摘要：隨著水輪發(fā)電機組單機容量的不斷增大，額定電流也越來越大，延用已久的敞開式母線已滿足不了現代大型機組的要求。因敞開式母線發(fā)生相間短路，潮氣灰塵以及外物引起的接地等故障機率較大，對機組的安全運行非常不利。然而，離相式封閉母線三相彼此獨立，且導體被完全密封在鋁外殼內，從根本上消除了相間短路的可能性，同時在外殼內通以干燥的空氣，有效防止絕緣子結露，減少接地故障，提高了機組運行的安全可靠性。

關鍵詞：離相式封閉母線 安裝工藝 短路板 抱瓦

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0078-02

潘口水電站發(fā)電機出口電壓15.75kV，定子額定電流10182.5A，發(fā)電機與變壓器采用單元接線。從發(fā)電機定子引出線開始，經發(fā)電機斷路器成套裝置連接到主變低壓側及發(fā)電機母線引至電制動開關、電壓互感器柜、勵磁變壓器、限流熔斷器柜的各分支均采用離相式封閉母線（IPB）。

1 離相式封閉母線安裝前的檢查

1.1 外殼與導體的檢查

封閉母線到現場后檢查外殼及導體應無碰傷、變形；焊縫應無漏焊、裂紋、燒穿等；母線與設備的搭接面鍍銀層應平滑，無損傷、脫落、起皮等現象；母線外殼的內外表面、導體的外表面涂漆應均勻，無漏涂、爆皮、及漆皮脫落等現象；導體與外殼的同心度符合要求。

1.2 支持絕緣子的檢查

母線導體與外殼間的支持絕緣子檢查應無損壞、破裂，表面應清潔，無塵土、油垢及焊渣等；支持絕緣子與其底座的連接螺栓應緊固。

1.3 電流互感器的檢查

電流互感器檢查鐵芯應無損傷、變形、銹蝕，線圈表面絕緣完好，二次引出線連接應正確，備用線圈短路并可靠接地。

1.4 鋼構件的檢查

鋼構件的鍍鋅層應均勻，無爆皮，銹蝕現象，垂直度符合規(guī)定要求。

2 離相式封閉母線的安裝

2.1 吊支架安裝

復測母線吊支架基礎的距離和標高，若出現基礎誤差較大時，應進行處理。以B相母線為中心，向兩側平移得到A、C相中心，用墨斗彈出各相中心線位置。安裝吊支架前根據母線路徑的走向，測量出準確的位置，在已確定的位置上鉆孔。將吊支架與固定好的膨脹螺栓堅固，用水準儀根據設計標高對橫梁進行調整，使誤差控制在1mm以內。確定好支撐結構標高后，搭設鋼管腳手架，腳手架要牢固、可靠，并能防止母線臨時置放時塌落，還要滿足封閉母線對口焊接和調整的需要。

2.2 母線密封裝置及穿墻結構等部件的安裝

母線部件（絕緣子除外）如密封裝置、穿墻結構等應按制造廠提供的圖樣，在母線進入裝配位置前組裝完畢，同時套上活動套筒、鋁波紋管、外殼支持抱箍等部件。

2.3 母線安裝

封閉母線的導體和外殼是鋁質材料，導體與外殼是通過絕緣子支持固定的，整體強度較差。為防止吊裝和倒運過程中發(fā)生的碰撞，吊裝時用尼龍繩帶兩點同時起吊。

根據總裝配圖，逐段校對母線部件、相序、順序編號。安裝順序以發(fā)電機出口斷路器為基準，分別向發(fā)電機出口及主變方向進行。每一段母線在安裝前，均應仔細清掃母線內的灰塵和雜物，按出廠編號每一段母線的頭尾不能顛倒，同時按先內后外，先下后上之順序依次就位。組裝過程中，要使各段、各相的絕緣子位置保持一致，避免有明顯的彎曲，導致絕緣子因承受較大應力而受損。封閉母線就位后，仔細測量各段尺寸，并測設備間的距離，當出現誤差時，要仔細核對，盡量將誤差分配到斷口，嚴禁不經檢查隨意修改母線段。

2.4 母線調整

根據圖紙和說明書提供的尺寸，調整好母線各斷口間的間隙，盡量滿足說明書和規(guī)定要求。封閉母線的安裝必須做到橫平豎直，直線段母線中心彎曲偏差不超過母線段長度的0.2%。現場組裝時，除了母線抱箍扶正外，還用鋼板尺對兩斷口找直、找正或用拉線法判斷彎曲度。

母線段與段連接時，通過調整抱箍支架及絕緣子調整墊，使母線軸向同心位置尺寸誤差不超過±5mm，同時校對母線段與段之間的相互位置及距離。對于因運輸、吊裝可能產生的外殼的圓度變形應做圓度調整，特別是現場需焊接鋁波紋管的接口處，外殼圓度更應做仔細的調整。

短路試驗及接地刀用的靜觸頭，均應在導體就位后對其進行調整，待調整后再實施焊接，以避免試驗裝置和接地刀安裝困難。對于非標準母線、外殼轉角段等，在安裝調整的同時，根據實際需要截取所需要的角度和尺寸，保證連接后不使母線及外殼受到機械應力。

2.5 母線焊接

2.5.1 抱瓦焊接

先進行導體抱瓦的焊接，導體焊接完畢且超聲波無損檢測探傷結果和外觀檢查結果符合安裝說明書和有關國標的要求后再進行外殼焊接。焊接抱瓦前應清掃母線導體焊接后的焊渣、飛濺及內外表面的積塵、污物并清潔母線支持瓷瓶等。抱瓦的焊接點焊順序如圖1、2。

2.5.2 短路板和接地排的焊接

封閉母線現場裝配后，進行外殼短路板和接地排的焊接，具體位置應根據裝配結構圖確定。先將外殼處的油漆清潔干凈，保持短路板與母線互相垂直，并緊貼在封閉母線外殼上，短路板的焊接與母線焊接工藝相同。

2.6 母線連接

發(fā)電機出口與母線、斷路器兩側、主變壓器低壓側、各分支設備的連接均采軟連接，母線連接經耐壓實驗合格后再進行。伸縮節(jié)根據安裝位置的不同，規(guī)格，型號會有差異，安裝時必須按制造廠編號或要求選擇伸縮節(jié)，與設備連接時清除接觸面的氧化膜。螺栓緊固后，伸縮節(jié)應自然平整，接觸面用0.05mm塞尺塞入深度不應超過4mm。完成母線的連接后，套上外殼用密封活動套筒及密封橡膠件，并用緊箍箍緊，以實現外殼的密封。

3 離相式封閉母線焊接工藝

3.1 鋁及鋁合金焊接的特點

鋁是性能活潑的金屬，與氧氣有極強的親合力，在任何溫度下都會被氧化，在母材表面生成一層致密的氧化薄膜，在焊接時該氧化膜阻礙母材熔化和融合，不僅給焊接帶來困難，而且極易造成焊縫夾渣和未焊透缺陷。鋁在高溫下強度低、塑性差，但膨脹系數和結晶收縮率卻比鋼材大一倍，焊接過程中會產生較大的熱應力和變形，在脆性溫度區(qū)易產生結晶熱裂紋。

3.2 焊接工藝

3.2.1 坡口型式

封閉母線坡口在廠方已加工好，因鋁及鋁合金的流動性大并且焊接時采用的焊接工具噴嘴尺寸大，故坡口一般采用較小的根部間隙和較大的坡口角度。通常采用單V型坡口，角度在35～40°。

3.2.2 坡口清理

鋁及鋁合金的氬弧焊采用氬氣保護，使焊接熔池與空氣隔絕，保證熔池金屬不與氧氣發(fā)生反應生成氧化膜。因此，焊前必須對母材坡口及坡口內外壁50mm范圍內清理干凈，無油污及氧化膜。用丙酮、酒精或汽油將坡口擦干凈，起到清除油污、灰塵之目的，再用不銹鋼鋼絲刷打磨，直至露出鋁的金屬光澤為止。禁止用砂輪或砂紙打磨，坡口清理干凈后立即進行焊接，清理完的坡口要求在3～4h內焊完，否則必須進行重新清理。如果坡口或焊絲清理不干凈，焊后會出現焊縫表面不亮，并有灰黑色薄膜，產生夾渣、氣孔、未熔合等缺陷。

3.2.3 焊前預熱

為了使焊縫區(qū)域溫度達到焊接需要的溫度，防止焊接變形，減少產生氣孔，加快焊接速度，減少焊縫熔合區(qū)在高溫下的滯留時間，降低焊縫區(qū)合金元素的燒損，采用電加熱法對封閉母線焊前進行200～250℃的預熱。

3.2.4 焊接

在焊口預熱溫度達到要求后進行焊接，焊接順序如圖1、2。每個斷口焊縫應一次焊完，除瞬間斷弧外不得停焊，母線焊完后未冷卻之前，不得移動或受力。每個斷口焊完后，其焊縫及鄰近區(qū)在冷卻后應立即進行補漆。全部安裝完成清理后，在母線的兩端和中間適當部位涂相序色標環(huán)。

4 現場試驗

封閉母線試驗前應檢查外殼、絕緣子、密封結構應完整、清潔、無積塵、污物。接地刀封閉前，要檢查接地刀的抽插良好及鎖緊裝置可靠，保證完整、良好、安全。

4.1 絕緣電阻測試

安裝完畢后用2500V兆歐表測量每相導體對外殼的絕緣電阻，其值不小于100MΩ。

4.2 工頻耐壓試驗

交流試驗耐壓值為出廠試驗耐壓值的75%。

4.3 微正壓母線氣密試驗

微正壓封閉母線氣密試驗應在外殼完全封焊及接地刀罩安裝封閉完成之后，進行氣密封試驗。利用空壓機或其它氣源設備，通過微正壓裝置往母線外殼內充氣，外殼內充以壓力為1500Pa的壓縮空氣。同時用肥皂水進行檢查外殼焊縫、絕緣子、盤式絕緣子、法蘭等其它裝配連接密封面，如存在漏點，停止充氣后進行漏點密封處理。

4.4 淋雨試驗

封閉母線戶外部分外殼（針對焊縫、外殼連接，絕緣子安裝孔，檢修孔等）進行人工淋雨試驗，試驗時用直徑2.5cm的軟管，通過距外殼為3m的噴嘴，將水從與水平面成45°角的方向噴出，水壓保持在1.1MPa，沿母線長度方向兩側連續(xù)噴淋5min后，外殼內部不應有進水痕跡。

5 結語

離相式封閉母線均為整體結構，現場只需進行斷口處的焊接。因此，安裝質量是后期運行安全可靠性的關鍵，為使安裝能順利進行，安裝前應仔細對封閉母線內部進行認真細致的清理，分段耐壓試驗合格后再進行母線的就位安裝。母線及外殼的焊接應由經考試合格的焊工進行，當環(huán)境溫度低于10℃時，為保證焊接質量，應有焊前加溫及焊時保溫措施。

參考文獻

[1] GB8349-87離相封閉母線.中華人民共和國水利水電部.1988-05-01.

[2] GB50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準[S].中華人民共和國建設部.2006-11-01.