王 雪 松， 張 向 軍

(阿壩水電開發(fā)有限公司，四川 黑水 624000)

0 引 言

絕緣管型母線(以下簡稱絕緣管母)是一種新型的母線型式，近些年來，絕緣管母廣泛應用到發(fā)電廠、變電站、光伏發(fā)電工程等領域。在絕緣管母如此廣泛的應用前提下，筆者在實際運維工作過程中，卻并未發(fā)現(xiàn)相關的行業(yè)或企業(yè)通用技術標準，這為絕緣管母的日常運維檢修工作帶來了較大爭議，為解決這一難題，結合實際工作經(jīng)驗，對絕緣管母的日常運維檢修項目及方法提出了可行性探究。

1 絕緣管母簡介

絕緣管母其實質(zhì)是利用銅或鋁等金屬作為導體，外敷絕緣層、屏蔽層、護套層的一種母線型式，絕緣管型母結構見圖1[2]，另外有些絕緣管母還有均壓屏蔽層、絕緣防水層、接地屏蔽層等，還有防紫外線的絕緣層以及三色保護組成，各方面的結構非常嚴謹，起到了各種防護措施。絕緣管母具有載流量大、集膚效應低、機械強度高、外形尺寸小、絕緣性能強等眾多優(yōu)點。絕緣管型母不是簡單的一段母線，在實際工程中需要由多段直線或彎曲母線、中間接頭、母線終端、三通、支撐結構和穿墻結構組成一個整體母線系統(tǒng)才能夠投入使用?？傮w上，是一個分相形式。到目前為止，國內(nèi)生產(chǎn)絕緣管型母的企業(yè)有三十多家，采用的生產(chǎn)工藝有澆注、繞包和擠包三種，他們采用的絕緣材料分別是環(huán)氧樹脂、聚脂薄膜或聚四氟乙烯帶涂硅油復合絕緣、三元乙丙橡膠或硅橡膠。

圖1 絕緣管型母結構

2 絕緣管母停電檢修項目

2.1 外觀檢查

長期運行的絕緣管母，由于振動、發(fā)熱等諸多因素，導致其支撐部件螺栓有所松動，尤其是戶外型絕緣管母，容易遭受飛石、鳥糞等侵害。因此，在絕緣管母停電后的首要任務是檢查其外觀整體完好性，確保外護套層無劃傷、破損等，同時檢查其接地線連接可靠，并對絕緣管母整體進行衛(wèi)生清掃。

2.2 主回路直流電阻測量

絕緣管母作為新型母線型式，因其制造、運輸、安裝等諸多條件限制，普遍采用分段式制造、現(xiàn)場組裝的方式安裝，因此安裝完成的絕緣管母會出現(xiàn)多處接頭，而在實際的運維檢修過程中，為監(jiān)視其接頭處連接的牢固性，測量其主回路的直流電阻值十分必要。根據(jù)規(guī)范要求，主回路的直流電阻測量宜采用直流壓降法[3]，測量的電流不小于100 A。測量時將絕緣管母其中一端三相短接，在另外一端測量A、B、C三相主回路電阻RAB、RBC、RCA，主回路直流測量示意圖見圖2，圖中虛線為一端管母短接導線，測量時短接線的接頭應可靠接觸牢固。

直流電阻測試完畢后，測試結果與交接試驗或歷次試驗結果對比不應有明顯差距，同型號、同長度、同走向的絕緣管母的直流電阻值與三相電阻平均值的差異不應大于10%。若試驗結果差異較大，則應對絕緣管母通以盡可能接近額定運行電流的電流值，并在待試品冷卻至周圍環(huán)境溫度時再次測量主回路直流電阻值。若兩次測量值差異依然很大，則說明回路中某處存在虛接點，應查明原因后再進行規(guī)定的主回路直流電阻測試。

圖2 主回路直流測量示意圖

2.3 絕緣電阻試驗

為檢測絕緣管母在運行中整體是否存在受潮、絕緣劣化及熱老化現(xiàn)象，同時也為高壓試驗提供預備試驗，需對絕緣管母主回路進行相間及相對地絕緣電阻測量試驗。參照母線、電力電纜等設備預防性試驗項目，絕緣管母主回路絕緣電阻試驗宜采用2 500 V及以上電壓等級的兆歐表進行測量，測得的絕緣電阻值與歷次試驗結果相比應無明顯差別，一般不小于1 000 MΩ[4]。由于還需進行交流耐壓試驗，絕緣電阻試驗需在耐壓試驗前后分別進行測量，交流耐壓后的絕緣電阻值不宜小于耐壓前絕緣電阻值。

2.4 交流耐壓試驗

絕緣管母在運行中長期受著電場、溫度和機械振動的作用會逐步發(fā)生劣化，形成缺陷。各種試驗方法各有所長，均能發(fā)現(xiàn)一些缺陷，反映出絕緣狀況，但除耐壓試驗以外的其他試驗，試驗電壓往往都低于設備的工作電壓，作為設備安全運行的保證還不夠有力。交流耐壓試驗符合電力設備在運行中所承受的電氣狀況，同時交流耐壓試驗電壓一般比運行電壓高，因此交流耐壓試驗合格的設備都有較大的安全裕度。交流耐壓的試驗電壓一般比設備運行電壓高得多，過高的試驗電壓會使絕緣介質(zhì)發(fā)熱、放電，會加速絕緣缺陷的發(fā)展，因此是一種破壞性試驗。在進行交流耐壓試驗前，應該先對被試設備進行各種非破壞性試驗，如測量絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)試驗等，在對各項試驗結果綜合分析后，方可進行交流耐壓試驗，試驗后應再次測量絕緣電阻，前后對比絕緣電阻值，不應有明顯變化，防止在交流耐壓試驗過程中使缺陷擴大。

目前國內(nèi)在絕緣管母的預防性試驗方面還暫未發(fā)布通用技術標準，但由于絕緣管母與電力電纜結構相似，因此可以參考電力電纜試驗標準進行。近年來國內(nèi)對于電纜類的交流耐壓普遍采用串聯(lián)諧振方式進行，在頻率為20～300 Hz范圍內(nèi)使XL=XC，達到諧振狀態(tài)后進行交流耐壓試驗[5]。其中：

諧振頻率計算公式為：

式中L為電抗器電感量；C為試品電容量

試驗電流計算公式為：

Ic=UωC

ω=2πf

式中U為試驗電壓；f為諧振頻率；C為試品電容量。

絕緣管母主絕緣交流耐壓試驗同樣適用此方法，試驗電壓值可以采用現(xiàn)場交接試驗的80%進行，持續(xù)時間為1 min，試驗過程中被試品應無擊穿放電。若在試驗過程中出現(xiàn)擊穿放電，則應立即停止加壓，并在被試品完全放電后進行絕緣電阻測量試驗，將測得的絕緣電阻值與試驗前進行對比，若阻值變化不大，可以再次重復耐壓試驗。如果該設備還能經(jīng)受規(guī)定的試驗電壓，則該放電為自恢復放電，并認為交流耐壓試驗通過。若兩次絕緣電阻值相差較大或二次耐壓再次擊穿，則應可認定為主回路存在擊穿，應查明原因修復故障后再次進行試驗，且試驗電壓標準應提高至GB50150所規(guī)定的交接試驗標準。

3 絕緣管母帶電監(jiān)測項目

3.1 定期巡檢

除上述停電檢查外，根據(jù)長期工作經(jīng)驗得出，絕緣管母在運行中，還需通過觀察法對其進行外觀檢查，也就是按照 “兩票三制”中的巡回檢查制度進行定期巡檢。其主要項目包括運行中絕緣管母各主要連接部分防護罩、絕緣管母外護層應無刮傷、破損或明顯放電痕跡，所有接地引下線應接地良好、可靠。

3.2 溫度檢測

運行中的絕緣管母會過較大電流，為檢測設備運行的良好性能，紅外成像檢測成為必要的手段之一。通過對絕緣管母整體、接頭、支架等處的溫度趨勢判斷，可預防設備事故的發(fā)生。常規(guī)的判斷方法有表面溫度判斷法、相對溫差判斷法、同類比較法、熱譜圖分析法、檔案分析法[6]。紅外成像檢測的結果應根據(jù)制造廠商規(guī)定及長期的運行經(jīng)驗綜合判斷。

此外，前文提到由于絕緣管母制造、運輸、安裝等諸多條件限制，會造成同一回路存在多處連接頭，而連接頭的緊固程度直接影響設備的安全穩(wěn)定運行，因此對運行中的絕緣管母連接頭溫度監(jiān)視也十分重要。示溫貼片作為帶電設備局部溫度監(jiān)視的手段之一，在電力電纜中已得到廣泛應用。通過絕緣管母的溫升試驗值，選擇合適閾值溫度的示溫貼片貼于接頭處，當溫度達到閾值，通過變色提醒運維人員注意加強監(jiān)視，將事故消除在萌芽中。

3.3 接地電流監(jiān)測

絕緣管母在運行過程中，其表面由于電磁感應原理會產(chǎn)生較大的感應電動勢，隨之產(chǎn)生較大的對地電容電流，若這些電容電流不及時泄放至大地，將會對人身、設備造成不可估量的影響，因此絕緣管母表面可靠接地成為設備安全穩(wěn)定運行的前提之一。運行中絕緣管母各處的接地電流不應有明顯差異，與同負載下歷次接地電流對比也不應有明顯差異。

4 結 語

經(jīng)過上述的工作方法，絕緣管母在兩年多的實際運行中，未發(fā)生任何事故，且在歷次絕緣監(jiān)督和設備評級工作中都達到了100%的設備完好率。

當前，電力設備預防性試驗包括常規(guī)停電試驗、帶電測量及在線監(jiān)測。其是保證電力設備安全穩(wěn)定運行的有效手段之一，也是絕緣監(jiān)督的重要內(nèi)容。但就目前而言，絕緣管型母線暫時沒有相應的關于預防性試驗的行業(yè)和國家標準，這導致絕緣管母的運維檢修工作依然處于摸索階段，相關人員在工作中也存在較大爭議。筆者旨在為相關人員對絕緣管母的運維檢修工作提供一些工作思路，并希望為推動企業(yè)標準、行業(yè)標準的制定盡一份綿薄之力。