李春華 吳守銀 符強(qiáng)

摘要：本文重點(diǎn)介紹揚(yáng)州二電廠備用電源共箱封閉母線的結(jié)構(gòu)型式，分析該廠共箱封閉母線經(jīng)常絕緣低的原因；選擇澆注母線[1]解決原共箱封閉母線絕緣低的理由；采用全絕緣澆注母線進(jìn)行換型改造能夠提高備用電源供電的安全可靠性，值得在安全要求高的電力系統(tǒng)中進(jìn)行推廣和應(yīng)用。`

關(guān)鍵詞：共箱母線；絕緣低；澆注母線；安全可靠

概述：

揚(yáng)州第二發(fā)電廠備用電源是通過2臺(tái)220kV/10.5kV/3.15kV啟備變將電網(wǎng)電壓由220kV變?yōu)?0.5kV和3.15kV，為#1、#2機(jī)組啟動(dòng)或檢修提供電源。

啟備變低壓側(cè)通過共箱封閉母線沿汽機(jī)房A排外送至#1、#2機(jī)組室內(nèi)對(duì)應(yīng)的廠用電母線備用進(jìn)線開關(guān)柜內(nèi)。該廠共箱母線母線單段長度在300米左右，絕大部分懸吊在室外。該廠共箱封閉母線是由美國TECHNIBUS公司制造，其截面圖如下圖所示：

該型共箱封閉母線的組成情況：

每相有兩根導(dǎo)體，導(dǎo)體材質(zhì)為：鋁質(zhì)（10.5kV）、銅質(zhì)（3.15kV）導(dǎo)體，導(dǎo)體表面有噴涂層（接頭除外）；

箱體：為鋁合金箱體，正面蓋板與箱體間用螺絲固定；

支撐絕緣子：主絕緣子是FIBERGLASS（玻璃纖維）材料，10.5kV封閉母線內(nèi)有陶瓷絕緣子插件；

箱內(nèi)附件：布有電加熱器和伴熱電纜；

箱體背面布有少數(shù)呼吸孔或通風(fēng)孔（孔徑約為4厘米）。

1、設(shè)備運(yùn)行情況：

電廠啟備變低壓側(cè)10.5kV共箱封閉母線自從1998年安裝投運(yùn)以來，在運(yùn)行中多次發(fā)生絕緣低故障。其中：啟備變12A低壓側(cè)共箱封閉母線12AX段發(fā)生了3次絕緣擊穿故障、啟備變12B低壓側(cè)共箱封閉母線12BX段發(fā)生了5次絕緣擊穿故障，嚴(yán)重地影響著#1、#2機(jī)組和其他系統(tǒng)用電設(shè)備的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

2.共箱封閉母線絕緣低及其故障原因分析：

啟備變共箱封閉母線在運(yùn)行中發(fā)生故障的直接原因是母線絕緣低。而導(dǎo)致母線絕緣低的主要因素主要有以下幾個(gè)方面：

2.1 封閉母線的外殼密封不嚴(yán)（有出氣孔），封閉母線內(nèi)部與大氣相通。在天氣濕度大時(shí)，濕氣容易侵入；在雨水天氣，特別是在暴雨的情況下，雨水容易沿箱體滲入。所以在陰雨天氣，容易發(fā)生母線絕緣低現(xiàn)象。這是電廠共箱封閉母線絕緣低的首要因素。

2.2 共箱封閉母線安裝在主廠房的北側(cè)，長年處于受陰面，特別是在連續(xù)陰雨期間，封閉母線內(nèi)的濕氣在得不到及時(shí)散去的情況下，會(huì)使共箱封閉母線的絕緣能力下降更加嚴(yán)重，這是電廠共箱封閉母線絕緣低的第二個(gè)主要因素。

2.3 備用母線常年處于備用空載狀態(tài)，只有在#1或#2機(jī)組停運(yùn)時(shí)，母線上才有電流通過，所以，母線導(dǎo)體自身發(fā)熱不足，是該母線絕緣低的第三個(gè)因素。

2.4 省內(nèi)外其他電廠備用電源共箱母線電壓等級(jí)多數(shù)為6.3kV，而揚(yáng)州二電廠經(jīng)常發(fā)生故障的共箱封閉母線的電壓等級(jí)為10.5KV，比其他電廠電壓等級(jí)高，從而吸塵也較多；在母線絕緣低時(shí)，容易發(fā)生絕緣擊穿故障。這是該廠共箱封閉母線在運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生絕緣故障的第四個(gè)因素。

2.5 根據(jù)對(duì)國內(nèi)其他電廠的收資調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，該電廠的封閉母線是進(jìn)口封閉母線，上、下或前、后蓋板均為整塊活蓋板，板與板之間用“U”槽蓋板聯(lián)結(jié)，封閉母線段與段間設(shè)置軟聯(lián)結(jié)，國內(nèi)無類似結(jié)構(gòu)，下蓋板或后蓋板上設(shè)有帶濾網(wǎng)的“O”型呼吸孔。該型母線從外表上看是密封的，實(shí)質(zhì)上是不密封的母線。

而國內(nèi)生產(chǎn)的共箱封閉母線，每段是焊接式結(jié)構(gòu)、正面留有“凸”形方孔，在“凸”形方孔上外加蓋板（供安裝或檢修時(shí)用），由于蓋板處存在密封不嚴(yán)的問題，致使該型共箱母線存在絕緣偏低的共性問題。

3.提高電廠備用電源共箱封閉母線供電安全及可靠性方案的選擇：

為了提高啟/備變12A/12B低壓側(cè)10kV共箱封閉母線的絕緣性能、不再發(fā)生母線絕緣低擊穿故障，電廠技術(shù)人員對(duì)國內(nèi)沿海、沿江的部分電廠（浙江溫州、臺(tái)州電廠，江蘇諫壁、利港、望亭、呂四港、靖江電廠，上海石洞口二廠、外高橋三廠，廣東珠海金灣電廠、惠州天然氣發(fā)電廠和廣西防城港電廠）進(jìn)行了收資和調(diào)研。

3.1被收資調(diào)研電廠的反映情況：

3.1.1共箱封閉母線電廠反映情況：

浙江溫州、臺(tái)州電廠，江蘇諫壁、利港電廠（二期）使用的共箱封閉母線存在受潮、結(jié)露、進(jìn)水及母線絕緣低等問題。

3.1.2電纜母線電廠反映情況：

江蘇利港（一期）、望亭電廠，上海石洞口二廠、外高橋三廠使用的電纜母線絕緣性能穩(wěn)定，運(yùn)行中從未出現(xiàn)過絕緣低問題。

3.1.3澆注母電廠反映情況：

廣東金灣電廠、惠州天然氣發(fā)電廠和廣西防城港電廠在新建或擴(kuò)建時(shí)就選用了澆注母線，浙江溫州電廠、臺(tái)州電廠分別在2005年和2006年將廠用共箱母線、備用共箱母線、勵(lì)磁母線改為澆注母線。他們使用的澆注母線絕緣性能穩(wěn)定，不存在絕緣低問題。

3.2收資調(diào)研的結(jié)論：

3.2.1共箱母線在運(yùn)行中普遍存在絕緣低的現(xiàn)象。如果不對(duì)其進(jìn)行換型處理，現(xiàn)場是無法解決其密封不嚴(yán)的問題。

3.2.2電纜母線、澆注母線在運(yùn)行中不存在絕緣低問題。這兩種母線的安全性能高，且維護(hù)工作量小。

3.2.3因此，采用全絕緣澆注母線和電纜母線能夠保證母線的絕緣性能，對(duì)機(jī)組及其他用電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行是有益的。

3.3方案的選擇：

盡管全絕緣澆注母線和電纜母線性能好，安全可靠性高，且用其改造時(shí)的投資成本差不多，但如果采用電纜母線進(jìn)行現(xiàn)場改造，由于電纜必須整根敷設(shè)，并需要將啟備變長時(shí)間（至少1個(gè)月）停運(yùn)，因此，對(duì)#1、#2機(jī)組的安全運(yùn)行極其不利。

而采用澆注母線進(jìn)行改造時(shí)，由于澆注母線可分段安裝，只有在其與變壓器低壓側(cè)、與廠用母線備用進(jìn)線開關(guān)柜搭接時(shí)需要變壓器停電（每臺(tái)變壓器只需停運(yùn)7天左右），因此，對(duì)#1、#2機(jī)組的安全運(yùn)行影響程度小。

另外，全絕緣澆注母線重量比電纜母線輕，比原有母線的重量略重，對(duì)現(xiàn)有支吊架載荷的影響較小、現(xiàn)場加固容易。

經(jīng)過省內(nèi)外專家研討和評(píng)審后認(rèn)為，選用全絕緣澆注母線對(duì)原共箱封閉母線進(jìn)行換型改造是電廠的唯一方案。

4.現(xiàn)場實(shí)施情況：

4.1設(shè)備招標(biāo)和定標(biāo)：電廠于2017年底經(jīng)過公開招標(biāo)，最后確定選用鎮(zhèn)江華東電力設(shè)備制造廠有限公司制造的三相一體全絕緣澆注母線[2]對(duì)原有共箱封閉母線進(jìn)行換型改造。

4.2現(xiàn)場改造方法是：

4.2.1請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)院對(duì)原有共箱封閉母線的鋼支架進(jìn)行荷載核算并進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸烫幚怼?/p>

4.2.2在原有共箱封閉母線的上方或側(cè)面設(shè)置新母線（澆注母線）安裝鋼支架。

4.2.3對(duì)帶電運(yùn)行的共箱封閉母線進(jìn)行防護(hù)處理（防落物砸壞其他運(yùn)行設(shè)備和保證施工人員的人身安全等）。

4.2.4在新設(shè)置的澆注母線的安裝鋼支架上安裝澆注母線（與變壓器低壓室、開關(guān)室備用進(jìn)線柜及母線三通的接口部除外的部分）。

4.2.5先停運(yùn)啟備變12A（停運(yùn)時(shí)間大約為7天），完成澆注母線與變壓器低壓室、開關(guān)室備用進(jìn)線柜及母線三通的接口處對(duì)接和電氣交接試驗(yàn)工作；最后，完成澆注母線與變壓器低壓室、開關(guān)室備用進(jìn)線柜的連接工作，并使啟/備變12A受電并恢復(fù)其正常運(yùn)行方式。

4.2.6在完成啟備變12A低壓共箱封閉母線改為澆注母線工作并成功后，再停運(yùn)啟/備變12B，完成澆注母線與變壓器低壓室、開關(guān)室備用進(jìn)線柜及母線三通的接口處對(duì)接等相關(guān)工作，直到受電成功。

4.2.7拆除啟備變12A、12B低壓側(cè)原有的10.5kV共箱封閉母線（拆除方法：分段解體、分部移出；同時(shí)，注意不傷害其他廠用共箱封閉母線和新安裝的澆注母線）。

4.2.8拆除所有設(shè)腳手架并對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行恢復(fù)和清理。

4.3最終完成時(shí)間：經(jīng)過電廠檢修人員和鎮(zhèn)江華東電力設(shè)備制造廠有限公司設(shè)計(jì)和現(xiàn)場組裝施工人員的共同努力，歷時(shí)3個(gè)多月，于2018年1月底順利完成電廠備用電源10.5kV共箱封閉母線的換型改造工作。

5.實(shí)施效果：

5.1改造中使用的全絕緣封閉母線結(jié)構(gòu)圖見以下組圖：

5.2全絕緣澆注線改造后的局部實(shí)況圖：

5.3電廠用新型的全絕緣澆注母線對(duì)備用電源原有10.5KV共箱封閉母線進(jìn)行換型改造后，徹底地解決了長期困擾該電廠封閉母線絕緣低的問題，在2018年10月份停電期間，測其各相對(duì)地及相間絕緣電阻均在30G?以上，從而為該廠#1、#2機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的技術(shù)保障。

6.結(jié)論

全絕緣澆注母線有優(yōu)越的電氣絕緣性能、機(jī)械性能及良好的散熱性能、且防水、防火、防爆、防腐蝕[2]，占用空間小、便于現(xiàn)場布置安裝；用其進(jìn)行換型改造，能有效地解決原共箱母線絕緣性能低的問題。澆注母線具有免維護(hù)的特點(diǎn)，它能大大降低電廠后期的維護(hù)成本。澆注母線能保證供電設(shè)備的安全可靠性，給用電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行能提供技術(shù)保障。

總之，新型的全絕緣澆注母線值得在安全要求高的電力系統(tǒng)中進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 林建，程強(qiáng)，宋鵬飛，等.壓水堆核電廠常規(guī)島用全絕緣中壓澆注母線技術(shù)要求[M].NB/T 25076-2017.北京：中國電力出版社，2018：2.

[2] 鎮(zhèn)江華東電力設(shè)備制造廠有限公司.全絕緣澆注母線安裝、使用、維護(hù)說明書[M].QJZMX-GY-02.，第二版.鎮(zhèn)江：2016：1.

作者簡介：李春華（1970～），男，江蘇泰興人，大學(xué)本科，工程師，從事電力設(shè)備檢修和管理。

吳守銀（1964～），男，江蘇建湖人，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，從事電力設(shè)備檢修和管理。

符強(qiáng)（1983～），男，江蘇丹陽人，大學(xué)本科，工程師，從事項(xiàng)目工業(yè)工程技術(shù)管理。

（作者單位：1.江蘇國信揚(yáng)州發(fā)電有限責(zé)任公司；

2.鎮(zhèn)江華東電力設(shè)備制造廠有限公司）