由于铝母线自身材质特性和现场施工环境的影响，铝母线焊接时极易氧化产生气孔和裂纹。乌东德水电站离相封闭铝母线所有现场的焊缝要求进行100%无损探伤，施工质量要求高，工程量大，施工难度大。

母线焊接前，焊工按设备厂家的焊接技术要求及国家或相关行业标准要求，由第三方检测机构进行焊接工艺评定，检验合格后进行母线的焊接。母线安装调整检查、绝缘子等试验合格后进行母线焊接。焊接时对焊丝进行干燥，先清理干净施焊的焊缝，同时需调整好断口尺寸及抱瓦，验收合格后进行转序。焊接前用特制的封堵板和防火布将断口处导体与外壳之间的间隙堵住，以保证母线筒的内部清洁，同时避免损坏绝缘瓷瓶。导体与外壳焊接时，焊接质量必须符合《铝母线焊接技术规范》（DL/T 754—2013）等有关方面的标准，满足焊接截面和及焊接深度的要求，并保证导体和外壳焊缝截面不少于被焊截面的1.25倍。母线焊接抱瓦尺寸要求见图5，其中[tW]及[tN]分别为外壳及导体壁厚，安装时要求[CW≥2tW]和[Cn≥2tN]。

焊缝后进行检查，焊缝表面不得有凹陷、裂纹、未熔合、未焊透等缺陷。焊接截面满足要求，焊缝进行100%无损探伤。母线焊接采用氩弧焊接，氩气纯度要求达到99.99%。对充气母线的焊缝进行渗漏检查，要求具有良好的气密封性。

4.8 接地安装

封闭母线钢支架的金属部分必须按设计图纸用镀锌扁钢可靠接地。离相封闭母线的外壳短路板至少设置一个可靠的接地点，按图纸要求焊接接完后用接地线（截面要求：铜240 mm2，铝400 mm2）将其与接地网可靠连接。接地线安装完成后，要求漆刷黄绿相间的油漆，清楚可见。短路板和离相母线外壳间焊接时必须满焊，不允许存在虚焊或断续焊现象，否则会导致封闭母线运行时母线外壳和支持钢结构发热。

4.9 穿墙结构的安装

乌东德离相封闭母线穿墙结构包括母线洞内穿墙母线结构、主母线穿主变室穿墙结构、Δ回路BC相间穿墙结构、Δ回路AB相间穿墙结构以及厂变分支穿墙结构等。穿墙结构由框架、穿墙板及穿墙密封条3部分组成。框架在母线安装就位前点焊在预埋件上，或用膨胀螺栓固定在墙壁上。母线安装调整完成后，安装穿墙板和框架，使其符合要求。安装时，穿墙板分板块间留间隙，穿墙密封条现场切割安装。穿墙板固定时，固定用大平垫、平垫、弹垫（镀锌去氢）均需按厂家到货材料及要求进行，并用螺栓将穿墙板与框架固定。穿墙板与母线外壳间安装穿墙密封条密封。

4.10 发电机出口屏蔽板安装

乌东德电站发电机出口额定电流为25 kA。大电流通过铝排产生交变磁场，磁场通过混凝土风罩内的钢构件等。由于涡流感应及磁滞损耗易发热产生环流，将影响发电机的工作稳定性。发电机出口铝屏蔽板到货后，对现场墙体进行放样、下料，现场开坡口焊接拼接。屏蔽板安装固定时采用非导磁性的螺栓固定。母线安装完成后进行封闭。

4.11 离相封闭母线其他配套设备的安装

离相封闭母线配套设备包括CT端子箱、测温装置、发电机出口PT柜、微正压装置及主变低压侧PLA柜等。

4.11.1 配套柜（电压互感器及避雷器柜、中性点设备柜等）的安装。安装前对设备进行外观检查，确保柜体及附件齐全、无锈蚀和机械损坏、绝缘检查良好等。电压互感器和避雷器的基座或支撑结构件在柜内和设备牢固连接，且设备间接线走向和布置需满足安全电气距离的有关要求。此外，互感器的变比分接头位置和极性应正确;进行各盘柜的内部装配，将各柜体外壳可靠接地;柜体安装就位后，将柜内铜排连接。电压互感器一次侧接地连接至工作接地铜排。

4.11.2 微正压装置的安装调试。在离相封闭母线外壳内充入干燥的压缩空气，使封闭母线外壳内空气保持微正压状态。根据厂家图纸，安装控制箱、有关管路及连接电路。安装时需注意管路及支撑绝缘子等的密封性。充气试验检查无误后，按要求进行调试。

4.11.3 电流互感器（Current Transformer，CT）的安装。离相封闭母线在发电机出口及主变低压侧均布置有电流互感器，按照厂家安装说明书及验收规范的规定进行安装。电流互感器安装前进行外观检查，要求本体及附件齐全、无锈蚀和机械损坏、绝缘良好。检查确保互感器的变比分接头位置正确。安装时，CT与母线导体同心，互感器极性正确，CT内侧的螺栓支撑垫板与母线可靠接触。互感器二次接线盒方向安装正确，检查二次接线端子连接螺栓无松动现象。接线排列整齐、美观，对地绝缘良好，标记清楚。按照规范要求将电流互感器进行可靠接地、接触良好。

4.12 安装完毕后的清扫与检查

离相封闭母线在吊装和调整过程中，分段母线两端要用防火布做好包裹防护，减少灰尘进入，以使外壳内部保持清洁。整套封闭母线安装完成后，彻底清扫相关设备，清除灰尘及杂物。外壳内及支撑绝缘子必须擦拭干净。封闭母线安装完成后外壳全部重新喷漆，要求喷漆均匀美观。喷漆完毕后，在母线的起眼处作相色标示2～3处，标志颜色为A相黄色、B相绿色、C相红色，标志形状为圆形。

4.13 检查试验

待全部安装工作完成后，离相封闭母线即可进行绝缘检查和工频耐压试验。试验时将离相封闭母线与各有关设备断口连接断开，做好安全防护工作。用规范要求测量导体对外壳（地）的绝缘电阻值，符合规范要求。按《高电压试验技术 第1部分：一般定义及试验要求》（GB/T 16927.1—2011）的要求进行额定1 min工频耐压试验。

5 结语

乌东德离相封闭母线安装施工工艺复杂，现场安装空间小，吊装难度大，焊接质量要求高。因此，施工中需对关键工序进行严格控制，合理安排安装工序，高质高效完成安装，避免返工浪费。封闭母线施工完成后运行良好，各项试验均一次性成功，保证了电厂顺利发电，可为类似机组封闭母线的安装提供参考。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.电气装置安装工程 母线装置施工及验收规范：GBJ 149—2010[S].北京：中国计划出版社，2010.

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[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.电气装置安装工程 电气设备交接试验标准：GB 50150—2016[S].北京：中国计划出版社，2010.

[4]国家能源局.铝母线焊接技术规范：DL/T 754—2013[S].北京：中国电力出版社，2013.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范：GB 50169—2016[S].北京：中国计划出版社，2010.

[6]国家能源局.电气装置安装工程 质量检验及评定规程 第8部分：盘、柜及二次回路接线施工质量检验：DL/T 5161.8—2018[S].北京：中国电力出版社，2018.

[7]中华人民共和国住房和城乡建设部.电气装置安装工程 电缆线路施工及验收标准：GB 50168—2016[S].北京：中国计划出版社，2016.