【摘 要】内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司地处内蒙古自治区东北部，约东经119°、北纬49°，极寒地区，年平均气温-2℃，我厂单机容量600MW，机组选用全连式离相封闭母线，额定电压20kv，主回路额定电流25000A，厂用分支回路额定电流4000A；全连式离相封闭母线停机时投用微正压装置作为保护措施，冬季停机时由于环境温度较低，导致内部结露受潮母线室外部分温差较低，导致内部结露受潮，由于全连式离相封闭母线密封较好，潮气无法排除，致使母线绝缘电阻值下降，严重时会造成机组启机延迟。为此，本文对如何处理全连式离相封闭母线绝缘电阻进行了研究，提高母线绝缘性能，保障发电机组安全稳定运行。
【关键词】离相封闭母线 绝缘电阻 措施 研究
内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司地处内蒙古自治区东北部，极寒地区，发电机出口选用全连式离相封闭母线，全连式离相封闭母线停机时投用微正压装置作为保护措施，全连式离相封闭母线停运时，微正压装置保压压力在0.3-2KPa，保压时间在20min，母线密封较好，但由于冬季室外温度低，运行中的母线内部发热，母线内外部温差较大，导致母线内壁结露受潮，由于母线密封较好，潮气无法排出，致使母线绝缘电阻值下降，影响发电机组运行的可靠性；我公司1号机组在2015年2月21日启机前测量发电机绝缘电阻值为4MΩ，发电机绝缘电阻值为历次最低，经分段查找发现离相封闭母线三相整体绝缘电阻值为3.5 MΩ，分相测量A相25 MΩ、B相3.5 MΩ，C相3.5 MΩ，母线经过交流耐压合格后正常投用；3月21日停机后再次测量发电机绝缘电阻值为4MΩ；下面就全连式离相封闭母线绝缘处理方法进行研究，以便能快速提高母线绝缘电阻值和降低母线故障率。
1封闭母线的类型及相关要求
一般来说封闭母线分为普通型和加强型两种类型，普通型母线是严格按照施工规范加支架；加强型母线以母线外壳起支架作用，母线外壳强度是根据现场的实际情况以及支架间距来确定的。在产品定货过程中要明确以下几点要求：第一，母线的外观及载流量要符合设计要求；第二，应根据设计图纸确定母线的位置及标高；第三，插接箱的位置和尺寸要正确；第四，补偿装置的具体位置要根据施工规范来确定；第五，根据现场的实际情况确定上下翻弯的位置；第六，根据实测数据由厂商完善后编号。
2离相封闭母线主要存在的问题
封闭母线绝缘是由绝缘子及密封隔断装置构成。封闭母线随着长期运行，支持瓷瓶、观察孔、盖板等处密封条老化，导致封闭母线密封性下降，给其绝缘电阻带来三方面不利影响。
2.1出现结露现象
结露指的是空气中的水蒸气遇冷凝成小水滴。封闭母线运行过程中，由于发电机负载电流变化，其内部导体发热程度也随之变化不同，温度自然也不同。根据空气动力学原理，当温度在90℃时，空气的饱和水蒸气密度可达418.3g。不同温度，空气的饱和水蒸气密度不同。温度升高，封母内部空气的饱和水蒸气密度变大，由于密封性不佳，会继续吸收封母外部周围空气中的水分，成为饱和空气。但是随着发电机负荷降低，电流减小，封母内部温度降低，空气的饱和水蒸气密度变小，内部过量水分被析出，形成结露水。尤其是冬季气候较极端，温度变化较大，封闭母线中会析出更多的水分，严重影响封闭母线绝缘。
2.2潮气易侵入
封闭母线运行过程中内部温度较高，当空气被加热时，热空气吸收空气中的水分使自身成为饱和空气，当封闭母线导体发热时，封闭母线内的空气因受热而吸收周围空气中的水分，形成饱和气体，封闭母线内的空气被加热后，由于封闭母线密封不严，潮气会从封闭母线的各个密封不好的地方进入封闭母线内部，机组在运行期间潮气会逐步蒸发掉，当机组停运后潮气蒸发速度慢，造成封母绝缘能力降低。
2.3内部形成污秽层
由于密封性差，空气中的杂质包括一些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、密封隔断装置或外壳的内表面，或是吸附在封闭母线密封不严处，形成污秽层。由于封母内部空气狭小，平时无法处理，一旦受潮气影响，污秽层中的可溶性盐类被水份溶解，形成导电水膜，加剧绝缘子表面的绝缘电阻下降，泄漏电流增大，可能产生局部爬行放电。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，封闭母线闪烙的可能性大为增加。
3 离相母线绝缘电阻下降原因
3.1母线内外温差较大
机组运行期间母线温度明显高于环境温度，冬季停机后母线温度会迅速下降至环境温度，此时母线内部饱和水蒸气密度也随着温度的变化而急剧下降，形成液态水，流于母线外壳下发，冬季期间结霜或形成冰带，严重影响母线绝缘；内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司2015年2月13日停机，室外环境温度零下25℃，机组停机后第5天测量发电机绝缘电阻为4MΩ，经3月20日检查发现封母部分段有严重水渍现象。
3.2支撑绝缘子损坏
内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司2015年3月份对1号机组离相封闭母线支撑绝缘子进行检查和更换工作，发现母线室外部分绝缘子有损坏现象，室外绝缘子348个，发现损坏绝缘子11个，损坏率3%，室内部分绝缘子未发现损坏现象，绝缘子损坏后母线绝缘将受到严重影响，机组运行期间甚至会引发单相接地故障。
3.3 封母维护工作缺失及空气循环干燥装置的长期停用
内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司#1、#2发电机的封闭母线自2010年末投产以来，历次机组检修均未重视其密封情况，未进行有效维护，仅通过高压试验数据来判断其状况。同时，封闭母线配套采用的GZ45型封母空气循环干燥装置，虽然与一般微正压装置相比，对封闭母线的密封要求不是很高，同时由于维护工作的忽视和缺失，造成其处于长期停用检修状态，没有发挥出应有的干燥除湿作用。这是造成封闭母线绝缘电阻值过低的主要原因之一。
4 防止母线绝缘下降措施
4.1微正压装置的正确投用
封闭母线在运行时由于自身发热，其中的绝缘不会受潮。但是停运时间长了，母线外面的潮气会侵入并影响绝缘强度。所以设置了微正压装置，向封闭母线的外壳内加入略微大于外部大气压的压缩空气，并不断补气以保持微正压，使得大气中的潮气因为压力低于母线内的空气压力而不能侵入。按照厂家说明的要求，调整装置的进气，使得母线外壳内的气压保持在要求的正压值就可以了。新的母线微正压装置开始运行一般都没有问题，但是母线检修后，其外壳的密封被破坏，造成正压漏气，无法在母线外壳内建立为正压。这是国内微正压母线的通病，一般来讲，封闭母线的微正压装置在发电机组投运前就应当投入运行，以保证外部潮湿空气不能进入母线外壳内部。不过从节约能源出发，在我国一般地区，在发电机运行时可以不投，因为运行时的母线发热量已经可以保证不会发生母线结露的情况。可以在发电机即将停下来前投入运行，一直到下次发电机再投入运行时结束。
4.2使用憎水性支撑绝缘子
我公司两台机组发电机出口离相封闭母线均使用呈120°均匀分布的传统瓷质绝缘子支撑，但是瓷质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。亦或极易发生绝缘子受潮造成的绝缘值降低掩盖真正的绝缘故障，极大影响发变组的安全稳定运行。为消除上述缺点带给机组的危害，我公司选定具有憎水性强，冷热膨胀系数低等优点的高分子聚合物DMC绝缘子，用来替换原先瓷质绝缘子。不饱和聚脂玻璃纤维增强团状模塑料，简称DMC，其玻璃纤维长度为8～13mm，适用于模塑结构件、镶嵌件，具有机械强度高、电气性能优良、收缩率低、阻燃、耐电弧、高耐电起痕性、憎水性强、耐热等特性，制品可在155℃情况下长期使用。
4.3 修复并正确使用空气循环干燥装置
采用GZ45型封母空气循环干燥装置，该装置应用强迫风冷封闭母线密闭空气循环的工作原理和再生除湿工作原理，采用大流量空气闭式循环干燥方式，使用大流量风机把离相封闭母线壳内空气整体闭式循环到离相封闭母线壳外干燥装置中进行干燥再生处理后再送回离相封闭母线外壳内部，密闭循环，往复使用。装置用分子筛作吸附剂，吸湿能力强，使用寿命长。
4.4定期维护
封闭母线的本身不需要进行定期的维修检查，运行一段时间后，可利用发电机的检修间隔做下列检查：
（1）检查封闭母线所有紧固部分（如绝缘子支撑，外壳底座及支、吊件，导体及外壳接头与设备连接处等）的紧固件有无松动，如有松动应进行紧固，特别是导体和外壳导电螺栓连接部分须紧固。
（2）运行日久或安装不当也可能造成外壳个别地方密封不良，导致绝缘子或导体等表面积灰脏尘，检查时应将母线与其它设备相连的伸缩节拆开，测量母线导体和外壳之间的绝缘电阻，如果所测的电阻值有显著的降低时（与以前测得的电阻值比较），可能是绝缘子有脏污或损伤，需进行清扫或更换之后再测量，其电阻值应与前次测量相近。
（3）发现有漏水的痕迹，应检查该部分安装情况和外壳的密封性能，找出漏水的原因并进行修理，修理后进行淋水试验，合格后方可投入运行。
（4）检查密封件是否老化，漆层有否脱落，接地线是否可靠等。
（5）有关漏氢检测仪及探头的维护请详见厂家提供的说明书。
（6）空压机运行日久也要进行维护，如空压机电机内部进行清扫、轴承加润滑油润滑等。
（7）为防止发电机封母再次受潮，大修中，我们联系制造厂家，到厂指导，同时制定详细的检修作业指导书，认真检查封母密封情况，将封闭母线上所有的密封垫予以统一更换，包括密封盘套（盘式绝缘子）、母线支撑绝缘子底座的密封胶垫、窥视窗密封胶垫。并将整个封闭母线进行擦拭清扫，工作完成后进行检漏试验，确保密封性符合要求。
（8）发电机停机检修后，离相母线在投入运行前其绝缘电阻一般较低，尤其在潮湿地区更是如此。这是因为停机后，封闭母线外壳内空气结露，绝缘子、金具、导体受潮所致。因此在机组再一次启动前，应提前测量母线的绝缘电阻，如电阻值很低，应临时拆除部分绝缘子及其支撑板，使外壳内潮湿空气流出，必要时壳内应通风干燥，待绝缘电阻达到要求后方可投运。
5 母线绝缘电阻恢复方法
（1）我厂在主变低压侧、高厂变高压侧封闭母线盘式绝缘子上方装设了排气孔，在母线因受潮而导致的绝缘低时可在投入封闭母线微正压装置的同时打开排气孔，这样更有利于潮气散出。经过反复测试，在安装排气孔后，母线绝缘恢复速度大大提高。
（2）为保证各接合面间能紧密接触，需要调整各接合面加工平整，可以在接合面上涂上导电膏，这样可以减少接触电阻。
（3）用铝制密封垫替代封闭母线外壳连接处和断路器外壳两侧的橡胶密封垫，减小电流密度，增加导电面积。
（4）检查处理平整短路条与封闭母线外壳间、短路条与压紧垫片间的接触面进行，为尽量减小接触电阻，在各接合面上涂上导电膏。
（5）尽量消除因运行中振动导致的螺栓压紧垫片变形、螺栓松动等可能引起的局部过热现象。
（6）根据要求和力矩重新检查紧固好紧固螺栓，处理局部翘曲的接合面，减少局部区域接触电阻过大。
6 结语
经以上论述，发电机封闭母线绝缘低直接影响机组启机和安全稳定运行，将封闭母线绝缘子改为DMC材质可提高绝缘子的机械强度和憎水性，同时也是保证封母绝缘的有效措施。对封母的及时维护和微正压装置的有效投用也可降低封母绝缘低的风险，当封母绝缘低时进行及时有效的通风可保证封母快速的恢复绝缘水平。
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