封闭母线安装密封性不良原因分析与改进措施

陈潜

摘 要：母线是连接配电装置与电气设备的重要导体，具有汇集电能、分配电能及传送电能的重要作用。母线的安装质量可对电气设备的运行工况产生重要影响，只有控制好安装质量才能提高整个变电系统的可靠性。密闭性不良是安装封闭母线时常见的质量问题，文章结合实践经验对封闭式母线安装密封性不良的主要原因进行了探讨，并提出了相应的改进措施，旨在提高母线安装水平。

关键词：封闭母线；密封性；原因；不良；改进措施

电力系统中常用的母线包括封闭母线、软母线及硬母线，母线通常由铝排或铜排组成，具有集肤效应较小、电阻小、电流密度较大等特点，因此电力系统的正常运行需要以母线为物质支撑基础。如母线质量出现问题，则将会严重影响电力系统的正常运行[1]。

1 封闭母线安装密封性不良原因

1.1 封闭母线自身原因

绝缘子、导体及外壳是封闭母线的三大组成部分，绝缘子位于导体与外壳之间，为保证母线具有较好的密封性，则通常需要保证铝盖板与绝缘子实现紧密接触，同时将橡胶垫圈置于铝盖板与绝缘子之间。母线同一断面中至少存在3只绝缘子，且绝缘子通常相互成120°角，以保证轴线交点与外壳及导体的中心线重合[2]。由于母线中的绝缘子数量较多，且绝缘子具有较大的活动性与弹性，再加上安装母线前需要经过长距离运输，在运输途中可导致母线内部结构出现松动现象，当连接外壳与绝缘子的固定螺栓松动时，可能出现泄漏问题，进而造成母线的密封性受到影响。

1.2 安装操作不规范

在安装封闭母线的过程中没有严格按照操作规程，也会引起密封性不良问题。部分人员在安装封闭母线时没有检测是否存在漏气问题，或仅采用在母线外部涂抹密封胶的方法解决漏气问题。将密封胶涂于封闭母线的表面只能暂时解决密封性不良问题，在母线外壳温度发生变化的情况下，密封胶就容易出现开裂、老化等现象，无法继续发挥密封作用，因此母线可能再次出现漏气问题。另一方面，没有按照规定打胶，焊接施工时没有注意清除焊口存在的氧化膜、污物，未将密封圈安装在规定的位置等也会导致母线的密封性不良。安装操作不规范问题出现的主要原因包括安装人员在上岗前没有经过正规培训，没有注意把握好安装的关键点等。

1.3 密封材料存在缺陷

应注意使用密封性能较好的材料，如在安装过程中将盘套或石棉垫等作为密封材料，则难以有效密封母线。为了能够延长封闭母线使用时间，则安装前通常需要对表面进行磷化、喷粉、烘干、固化或酸洗等处理，如密封材料存在缺陷，则在安装前就可能导致母线的密封性能受到影响。

2 封闭母线安装密封性的改进措施

2.1 改进装配质量

封闭母线被运送到安装现场后，立即开箱检查是否出现变形问题，如发现封闭母线已经变形，则进行校正，校正后再次检测封闭母线变形程度是否合格，合格后可实施分段检漏工作。如开箱后发现封闭母线没有出现变形问题，则无需进行校正便可以直接开始检漏及安装。在检查封闭式母线是否漏气时，先在母线两端套上2个薄橡皮材质的袋子，母线的外径应略大于袋口直径，将1根T型管设置在1只袋子的底部，随后在母线两端分别安装进气管、进气阀、压力表。在试验的过程中注意利用钢抱箍扎紧封闭母线、橡胶袋子的袋口，并在封闭母线中吹入压缩空气，压缩空气的压力控制在12.5mbar左右[3]。吹入压缩空气后将进气阀关闭，如压力下降至5mbar左右所需的时间>10min，则说明封闭母线不存在漏气问题；如<10min，则应对封闭母线进行特殊处理：可将1只密封圈设置于圆形盖板及螺丝之间，以便使大气与螺孔之间形成一道隔绝屏障，从而避免空气外泄及改善母线的密封性能。同时可以将聚酯环氧粉末喷洒于母线外壳表面或将环氧树脂添加于密封处，以预防出现泄漏问题。

2.2 优化焊接质量

焊接是封闭母线安装施工的重要环节，优化焊接质量有助于改善母线的密封性能。因封闭性母线中的铝极容易与氧气发生化学反应，为避免母线被氧化，在进行电弧焊时应使用氩气等惰性气体，同时应安排具有上岗资格证且经验丰富的焊工完成封闭母线的焊接施工。在正式焊接封闭母线之前需要进行试焊，试焊质量达到要求后才能开始焊接，以便可以有效控制母线焊接质量。焊接封闭母线前还必须将焊口的氧化膜、污物等清除干净，保证焊丝程度符合相关标准。为避免母线焊接接口处存在泄露现象，在焊接时要注意严密连接各条充气管路；如焊接时环境温度<10℃，则在焊前需要对母线进行加温处理，在焊接的过程中也应采用一定的保温措施。此外，应注意合理应用焊接工艺。（1）如需要进行手工焊接，则应利用引弧板完成引弧操作，引弧电流应为焊接电流的2倍；为清楚观察熔池及熔池运行轨迹，可使用左焊法，焊枪与焊接方向、工件之间的夹角应控制在70°～80°之间，而工件与喷嘴下端之间的距离需要控制在8mm～22mm之间，同时确保焊丝的伸出长度为喷嘴内径值的1/2[4]。（2）如采用全方位焊接工艺，则立焊过程中应使用“爬坡焊”工艺，在横焊时则应确保焊枪的运行轨迹逐渐向上，以避免因铝液下坠而对母线的密封性产生不良影响。实施仰焊的过程中可减小电流、降低电弧及减小熔池的体积，以便加快熔池的冷却凝固速度，从而在优化焊接质量的基础上改善母线的密封性能。

2.3 应用实例

某电力工程中变压器额定容量为350MW，采用了全连离相式封闭母线，主母线铝导体的规格为15mm×450mm，外壳规格为9mm×1000mm，分支回路中封闭母线的铝导体规格为15mm×100mm，外壳规格为6mm×800mm；PA及PL柜中封闭母线的铝导体规格为10mm×120mm，型号为QFM-24-Z，长度为25m。该封闭母线可在内部充满干燥的压缩空气时实现正常投运，充气装置与封闭母线相配套，在运行过程中可长期维持微正压，微正压可达到0.01MPa/cm2左右，在焊接封闭母线时使用了氩弧焊接工艺，焊接接口数量约为60个左右。为了改善封闭母线的密封性能，采用了改进装配质量及优化焊接质量措施，安装完成后对密闭性能进行了检测。在密封性试验中发现压力降低1kPa所需的时间为65min左右，最长时间为2h，完全符合封闭母线的密封性要求。在安装过程中还采取了以下措施：首先，安装施工人员需要明确密封性质量控制要求，确保在施工中可以端正自身的工作态度；其次，技术人员需要对封闭母线原有结构进行分析，找出可能造成密封性不良的主要原因，并制定改进措施及技术要求。在安装施工的过程中安排质检人员严密监控封闭母线的安装质量，避免遗留母线泄漏隐患，以便强化封闭母线密闭性能。

3 结束语

综上所述，封闭母线的性能可影响到整个供配电系统的运行状态，为了能够使封闭母线的密封性能得到有效改善，则采用科学合理的安装施工技术是一种非常重要的措施。

参考文献

[1]邓旭阳，索南加乐，宋国兵，等.交流二次回路中性线阻抗对母线差动保护的影响及防范措施[J].电力系统保护与控制，2013（15）：148-153.

[2]马莉.基于母线故障引起电压暂降的关键母线和脆弱母线辨识[J].科学技术与工程，2014，14（21）：98-103.

[3]吴晓文，舒乃秋，李洪涛，等.基于流体多组分传输的气体绝缘母线温度场数值计算与分析[J].中国电机工程学报，2012，32（33）：141-147.

[4]张旭辉，温旭辉，赵峰.电机控制器直流侧前置Buck/Boost双向变换器的母线电容电流控制策略研究[J].中国电机工程学报，2012，32（30）：23-29.