楊家菊

摘 要：烏東德右岸電站離相封閉母線主母線外殼尺寸1 600 mm/1 200 mm，額定電流大。母線洞內(nèi)設備布置緊湊，主變洞低壓側(cè)母線安裝高度高，母線的調(diào)整就位以及抱瓦、清掃等均為高空作業(yè)，施工難度大。因此，保證封閉母線安裝質(zhì)量及安裝效率是封閉母線安裝的控制重點。本文對烏東德右岸電站封閉母線安裝工藝及質(zhì)量控制進行了詳細介紹。

關鍵詞：離相;封閉母線;支架;焊接;吊裝;同心度

中圖分類號： TM645.11文獻標識碼：A文章編號：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

烏東德右岸水電站共安裝6臺單機容量為850 MW的立軸混流式水輪發(fā)電機組。離相封閉母線及附屬設備的安裝主要包括主回路母線（含主變低壓側(cè)△連接母線）、分支母線（含GEBS三相短接母線）、主回路電流互感器、勵磁變壓器、電壓互感器（Potential Transformer，PT）柜、制動開關、微正壓裝置、設備固定支架、吊架、短路板、穿墻及穿樓板密封結構等。

離相封閉母線水平段布置在母線洞內(nèi)及主變洞內(nèi)。母線洞位于主廠房的下游側(cè)，地面高程與主廠房出線層相同，并連通主廠房和主變洞室。在母線洞內(nèi)，離相封閉母線通過分支母線分別與勵磁變壓器、PT柜、電氣制動開關裝置以及高壓廠用變壓器等連接。

1 技術參數(shù)

離相封閉母線安裝技術參數(shù)，如表1所示。

2 施工條件

施工主要滿足以下4個條件：①母線洞土建基礎施工完成并驗收合格;②發(fā)電機出口定子引出線已安裝完成;③發(fā)電機斷路器（Generator Circuit Breaker，GCB）上游側(cè)母線安裝，在母線洞內(nèi)布置的廠用電設備及發(fā)電電壓設備均未進場，GCB下游側(cè)母線安裝，在主變洞內(nèi)主變壓器已安裝完成并驗收[1];④母線已到貨，開箱清點完畢。

3 施工準備

施工前要做好以下準備工作。①對設計院圖紙及廠家圖紙中的安裝尺寸、布置位置及樁號等進行仔細閱讀、檢查，發(fā)現(xiàn)其中可能存在的缺陷錯誤及時上報。②仔細閱讀安裝使用說明書，如有疑問，在廠家的技術交底中提出并落實。③將設計院的母線布置圖及母線廠家提供的總布置相結合，核查現(xiàn)場土建預留孔洞、設備基礎、設備及安裝支、吊架的預埋板或預埋插筋，核對并確定埋件位置、材料與圖紙相符，同時充分了解埋板或插筋等的功能或作用。④離相封閉母線安裝前，需要準備好汽車吊、卷揚機、鏈條葫蘆、逆變焊機、氬弧焊機（雙脈沖氣體保護焊機）、氬氣、電烤箱、尼龍吊帶、吸塵器、電力復合脂、水準儀、力矩扳手、交直流耐壓設備、液壓叉車、移動式腳手架及其他常用工具[2]。⑤準備好鋁母線焊接工藝及相關要求的合格焊工。⑥對于母線洞內(nèi)安裝施工期間的臨時照明，沿母線洞布置一圈燈帶，在母線洞靠樓梯側(cè)安裝兩盞800 W泛光燈，局部照明采用36 V低壓行燈。⑦在母線洞兩端設備用防火布進行封堵，將母線洞布置成一個封閉的安裝空間;在母線洞的施工設備采用定置化管理，有序放置施工地器具及材料等。⑧在母線洞內(nèi)適當位置布置一臺鼓風機，用以排除母線焊接時的煙塵。⑨封堵母線洞內(nèi)所有地面孔洞;每天安排專人定時清掃母線洞地面[3];用吸塵器除去封閉母線、發(fā)電電壓設備和斷路器設備表面灰塵及雜物，以達到母線洞內(nèi)施工環(huán)境防塵效果，保護電站設備。⑩離相母線無法在一個月內(nèi)安裝就位的，有鍍銀面出線端子的母線段需要保存在干燥的倉庫;每一個月需要檢查一次出線端子的鍍銀面，如發(fā)現(xiàn)鍍銀面保護層破損、鍍銀面保護劑干枯，需要重新涂抹鍍銀面保護劑并包扎，待需要安裝時再運輸至就位位置，并要避免日曬雨淋[4]。

4 施工工藝及方法

4.1 測量放點

根據(jù)離相母線布置圖計算母線安裝的中心數(shù)據(jù)，由專業(yè)測量工用全鉆儀測量放點。母線中心線及標高以發(fā)電機中心及標高為基準來確定，同時核對主變壓器的縱向、橫向中心線，并與廠用高壓變壓器、勵磁變等分支母線的縱向、橫向中心線進行核對。此外，校核發(fā)電機出口發(fā)電機定子引出線尺寸及封閉母線圖紙中心尺寸一致;檢查并確保離相母線洞內(nèi)各電壓設備的預埋基礎位置與母線布置安裝位置一致;檢查發(fā)電機斷路器前端預留孔洞的大小及高程;檢查主變壓器低壓側(cè)母線連接各處的孔洞大小、高程，如有偏差，則進行處理;測量主變壓器低壓側(cè)套管的橫向、縱向中心線與離相封閉母線中心線一致。

4.2 吊裝設備布置

離相母線支架安裝及母線安裝均在高空進行，安裝時起吊設備及起吊點的布置是離相母線安裝的關鍵點。對母線洞內(nèi)已有的預埋板進行拉力試驗校核，確保預埋基礎板的牢固性。沒有預埋板的則在母線洞頂安裝吊裝錨鉤，用膨脹螺栓固定，同時進行拉力試驗，以確保安裝牢靠。在母線洞內(nèi)沿母線安裝方向用移動式腳手架搭設鋼排架。移動腳手架最上層安裝防護欄桿和踢腳板，以保護人員，防止工器具墜落，同時移動腳手架用鋼管搭設斜支撐進行固定。在鋼支架安裝埋板附近用膨脹螺栓安裝吊耳，吊耳上掛裝1 t的手動拉鏈葫蘆以吊裝母線。

4.3 支、吊架安裝

在母線洞頂通過已定好的基準樁號和高程，確定每個支、吊架的安裝位置并做好標記[5]。母線洞內(nèi)固定支架為10#熱浸鍍鋅槽鋼，焊接在熱浸鍍鋅固定板上（300 mm×300 mm Q235 [δ]10）;用化學錨栓M16×125/38 mm固定在母線洞頂。母線洞頂支架安裝固定示意圖，見圖1。

垂直段支撐直接焊接在預埋鐵板凳上，由專業(yè)焊工進行焊接。焊接完畢后，對焊接損傷的鍍鋅表面用無機富鋅漆進行修補。用經(jīng)緯儀測量支、吊架的中心線，固定鋼抱箍的支架面高程偏差不超過±3 mm，構架中心偏差不超過±5 mm。母線洞頂部的化學錨栓采用螺桿HAS M16×190 mm搭配膠囊安裝?；瘜W錨栓的安裝參數(shù)如圖2所示，其中[d0]為鉆孔孔徑，[h0]為埋深（準確值），[hmin]為墻厚最小值，[Tmax]為最大緊固力矩。

安裝化學錨栓時必須做好以下工作：①鉆孔深度達到所需深度，將螺桿放入孔內(nèi)檢查孔深，并向孔內(nèi)注入壓縮空氣吹出灰塵;②安裝膠囊，電錘上安裝定形工具，將螺桿插入工具中;③用電錘（250～1 000 r/s）將螺桿達到孔底后靜置固化（達到固化時間才能拆除定型工具）;④化學錨栓安裝完成后進行拉拔試驗，達到設計承受力值。如實際需要切割構架材料時用切割機進行，不得用水焊設備切割，以免破壞材料的鍍鋅層。

4.4 轉(zhuǎn)運、檢查及安裝順序

4.4.1 轉(zhuǎn)運。封閉母線運至安裝間卸貨。位于母線洞（816.40 m高程）內(nèi)的離相封閉母線（Isolated Phase En-closed Bus，IPB）及其附屬設備利用主廠房的運輸通道運至相應機組段，從機組段發(fā)電機層（823.20 m高程）的吊物孔吊至816.40 m高程（出線層和母線洞），采用液壓小車進行母線轉(zhuǎn)運。轉(zhuǎn)運時在小車上墊橡皮，避免傷及母線外殼。同時，在母線兩側(cè)墊楔子板，防止母線滾動[6]。

PT/避雷器柜布置在母線洞下游側(cè)主變洞室端，位于主變運輸通道旁，且地面與主變運輸通道同高（823.20 m高程）。PT/避雷器柜從主變運輸通道運輸就位。位于主變洞室部位的IPB及其附屬設備用貨車運輸至主變運輸通道內(nèi)，采用汽車吊卸貨、吊裝就位。

4.4.2 檢查。封閉母線到貨后，聯(lián)系廠家、監(jiān)理對母線外觀進行檢查。①母線外觀無變形、無凹坑等缺陷，如母材有缺陷和變形，在母線安裝前進行修復、矯正。②用高壓搖表檢查支撐絕緣子的絕緣及密封程度并緊固。③檢查引出端軟連接的固定孔和螺栓大小是否一致。封閉母線及附件轉(zhuǎn)運至安裝現(xiàn)場后，若不能及時安裝，需要保持包裝完好。

4.4.3 安裝順序。離相封閉母線從發(fā)電機機端引出后，以三相水平排列方式穿越主廠房，沿母線洞向下游一直水平引至下游側(cè)端部后轉(zhuǎn)直角彎上引，再轉(zhuǎn)直角彎成水平向與發(fā)電機斷路器連接，之后再轉(zhuǎn)直角彎上引，再變成水平向與主變壓器連接（三相母線成△連接）。烏東德右岸電站為地下電站，為降低工程造價，洞室內(nèi)設備較為緊湊。母線洞內(nèi)設備布置見圖3。

根據(jù)離相封閉母線設備的布置位置，母線安裝分兩大段：①發(fā)電機側(cè)母線洞內(nèi)，發(fā)電機出口至發(fā)電機出口斷路器GCB處;②主變側(cè)主變洞內(nèi)，發(fā)電機出口斷路器GCB到主變壓器低壓側(cè)。母線開始安裝時，由技術人員根據(jù)設備到貨、安裝進度、廠家分段表、相序編號方向、標志及安裝位置，合理組織安排母線的吊裝、轉(zhuǎn)運的進場順序。因母線洞內(nèi)布置設備較多，母線安裝時必須考慮其存放空間及起吊距離。根據(jù)電站安裝進度，離相封閉母線必須提前到貨，并在母線洞內(nèi)相關設備未進場前優(yōu)先安裝母線。主變壓器安裝就位試驗合格后，主變洞內(nèi)的母線進場安裝。

4.5 母線的吊裝

母線洞內(nèi)封閉母線中心距地約4.18 m。母線吊裝時，在母線洞頂部適當位置安裝起吊吊耳，在吊耳上掛裝鏈條葫蘆吊裝各段封閉母線就位。主變洞內(nèi)封閉母線中心距地9.65 m，母線吊裝、安裝時利用主變洞內(nèi)橫梁搭設鋼平臺，在安裝的吊耳和鋼支架上掛裝鏈條葫蘆吊裝母線就位。

烏東德主變壓器為單相變壓器，封閉母線在主變壓器低壓側(cè)進行“△”連接，見圖4。主變壓器低壓側(cè)離地高度較高，主變洞運輸通道狹窄，施工作業(yè)面多，吊裝及安裝難度大。因此，安裝時必須搭建安裝平臺，妥善做好安全防護措施。

母線運至各自的安裝地點后，拆除母線的臨時抱箍，檢查、調(diào)整導體與外殼的同心度，清掃母線內(nèi)部及絕緣子，測量每節(jié)母線的絕緣電阻。對于水平段封閉母線，將B相封閉母線落下放在鋼抱箍上，用抱箍固定母線，再根據(jù)B相母線調(diào)整A/C相封閉母線并進行固定。在需吊裝的吊裝槽鋼下布置兩個專用工作平臺，用于母線起吊后固定吊裝橫梁。在吊耳上懸掛鏈條葫蘆，用鏈條葫蘆及合成纖維帶起吊母線。按照設計的中心線和高程安裝、調(diào)整好鋼抱箍。母線的中心、高程和相間距需控制在設計范圍內(nèi)，同時固定母線和吊裝槽鋼。

對于垂直段封閉母線，在母線吊裝前，根據(jù)設計要求確定好母線外殼下端口橫斷面的高程，利用已經(jīng)安裝好的母線構架安裝一個臨時支撐架，使其支撐面高程與母線外殼下端口的設計高程一致，并在母線構架上按設計中心安裝好母線抱箍。吊裝時將母線落在臨時支撐架上，用抱箍固定母線，則母線的中心和高程均可控制在設計范圍內(nèi)。吊裝時，用扁鋼制作成臨時抱箍抱緊母線上端部導體擱置于母線外殼上端口，可以防止母線直立時導體滑出外殼而造成事故。

4.6 母線的安裝、調(diào)整

嚴格按照設計圖紙、廠家圖紙及設計說明書，在母線廠家的現(xiàn)場指導下進行安裝。母線安裝過程中產(chǎn)生的誤差，在母線調(diào)整時按比例在各個接口處和伸縮節(jié)處進行調(diào)整。調(diào)整母線與發(fā)電機、變壓器及轉(zhuǎn)角處的尺寸，完成母線的安裝布置[7]。用鋼卷尺及棉線，利用已安裝好的母線支吊架，調(diào)整相鄰兩母線間外殼中心線與設計圖紙的相間距離一致，將誤差控制在5 mm之內(nèi)（上、下、左、右）。鍍錫銅編織線作為母線與各設備端子間的連接，各連接處的銅編織線長度各有不同，安裝時應仔細查看圖紙尺寸、到貨設備，確保尺寸一致，以保證設備間的銅編織連接后的伸縮量在規(guī)定范圍內(nèi)。所有螺栓連接處導電面均已鍍銀，螺接前鍍銀面均用丙酮等清洗干凈，然后涂一薄層電力復合脂（厚0.10～0.15 mm）。

母線外殼與設備間的連接一般采用橡膠伸縮套，用不銹鋼帶抱箍或壓環(huán)將其收緊于外殼上。當環(huán)境溫度較低，伸縮套收縮變硬而安裝困難時，預熱伸縮套（如熱水浸泡）。伸縮套安裝時不得用鉗子等硬拽，以免撕裂。母線導體及外殼分段間采用雙抱瓦焊接連接。母線抱瓦安裝時，搭接尺寸必須符合廠家技術要求。此外，縱向尺寸誤差及母線與外殼同心度、同軸度均需控制在標準規(guī)范和廠家要求范圍內(nèi)。母線吊裝完成后調(diào)整支吊架兩側(cè)的三角支撐件，以保證母線的導體與外殼的同心度控制在±5 mm范圍內(nèi)并及時固定。對于有導體可拆接口的母線段，打開外殼上的檢修孔并安裝好導體間的母線連接排后，再進行母線導體和外殼同心度的調(diào)整。

4.7 母線焊接

母線的焊接是母線安裝的一個重要環(huán)節(jié)。由于鋁母線自身材質(zhì)特性和現(xiàn)場施工環(huán)境的影響，鋁母線焊接時極易氧化產(chǎn)生氣孔和裂紋。烏東德水電站離相封閉鋁母線所有現(xiàn)場的焊縫要求進行100%無損探傷，施工質(zhì)量要求高，工程量大，施工難度大。

母線焊接前，焊工按設備廠家的焊接技術要求及國家或相關行業(yè)標準要求，由第三方檢測機構進行焊接工藝評定，檢驗合格后進行母線的焊接。母線安裝調(diào)整檢查、絕緣子等試驗合格后進行母線焊接。焊接時對焊絲進行干燥，先清理干凈施焊的焊縫，同時需調(diào)整好斷口尺寸及抱瓦，驗收合格后進行轉(zhuǎn)序。焊接前用特制的封堵板和防火布將斷口處導體與外殼之間的間隙堵住，以保證母線筒的內(nèi)部清潔，同時避免損壞絕緣瓷瓶。導體與外殼焊接時，焊接質(zhì)量必須符合《鋁母線焊接技術規(guī)范》（DL/T 754—2013）等有關方面的標準，滿足焊接截面和及焊接深度的要求，并保證導體和外殼焊縫截面不少于被焊截面的1.25倍。母線焊接抱瓦尺寸要求見圖5，其中[tW]及[tN]分別為外殼及導體壁厚，安裝時要求[CW≥2tW]和[Cn≥2tN]。

焊縫后進行檢查，焊縫表面不得有凹陷、裂紋、未熔合、未焊透等缺陷。焊接截面滿足要求，焊縫進行100%無損探傷。母線焊接采用氬弧焊接，氬氣純度要求達到99.99%。對充氣母線的焊縫進行滲漏檢查，要求具有良好的氣密封性。

4.8 接地安裝

封閉母線鋼支架的金屬部分必須按設計圖紙用鍍鋅扁鋼可靠接地。離相封閉母線的外殼短路板至少設置一個可靠的接地點，按圖紙要求焊接接完后用接地線（截面要求：銅240 mm2，鋁400 mm2）將其與接地網(wǎng)可靠連接。接地線安裝完成后，要求漆刷黃綠相間的油漆，清楚可見。短路板和離相母線外殼間焊接時必須滿焊，不允許存在虛焊或斷續(xù)焊現(xiàn)象，否則會導致封閉母線運行時母線外殼和支持鋼結構發(fā)熱。

4.9 穿墻結構的安裝

烏東德離相封閉母線穿墻結構包括母線洞內(nèi)穿墻母線結構、主母線穿主變室穿墻結構、Δ回路BC相間穿墻結構、Δ回路AB相間穿墻結構以及廠變分支穿墻結構等。穿墻結構由框架、穿墻板及穿墻密封條3部分組成?？蚣茉谀妇€安裝就位前點焊在預埋件上，或用膨脹螺栓固定在墻壁上。母線安裝調(diào)整完成后，安裝穿墻板和框架，使其符合要求。安裝時，穿墻板分板塊間留間隙，穿墻密封條現(xiàn)場切割安裝。穿墻板固定時，固定用大平墊、平墊、彈墊（鍍鋅去氫）均需按廠家到貨材料及要求進行，并用螺栓將穿墻板與框架固定。穿墻板與母線外殼間安裝穿墻密封條密封。

4.10 發(fā)電機出口屏蔽板安裝

烏東德電站發(fā)電機出口額定電流為25 kA。大電流通過鋁排產(chǎn)生交變磁場，磁場通過混凝土風罩內(nèi)的鋼構件等。由于渦流感應及磁滯損耗易發(fā)熱產(chǎn)生環(huán)流，將影響發(fā)電機的工作穩(wěn)定性。發(fā)電機出口鋁屏蔽板到貨后，對現(xiàn)場墻體進行放樣、下料，現(xiàn)場開坡口焊接拼接。屏蔽板安裝固定時采用非導磁性的螺栓固定。母線安裝完成后進行封閉。

4.11 離相封閉母線其他配套設備的安裝

離相封閉母線配套設備包括CT端子箱、測溫裝置、發(fā)電機出口PT柜、微正壓裝置及主變低壓側(cè)PLA柜等。

4.11.1 配套柜（電壓互感器及避雷器柜、中性點設備柜等）的安裝。安裝前對設備進行外觀檢查，確保柜體及附件齊全、無銹蝕和機械損壞、絕緣檢查良好等。電壓互感器和避雷器的基座或支撐結構件在柜內(nèi)和設備牢固連接，且設備間接線走向和布置需滿足安全電氣距離的有關要求。此外，互感器的變比分接頭位置和極性應正確;進行各盤柜的內(nèi)部裝配，將各柜體外殼可靠接地;柜體安裝就位后，將柜內(nèi)銅排連接。電壓互感器一次側(cè)接地連接至工作接地銅排。

4.11.2 微正壓裝置的安裝調(diào)試。在離相封閉母線外殼內(nèi)充入干燥的壓縮空氣，使封閉母線外殼內(nèi)空氣保持微正壓狀態(tài)。根據(jù)廠家圖紙，安裝控制箱、有關管路及連接電路。安裝時需注意管路及支撐絕緣子等的密封性。充氣試驗檢查無誤后，按要求進行調(diào)試。

4.11.3 電流互感器（Current Transformer，CT）的安裝。離相封閉母線在發(fā)電機出口及主變低壓側(cè)均布置有電流互感器，按照廠家安裝說明書及驗收規(guī)范的規(guī)定進行安裝。電流互感器安裝前進行外觀檢查，要求本體及附件齊全、無銹蝕和機械損壞、絕緣良好。檢查確保互感器的變比分接頭位置正確。安裝時，CT與母線導體同心，互感器極性正確，CT內(nèi)側(cè)的螺栓支撐墊板與母線可靠接觸?；ジ衅鞫谓泳€盒方向安裝正確，檢查二次接線端子連接螺栓無松動現(xiàn)象。接線排列整齊、美觀，對地絕緣良好，標記清楚。按照規(guī)范要求將電流互感器進行可靠接地、接觸良好。

4.12 安裝完畢后的清掃與檢查

離相封閉母線在吊裝和調(diào)整過程中，分段母線兩端要用防火布做好包裹防護，減少灰塵進入，以使外殼內(nèi)部保持清潔。整套封閉母線安裝完成后，徹底清掃相關設備，清除灰塵及雜物。外殼內(nèi)及支撐絕緣子必須擦拭干凈。封閉母線安裝完成后外殼全部重新噴漆，要求噴漆均勻美觀。噴漆完畢后，在母線的起眼處作相色標示2～3處，標志顏色為A相黃色、B相綠色、C相紅色，標志形狀為圓形。

4.13 檢查試驗

待全部安裝工作完成后，離相封閉母線即可進行絕緣檢查和工頻耐壓試驗。試驗時將離相封閉母線與各有關設備斷口連接斷開，做好安全防護工作。用規(guī)范要求測量導體對外殼（地）的絕緣電阻值，符合規(guī)范要求。按《高電壓試驗技術 第1部分：一般定義及試驗要求》（GB/T 16927.1—2011）的要求進行額定1 min工頻耐壓試驗。

5 結語

烏東德離相封閉母線安裝施工工藝復雜，現(xiàn)場安裝空間小，吊裝難度大，焊接質(zhì)量要求高。因此，施工中需對關鍵工序進行嚴格控制，合理安排安裝工序，高質(zhì)高效完成安裝，避免返工浪費。封閉母線施工完成后運行良好，各項試驗均一次性成功，保證了電廠順利發(fā)電，可為類似機組封閉母線的安裝提供參考。

參考文獻：

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.電氣裝置安裝工程 母線裝置施工及驗收規(guī)范：GBJ 149—2010[S].北京：中國計劃出版社，2010.

[2]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.金屬封閉母線：GB/T 8349—2000[S].北京：中國標準出版社，2000.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.電氣裝置安裝工程 電氣設備交接試驗標準：GB 50150—2016[S].北京：中國計劃出版社，2010.

[4]國家能源局.鋁母線焊接技術規(guī)范：DL/T 754—2013[S].北京：中國電力出版社，2013.

[5]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.電氣裝置安裝工程 接地裝置施工及驗收規(guī)范：GB 50169—2016[S].北京：中國計劃出版社，2010.

[6]國家能源局.電氣裝置安裝工程 質(zhì)量檢驗及評定規(guī)程 第8部分：盤、柜及二次回路接線施工質(zhì)量檢驗：DL/T 5161.8—2018[S].北京：中國電力出版社，2018.

[7]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.電氣裝置安裝工程 電纜線路施工及驗收標準：GB 50168—2016[S].北京：中國計劃出版社，2016.