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    童一鋼（1970－）
男，工程師，本科學士，（浙江國華浙能發電有限責任公司， 浙江  寧波  315612）設備部電氣專工，從事發電企業設備點檢定修管理工作。

摘要：本文介紹了國華寧海電廠600MW機組離相封閉母線存在的盆式絕緣子的缺陷，以及因工藝質量引起的其它系列問題，對缺陷產生的原因進行了深入分析，提出了支持絕緣子改型、改造封閉母線的密封結構、泄漏點進行封堵、引入空氣循環干燥等改造方案，并擇機進行了實施，取得了初步的效果。進一步分析了實施組合優化改造的可行性和預期效果，提出了相應的改造對策。

關鍵詞：離相封閉母線；故障；改造；對策

Abstract: The paper states the troubles of the knob insulators mounted in isolated-phase bus of GuoHua Ninghai power plant, and another problems caused by technology and quality reason. We analyze deeply the cause. Several reform schemes was  therefore put forward , such as  replacement of support insulators, improvement of seal structure , the sealing for leak of isolated-phase bus, and selection of the cycling air drying device. Some schemes have been carried out, and preliminary result have been acquired. The feasibility and anticipant result to reform the equipment optimally is also further analyzed, and the relevant reform measure is given.

Key words: Isolated-phase bus；trouble；reform；measures

1 引言

    寧海電廠I期工程為4×600MW機組，首臺機組05年12月31日正式投運，末臺機組06年11月20日投運。封閉母線采用的是國產20kV、6kV離相封閉母線，每臺機組主封母及廠用封母分別配套一臺微正壓裝置，在封母內建立微正壓環境。4臺機組投運以來，陸續出現了微正壓裝置頻繁故障，陰雨天氣封母絕緣低的現象，這些故障不僅對機組在潮濕天氣正常投運造成影響，也使封母在運行中不能始終保持最佳的工作狀態，設備的可靠性得不到持續保證。

2 故障現象及原因分析

    各臺機組投運以來，封閉母線陸續出現了一系列故障，如微正壓裝置空壓機啟動頻繁，微正壓壓力顯示經常為零，微正壓裝置電磁閥過熱、壓力開關失效、壓力釋放閥損壞等故障。以2號機組為例，06年8月份，有關微正壓裝置的缺陷就出現了4條。上述故障從表面上看是微正壓的故障，但實際上主要是由封母本身的故障造成的。封閉母線本體密封不良，造成封母內腔不能正常保壓，封母壓力達不到使微正壓裝置供氣系統停運的設定值，空壓機頻繁啟動，裝置不堪重負，造成故障頻繁發生。同時，微正壓裝置不能正常投運，又使封母在潮濕天氣極易受潮，絕緣受到影響。

    2.1 盆式絕緣子裝配結構上存在著缺陷

    從構造上看，封母泄漏最主要的因素是封母盆式絕緣子在結構上存在缺陷。盆式絕緣子位于封閉母線的各個終端，在封母與設備連接處起絕緣密封的作用。在幾次檢修中的保壓試驗中，均發現封母與主變、勵磁變、高廠變以及發電機出線處的盆式絕緣子處都有不同程度的泄漏。泄漏點主要集中在絕緣子與外殼和導體間的螺栓處，外殼與盆式絕緣子的邊沿處也有少量泄露。絕緣子與封母外殼及導體之間的密封主要是通過螺栓壓緊角部密封條來保證的（見圖1）。這種在角部的密封結構，當封母安裝過程中導體與外殼的稍有偏離軸心，密封條在圓周方向上壓緊力不均，都會產生泄露，影響密封效果。封母投運后，密封條在高溫下稍有變形，或因老化彈性略有降低也會影響密封效果。空氣從螺栓處及絕緣子與外殼及導體的交界處泄漏出來，從而使封母不能正常保壓。

圖1   絕緣子的原先的密封結構

    2.2 封母本體的加工工藝不良

    3號機組大修時檢漏中發現，封閉母線筒體表面有不少砂眼，主要是封母在焊接過程中，溫度及冷卻速度控制不好造成的。這些砂眼雖然不大，但數量較多，造成封母泄漏量較大。支持絕緣子法蘭面加工精度不高，絕緣子底板與外殼的密封不好，也會造成較大的泄漏。

    2.3  微正壓裝置對封母的密封性依賴性較強

    微正壓裝置的原理是利用空壓機向封母內部充入空氣，在封母內保持300~2500Pa左右的壓力，使封母處于微正壓狀態，阻止潮氣和灰塵進入封母。因此微正壓裝置的作用是通過封母內的壓力來實現的。裝置的啟停完全由裝置上測量封母壓力的壓力表來控制，如果封母密封不好，壓力保持不住，壓力表值始終達不到停運值，裝置元件就會因持續運行而發熱，故障率大大提高。

    2.4 封母導體支持絕緣子易于吸潮

    寧海電廠封閉母線采用的是20302及ZN2－10/1000型瓷絕緣子，憎水性弱，易于吸潮，加上該廠地處沿海地區，空氣潮濕，瓷絕緣子在這樣的環境下極易吸潮，陰雨天氣，機組在停運狀態時，絕緣經常都在10M以下，常常出現因絕緣上不去而影響開機的狀況。

    上述缺陷的存在，使封母始終處于不健康的狀態，應從功能上著眼，結構上入手，研究相應的改造對策。

3 改進方法探討

    3.1 導體支持絕緣子改型

    將支持絕緣子由瓷絕緣子更換為DMC絕緣子，可以提高封母的防潮性能。DMC材料（即不飽和聚酯玻璃纖維增強模塑料）具有極強的憎水性及耐腐蝕性，用其制成的絕緣子具有收縮率低、阻燃，并且耐電弧、高耐電起痕性、耐熱，并具有很強的抗彎特性。由于支持絕緣子是封母的最主要絕緣構件，在封母中占有最大的比重，并且也是最易于吸潮的構件，對其進行改型，可以從根本上改變封母的絕緣結構，減少對微正壓環境的依賴性。

    表1   DMC絕緣子與瓷絕緣子的特性比較

圖2   改造后的絕緣子的密封結構

圖3   絕緣子與導體間的封堵



圖4   絕緣子與外殼間的封堵

    3.4 將微正壓裝置改型為空氣循環裝置

    封母空氣循環裝置是利用干燥空氣在封母內打循環的方式對封母進行干燥，以達到控制封母內部濕度的目的，其原理與微正壓裝置不同，但實現的功能是一樣的。從可靠性角度看，前者略優于后者，但在封母密封性不能完全保證的情況下，前者的優勢就較為明顯。封母空氣循環裝置的原理如圖5所示。外部空氣自Ⅰ處吸入后，經過空氣濾清器的過濾，與封閉母線B相工作后的半干空氣混合，經羅茨風機的升壓進入吸附筒Ａ，經分子篩干燥后，一部分進入吸附筒Ｂ，在電加熱器加熱下，再生分子篩后的帶出所吸收水分的濕空氣排空。其余大部分干燥空氣經進氣隔離閥V2流入A、C相封閉母線。除了一小部分空氣泄漏出封閉母線腔室外，大部分空氣再次進入封閉母線干燥裝置循環工作，如此形成干燥空氣從A、C相至B相的循環，使封母持續保持干燥。　　　

    另一個優點是在封母出氣口出裝有濕度探頭，在自動狀態時，裝置的啟停受位于封母內濕度控制，從而大大縮短裝置運行時間，減少的故障的發生幾率。

4 優化組合的改造對策

    上述改進方法都是有效的，但也都有其不足之處，絕緣子改型雖然使封母的總體絕緣水平提高，但如果沒有一套正常運行的防潮系統，其他絕緣件受潮也會導致封母總體絕緣下降。改造封閉母線的密封結構主要是針對盆式絕緣子的整改，需要對封母解體，工作量及工作難度大，工期也較長。對封母泄漏點進行封堵雖然較為簡便，但不能永久保證其密封效果，不能長期避免微正壓系統的頻繁啟動。將微正壓裝置改型為空氣循環裝置，雖然提高了設備的可靠性，但還不能根本地提高封母的絕緣水平。同時如果封母局部泄漏過于嚴重，會產生循環的盲點，影響局部的干燥效果。因此應根據實際采取優化組合改造對策，才能達到理想的效果： 

    （1） 如有能力和條件進行密封徹底改造的應首選改造封閉母線的密封結構的方法，輔之以封母筒體的封堵。密封結構改造后，封母在300~2500Pa壓力區間的保壓時間至少能達到1小時以上，即微正壓裝置的啟動間隔達到1小時以上，每次運行時間也可減少到5分鐘，故障率將大大減少，甚至減少至零。

    （2） 封母密封缺陷無法徹底消除，應選擇絕緣子改型及微正壓裝置改型組合，絕緣子改型后封母的絕緣水平得到了明顯的提升，將微正壓裝置改型為對密封性要求不高的空氣循環裝置，消除了封母保養裝置不能正常工作的缺陷，能夠獲得優良的效果。

    （3） 封母密封缺陷無法消除，預算又不允許的情況，應選擇對封母泄漏點進行封堵及微正壓裝置改型組合的對策，封母的絕緣水平雖未得到進一步的提升，但如能確保封母的保養裝置能夠長期有效的正常工作，封母的安全運行也能夠得到長期地保障。

5 結束語

    國產封閉母線與進口產品相比，在工藝和設計上都不太成熟。新建電廠在選型時出于經濟性方面的考慮，常常選用報價較低的產品。因此封母在投運后總會出現各種故障，但是只要著眼于設備功能，因地制宜地進行整改，綜合考慮經濟性、可靠性方面的因素，最終都能找到最佳對策。
    
參考文獻 

    [1] 金屬封閉母線國家標準GB/T 8349—2000.Metal－enclosed bus  GB/T 8349—2000

    [2]  張巍,發電機全鏈式離相封閉母線的安裝與檢驗[J]科技情報開發與經濟,2006,07.