胡 昊，劉澤陽，覃 驍(湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司，湖北 宜昌 443000)

水布埡電廠4臺(tái)機(jī)組發(fā)電機(jī)出口至主變壓器低壓側(cè)采用封閉母線連接，如圖1。由江蘇長(zhǎng)江沃特電氣有限公司生產(chǎn)。封閉母線型號(hào)：QLFM-16000/8000，外殼直徑1 200 mm，導(dǎo)體直徑650 mm，額定電壓24 kV，額定電流16 000 A，于2007年7月正式投入運(yùn)行。

封閉母線由發(fā)電機(jī)出口至主變壓器低壓側(cè)，全長(zhǎng)共251.98 m，其中垂直段高度117.2 m，上水平段107.28 m，下水平段長(zhǎng)度27.5 m。

1 封閉母線故障現(xiàn)象

在2017年7月1F機(jī)組在開機(jī)過程中發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)信號(hào)動(dòng)作，無法正常開機(jī)。在隨后的搶修中，通過逐步檢查，在拆除變壓器低壓側(cè)及發(fā)電機(jī)出口軟連接后，通過5 kV兆歐表測(cè)量發(fā)電機(jī)至封閉母線的絕緣電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)母線絕緣偏低，其中B相絕緣為0(見表1)。

圖1 封閉母線結(jié)構(gòu)圖

隨即對(duì)封母內(nèi)的絕緣子進(jìn)行抽樣檢查，在檢查中發(fā)現(xiàn)絕緣子、母線及外殼內(nèi)壁上結(jié)有大量水珠，因此判定封閉母線絕緣降低是由于母線內(nèi)部受潮所致。

2 原因分析

水布埡水電站為地下式廠房，整段封閉母線都安裝在山體內(nèi)部，而且1F封閉母線處于山體最內(nèi)側(cè)，空氣濕度較大，常年平均濕度為70%，母線運(yùn)行時(shí)平均溫度為60℃。當(dāng)母線運(yùn)行時(shí)，周圍的空氣溫度較高，濕度達(dá)到相對(duì)平衡；機(jī)組停止運(yùn)行后，封閉母線內(nèi)溫度逐漸降低，周圍空氣中的水汽壓力逐漸達(dá)到飽和狀態(tài)，則會(huì)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。當(dāng)溫度持續(xù)降低至環(huán)境溫度后，空氣中的水分就會(huì)在母線、絕緣子表面及外殼內(nèi)壁上凝結(jié)大量水珠，直接導(dǎo)致母線的絕緣降低[1]?，F(xiàn)對(duì)封閉母線受潮現(xiàn)象進(jìn)行分析：

1)封閉母線密封不嚴(yán)。由于機(jī)組設(shè)計(jì)原因，1F封閉母線長(zhǎng)達(dá)251.98 m，母線上支撐絕緣子240個(gè)，支柱絕緣子945個(gè)，絕緣子固定螺栓密封及法蘭密封共計(jì)3 000多處。由于安裝工藝及密封老化等情況，導(dǎo)致封閉母線多處漏氣。

發(fā)電機(jī)出口、勵(lì)磁變、電壓互感器、廠用變、主變壓器等設(shè)備安裝的盤式絕緣子與封閉母線的隔斷處使用的橡膠密封，因受導(dǎo)體發(fā)熱、環(huán)境因素的影響及材料本身材質(zhì)等問題，密封經(jīng)常破損、斷裂，更換周期不到1年。

這一系列問題導(dǎo)致封閉母線“千瘡百孔”，使得空氣中的粉塵和雜質(zhì)進(jìn)入封閉母線內(nèi)部，在母線、絕緣子上形成污穢層，并且導(dǎo)致大量水分直接附著在母線及絕緣子表面，導(dǎo)致母線絕緣下降[2]。

2)微正壓裝置的不正常運(yùn)行。水布埡電廠4臺(tái)機(jī)組設(shè)有4臺(tái)干燥裝置，共用3個(gè)空壓機(jī)，由于封閉母線體積大、漏氣點(diǎn)多，微正壓裝置經(jīng)常超負(fù)荷工作，只能在機(jī)組檢修期間分別循環(huán)投用。而且水布埡電廠屬于調(diào)峰調(diào)頻的電站，開停機(jī)比較頻繁，以往在停機(jī)后并沒有投入微正壓，因此在開機(jī)時(shí)母線發(fā)生受潮，導(dǎo)致開機(jī)故障報(bào)警。

3 處理對(duì)策

在判斷機(jī)組故障原因后，參考以往處理設(shè)備因受潮而導(dǎo)致絕緣降低的例子，決定以碘鎢燈進(jìn)行局部加熱，并在下平段投置除濕機(jī)降低空氣中的濕度，并通過熱風(fēng)機(jī)送風(fēng)至封閉母線內(nèi)部，來達(dá)到干燥效果。

在持續(xù)處理期間，不定時(shí)測(cè)量母線絕緣，監(jiān)測(cè)母線絕緣情況。通過表2在加熱處理中看到A、B兩相絕緣增長(zhǎng)緩慢；而C相因受潮程度相對(duì)較低，通過加熱后絕緣上升較快，并在絕緣合格后投運(yùn)微正壓裝置。在2018/07/23-22:00到2018/07/24-03:30這段區(qū)間內(nèi)，C相停止加熱后到微正壓投運(yùn)時(shí)，絕緣情況隨著母線溫度的降低而下降，經(jīng)過微正壓的干燥后逐漸恢復(fù)正常。隨后對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行分析得出：

在對(duì)封閉母線處理時(shí)，通過在封閉母線下平段底部加熱，用熱風(fēng)機(jī)將置換出的水分送到垂直段打開的臨時(shí)出氣口。母線經(jīng)過加熱后，局部溫度上升，水分逐漸揮發(fā)，空氣內(nèi)包含的水分大幅度增加。由于封閉母線及外殼都是鋁制，散熱效果好，在離加熱點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方就會(huì)出現(xiàn)降溫。隨著送風(fēng)溫度逐漸降低，空氣中的水分又重新凝結(jié)在母線內(nèi)部[3]。

表2 加熱處理時(shí)母線絕緣試驗(yàn)表 MΩ

由于母線太長(zhǎng)，且垂直段存在煙道效應(yīng)，處理時(shí)未考慮到母線的實(shí)際情況，導(dǎo)致母線降溫太快，所以干燥效果不明顯。

因此對(duì)處理措施進(jìn)行了修正，將三相微正壓裝置同時(shí)投運(yùn)，利用微正壓系統(tǒng)，將干燥空氣從母線的上平段處送至下平段，且在發(fā)電機(jī)出口處開設(shè)一處出氣孔，增加水分置換速率。事實(shí)證明，經(jīng)過1 d的干燥后，1F封閉母線絕緣基本合格。隨后對(duì)母線進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格，直至成功開機(jī)(見表3)。

表3 耐壓試驗(yàn)前后母線絕緣表 MΩ

4 防范措施

1)微正壓裝置合理的投運(yùn)方式。在機(jī)組停機(jī)后，立即投入微正壓裝置，保證封閉母線的熱量能及時(shí)散發(fā)，從而盡量使母線內(nèi)部的溫度、濕度與環(huán)境保持相對(duì)平衡。

在機(jī)組檢修期間長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)的情況也應(yīng)投入微正壓，避免因晝夜溫差導(dǎo)致母線受潮。如停運(yùn)機(jī)組較多，微正壓裝置采用循環(huán)投運(yùn)方式時(shí)，至少在機(jī)組開機(jī)前能進(jìn)行一段時(shí)間的干燥，以保證開機(jī)前的母線絕緣能符合標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)影響正常開機(jī)[4]。

2)密切關(guān)注封閉母線密封情況。在巡檢或者檢修中，重點(diǎn)檢查廠用變、勵(lì)磁變、電壓互感器、主變壓器等設(shè)備與封閉母線使用的橡膠密封套。并聯(lián)系生產(chǎn)廠家選擇合適的新密封材料，更換原有密封套。

檢查微正壓裝置啟動(dòng)間隔時(shí)間及密封效果，密封時(shí)間太長(zhǎng)則不利于母線內(nèi)部水分的置換；密封時(shí)間短，泄漏量過大，導(dǎo)致母線容易受潮，且微正壓裝置啟動(dòng)頻繁，不利于微正壓裝置正常運(yùn)行[5]。

3)絕緣子檢查。在檢修期間對(duì)封閉母線絕緣子進(jìn)行檢查清掃，并更換絕緣子上所用的密封圈。重點(diǎn)檢查勵(lì)磁變、電壓互感器、廠用變、主變壓器安裝的盤式絕緣子，檢查水平方向的盤式絕緣子傘裙間是否有積灰、積水，以免發(fā)生閃絡(luò)事故。

5 結(jié) 語

雖然在以往處理小型設(shè)備受潮使用的加熱干燥時(shí)，效果立竿見影，但是對(duì)于散熱快、面積大的設(shè)備，效果甚微。所以今后在處理類似缺陷時(shí)，應(yīng)該結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)及運(yùn)行工況來采取有效的干燥措施，可以選擇風(fēng)干、水分置換等其他干燥手段，從而避免盲目性的工作。在后續(xù)的工作中，應(yīng)根據(jù)設(shè)備缺陷制定出相應(yīng)防范措施，杜絕受潮、絕緣降低缺陷再次發(fā)生，為機(jī)組的安全運(yùn)行做好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。