摘要：母线箱只有普通的封闭作用，对外界灰尘、潮气的进入并不能有效分隔，目前大多数电厂中，20kV和6 kV封闭母线均使用传统的瓷绝缘子，但由于瓷绝缘子表面易吸附潮气形成水膜及易吸附盐份和灰尘，使爬电比距变小从而使电气绝缘下降，易发生爬电污闪使绝缘破坏导致电气短路事故。
关键词：封闭母线；DMC绝缘子；绝缘水平；
现代一般大型发电厂采用中压6KV厂用电，其电源取自6KV厂用高压变压器或启动/备用变压器。为防止短路事故发生及提高母线抗电动力性能，6KV配电装置至厂用高压变压器或启动/备用变压器间采用共箱式封闭母线进行电气上的连接。图1为某单机300MW机组6KV共箱母线布置图，其中A、B分支的总长度约45m。共箱式封闭母线结构（截面）示意如图2所示。其中母线为3相竖直布置，每相母线为3根12mmx12mm..的硬矩形铜排组成，整段母线每隔1m.有1支持瓷瓶进行固定并保持对地绝缘。箱式室外部分上盖为活动件，室内部分下盖为活动件，可移开方便安装和检修。
从共箱封 闭母线的结构图可看出，该种母线箱体只有普通的封闭作用，可防止较大异物入内，但密封性能并不好。对于风沙、灰尘并不能有效分隔，而外界空气中的潮气更容易进入。运行一段时间后，瓷瓶表面会因沙、尘进入而积污。在雨雪天或其他空气潮湿季节，外部潮湿空气会进入箱内，当母线停运或夜晚瓷瓶因辐射冷却，其温度低于周围空气温度时，母线瓷瓶表面会吸附潮气或凝露，而凝露很容易在绝缘子（瓷瓶）的各个部位形成充分湿润的条件。在潮湿环境下污秽绝缘子受潮湿润后，污秽物中的可离子化物质会逐渐溶于水中，在绝缘子表面形成一层导电水膜。污物中的可离子化物质决定了水膜的导电率，污物中的不溶物质可起吸附水分的作用。此水膜构成了沿绝缘子（瓷瓶）表面的导电通路，从而有泄漏电流沿绝缘子表面穿过，即导致母线绝缘大幅度降低。
某电厂由于设计原因，该厂6KV共箱封闭母线的室外部分附近有几个热水排放井，在机组启动过程中会产生较多的湿热蒸汽。这一切都构成了封闭母线绝缘低的外来影响因素，对封闭母线的安全运行带来了极大隐患。特别是由于近年来电网负荷不饱满，该厂各台机组都被迫频繁参与调峰，每年因调峰而停机的次数相当多，封闭母线因受潮而导致绝缘降低的机会也大大增加了。据统计，该厂1号机组仅2003年底到2004年初这段期间内就曾有几次封闭母线绝缘降至1MΩ以下，严重时绝缘为零，导致机组启动时间被迫延长、加大了机组启动成本。表1为封闭母线几次绝缘测量记录，由于测试时母线所处的气候条件及母线停运的时间长短不一样，故所测得的数值是不相同的。这也可看出该母线的绝缘值受多种因素的影响，变化很大，很不可靠。因此，如何彻底解决6KV共箱封闭母线绝缘低的问题，成为影响机组运行安全的关键技术问题之一。
一、提高封闭母线绝缘的措施
1.在封闭母线箱内安装加热带。在封闭母线箱内从头至尾形成环形布置绝缘加热带，在每次启动机组前提前两三天投入加热，利用电阻丝发热对封闭母线进行干燥。施工相对简单、成本适中；但需提前投入加热，有时难以预料启机时间则投入加热的时间难以确定，由于封闭母线一般较长，靠电伴热装置保持封闭母线内导体干燥度来提升封闭母线绝缘水平效果并不明显，如加大电阻丝则会降低导体的绝缘水平，甚者击穿封闭母线的绝缘。
2.母线表面包覆热缩材料。在三相母线上包覆热缩绝缘材料，在母线和支持瓷瓶间增加一个绝缘层，从而提高封闭母线的绝缘。该方案不需耗能，不需在启机前提前准备；缺点是改变了母线的固定、支持结构，减弱了母线抗电动力性能，有一定的安全隐患；工程投资相对较大、成本较高，且绝缘热缩材料对母线的散热会有～定妨碍，在正常运行中母线的温升会增加；需将各段母线全部拆卸才能施工，因而施工作业量大，难度大，施工费用也高。
3.瓷瓶表面喷涂RTV涂料。RTV涂料喷涂在瓷瓶上后，可防止瓷瓶上水膜形成，减少凝露产生，但RTV涂料使用数年老化后清理重新喷涂的麻烦，且封闭母线内空间狭小，绝缘子安装密度大，喷涂及清理RTV涂料均很困难。
4.改造盘式绝缘子及支持式绝缘子。为彻底消除封母绝缘不良对发电机安全运行的隐患，我厂正在实施对封母绝缘子更换的方案，方案内容为：将封母内部的盘式绝缘子及支持绝缘子陆续更换成新型DMc绝缘子。原有封母绝缘子因成本或年代较早的原因，多采用SMC型绝缘子，该型号绝缘子机械强度小，因绝缘子内部为铸铁件，受外界温差，膨胀、冷缩系数不同，常有破裂、胀裂、固定件脱落等现象，且爬电比距不足、绝缘低等缺陷。从拆除下来的sMc绝缘子的情况看，运行不足4年的绝缘子因低处积水，导致明显的高压放电痕迹(见图3)，严重时会出现发电机定子接地保护动作，导致跳机事件。
图3 SMC绝缘子受潮放电击穿痕迹图
新型DMc绝缘子具备以下一些性能：（1）机械强度是普通瓷质绝缘子的3-5倍；（2）憎水迁移性强、自净耐电痕性能好，可带水做工频耐压，试验值不变；（3）绝缘程度高达10万MΩ；（4）理化性能稳定，不老化，不劣化。全部更换DMc绝缘子后，因其特性，爬电比距增长40％～60％，憎水性强，可完全杜绝因潮湿，凝露、污闪、放电等引起重大事故。
5.制定技术措施、规定并严格执行。原微正压装置因运行不稳定，频繁报警，故一般投放时间在机组停机后和开机前这一期间内，机组开机后，就将微正压装置关闭。其实，这是一个错误的观点，这是因为空气中的粉尘和悬浮颗粒在一定条件下带有一定的荷电性。粉尘荷电后，某些物理性质，如凝聚性、附着性及在气体中的稳定性等发生改变，粉尘进入封闭母线后会稳定的吸附在母线导体、支撑绝缘子或外壳的内表面，或是吸附在封闭母线密封不严处，形成污秽层，在恶劣天气下，污秽层中的可溶性盐类被水份溶解，形成导电水膜，使绝缘子表面的绝缘电阻下降，泄漏电流增大，产生局部爬行放电。当绝缘子的电阻下降到不能承受导体运行电压时，在污秽层的表面就要发生闪烙，增加了封闭母线闪烙的可能性。同时夜间因负荷下降，封母密封不严、温度下降引起的呼吸作用吸人潮湿空气，因此，我厂制定规定并下达执行：微正压装置要求；无论机组在开机或停机的情况下，应24h不间断投放使用微正压装置，压力控制在300-2500 Pa，在停机期问投入热风保养，温度控制在70～110℃，以起到气封的作用。
二、总结
1.效果总结。经过采用多项措施提高封闭母线的绝缘性能后，安全性得到了极大提高，为电厂安全运行提供了坚实的基础，更换厂用气源、增加的热风保养、更换DMc绝缘子也为恶劣情况下的封母抢修提供了更多的技术手段。
2.投资回收分析。封母改造技改项目整体投资30万元，其中微正压装置改造及封闭母线密封封堵投资10万元；更换DMC盘式绝缘子投资20万元；这2项技改项目实施以后对封闭母线保护有着积极的预防意义，电厂每年一般有2～4次调停或大小修停机，长时间停机，封母受潮导致绝缘降低，工期延长的情况时有发生，采用这些措施提高封闭母线的绝缘后，可避免工期延期或事故停机的机会，仅避免延迟1d开机，就可为电厂创收1.100万kw．h(日均上网电量)×0．16元／(kW.h)(上网边际利润)=176万元。
参考文献：
[1]李传卫．周红解决电厂6 kV共箱封闭母线绝缘水平低的方法浅析．广西电力，2014.
[2]张林福．大电流母线的设计、制造及安装．北京：水利电力出版社，2013.
[3]张明芳，杨巍．发电机全链式离相封闭母线的安装与检验．技术情报开发与经济，2013.
论文作者:刘宏猷1,申玉荣2,李莉新3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/20
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