发电机组封闭母线的故障分析与处理

摘要：结合现场实际分析发电机组封闭母线运行中出现的问题，提出解决方案。通过加强封闭母线的维护，正确使用微正压装置，提高封闭母线运行的可靠性，从而保证机组安全运行。

关键词：封闭母线；绝缘；结露；微正压装置

随着电力工业的迅速发展，大容量发电机组逐渐被广泛应用。发电机出线的大电流离相封闭母线以其使用方便、运行维护工作量小、钢结构发热少、安全和可靠性高、不受环境和外物的影响等诸多优点被广泛采用。同时，离相封闭母线也存在损耗增大，散热条件差、易被外界潮气侵入影响母线的绝缘等不利因素，影响发电机组的正常运行。一般来讲，离相封闭母线在运行中常会遇到以下隐患：封闭母线内结露导致绝缘下降、闪烙、母线内漏氢等。本文结合隐患产生的原因加以分析。

1封闭母线内结露

由于离相封闭母线是一种密闭的管道，当运行条件改变或气候条件变化时，内部易产生结露现象，从而降低母线的绝缘性能。严重时可引发单相接地事故，给发电机组的安全运行带来隐患。

1.1封闭母线结露的原因

1.1.1运行温度

机组运行时，母线内导体和外壳的温度较高。停机后，母线内导体和外壳的温度将快速下降。正常运行时，母线内空气的温度为70℃左右，每立方米空气中饱和水蒸气密度为196.8克，而机组停机后，母线内的空气温度则降为20℃（环境温度），每立方米空气饱和水蒸气密度为17.28克。母线内的空气温度由正常运行时的70℃下降至20℃时，每立方米空气中将有179.52克液态水析出，将严重的影响母线和外壳之间的绝缘。

1.1.2潮气侵入

发电机停机后封闭母线易被空气中的潮气、雨水、雾汽等侵入，造成绝缘受潮。阴雨天时封闭母线的绝缘往往更是不合格。如不能按时正常启机，发电企业都将会受到很大的经济损失，产生不良的影响。为了保护母线和外壳之间的绝缘，在机组运行和停机时要采取相应的措施防止空气结露，造成绝缘下降。

1.2防止封闭母线内空气结露的措施

1.2.1封闭母线外壳内通自然风

这是在机组停机后和再启机前，为解决封闭母线固体绝缘而采取的一种临时措施。该方法比较简单，能有效解决机组开机前封闭母线绝缘电阻较低而影响开机的问题。但这种方法并不能解决封闭母线外壳内空气相对湿度大的问题。

1.2.2封闭母线外壳内充热风

在封闭母线的充气管路中加装一热风保养装置，在发电机启机前投入热风保养装置，将干燥的热风通入母线夹层，快速的置换出母线内潮湿空气。这种方法能提高母线内空气的饱和含湿量值，降低相对湿度。但由于母线内导体及外壳均为铝制，传热效果好，散热快，一旦停止加热或沿母线长度方向距加热点较远时会出现降温。随着温度的降低，空气中的水蒸汽将重新凝结成液态水，母线会出现分段绝缘不合格的情况。另一方面，当母线内部湿度很大时，在外部气温降低的过程中，由于内部温度的升高，就会出现外壳内壁表面空气降低到露点温度的逆效应。母线内壁表面有水滴凝结，严重影响母线的绝缘。

1.2.3封闭母线外壳内充微正压干燥空气

对封闭母线外壳内充入经微正压装置过滤后的干燥、洁净的空气，使封闭母线外壳内的空气压力略高于外界大气压，一般为300-2000Pa，形成气封的作用。外界潮湿的空气及灰尘不能进入封闭母线外壳，保证封闭母线的绝缘要求，有效提高封闭母线绝缘，尤其是在机组停机后，是封闭母线防止绝缘降低的最佳方法之一。

1.2.4封闭母线外壳加装恒温加热装置

在封闭母线外壳上加装电加热装置。在启机前为保证封闭母线绝缘电阻达到规定值，接通电加热装置，给封闭母线加热，提高封闭母线的绝缘。这种方法只能降低外壳内空气的相对湿度，从而提高封闭母线的绝缘电阻，但空气中的水分并没有去除，成本也较高，布置也较困难。

2封闭母线闪烙

封闭母线由于长时间运行或缺乏正常的维护，有些部件老化或变形。如密封垫受力不均匀、法兰盖材质软、法兰漏气、焊缝开裂、母线变形等诸多原因使母线密封不严，外界的灰尘、杂质和潮气便通过各种缝隙进入母线，引起母线闪烙。封闭母线闪烙主要包括污闪和雾闪两种。

2.1封闭母线闪烙的原因

2.1.1污闪

污闪主要是由于封闭母线密封不严，外界灰尘和杂质进入母线，在母线内逐渐沉积下来，这些灰尘在遇到敲击、震动等特殊情况时易引发污闪事故。受外界环境因素影响，空气中的粉尘和悬浮颗粒进入母线，也会加剧母线内空气污秽程度，引发闪烙。

2.1.2雾闪

雾闪主要是因为封闭母线外壳由于自身原因或外力作用产生裂缝，或母线外壳上软连接处的防雨密封胶套密封不严，导致雨水、气体或浓雾进入母线外壳。当机组运行时，母线内导体的温度较高，雨滴进入母线后，汽化成水蒸汽，当母线内水蒸气或其他气体达到一定百分比浓度时，就易引发雾闪现象。

2.2解决方法

2.2.1对封闭母线的密封性能进行改造

对封闭母线的上的所有密封垫予以统一更换，如更换密封盘套、更换母线支持绝缘子底座密封胶垫、更换窥视窗密封胶垫、查找母线本体上的沙眼进行补焊等。该方法工作量大，周期长，但可有效的防止外界气体或杂质进入母线而引发闪烙。

2.2.2投入使用微正压装置

微正压装置的主要作用是向封闭母线提供干燥洁净的空气，内部气压始终保持在微正压状态，当外界温度下降或负荷电流降低引起母线温度下降时，会引起封闭母线内气压降低。微正压装置维持当温度降低时的预置剩余压力，起到气封的作用，阻止潮气及杂质的进入。当空气中污物或灰尘较多时，母线内充满了干燥、洁净的空气，这些洁净空气填补了母线内的预置剩余压力，起到了气封的作用，防止外界的污物或灰尘继续进入母线，从而起到了预防母线污闪的作用。当空气中的雨雾或其它气体较浓时，经微正压装置处理的干燥、洁净的空气首先会稀释母线中的气体，并经由母线自身的一些缝隙排出，随着洁净空气源源不断地充入母线，母线中的气体被全部稀释、排出。母线内完全被洁净的空气所取代，避免了母线发生雾闪的可能。

3封闭母线漏氢

3.1发电机出线套管漏氢

发电机出线套管漏氢，氢气直接进入母线，这种情况极为严重。由于发电机内的氢气压力有0.3MPa左右，当发电机套管因老化或其他原因造成密封不严时，氢气就会由此进入母线。当母线的氢气压力达到一定比例时，就会发生"自鸣"反应，造成母线爆炸，出现重大设备事故。1987年陡河电厂因发电机出线套管漏氢，导致封闭母线爆炸发生重大设备事故。如果投入使用微正压装置，氢气便会被阻挡在盘式绝缘子之外，封闭母线内经微正压装置处理的干燥、洁净的空气便起到了气封的作用，防止氢气渗入母线外壳。

3.2封闭母线现场其他途径漏氢

封闭母线现场其他途径漏氢，导致母线现场周围存在大量氢气。由于封闭母线现场周围设有很多氢气设备，如氢气干燥器、氢气监测设备等，一旦出现故障而没有及时发现并排除，就会出现漏氢事故。氢气的渗透能力很强，会有部分氢气透过母线上的缝隙、焊缝的沙眼及密封不严的法兰等处，进入母线外壳。这时，如遇到封闭母线瓷瓶脏污，产生微弱的放电，将会对母线造成安全隐患。此时，可以投入使用微正压装置，经微正压装置处理的干燥、洁净的空气可起到气封的作用，可有效的防止氢气渗入母线。

4结论

封闭母线配备微正压装置可以使母线筒内的空气压力始终保持在微正压状态，防止外界含有水分、灰尘的空气进入封闭母线筒内，避免母线绝缘下降、闪烙、漏氢等不正常现象，是保证发电机正常运行的必不可少的保护装置之一。运行中，要加强对微正压装置的维护工作，确保可靠投入率。