全绝缘浇注母线在电厂备用电源改造工程中的推广与应用

李春华 吴守银 符强

摘要：本文重点介绍扬州二电厂备用电源共箱封闭母线的结构型式，分析该厂共箱封闭母线经常绝缘低的原因；选择浇注母线[1]解决原共箱封闭母线绝缘低的理由；采用全绝缘浇注母线进行换型改造能够提高备用电源供电的安全可靠性，值得在安全要求高的电力系统中进行推广和应用。`

关键词：共箱母线；绝缘低；浇注母线；安全可靠

概述：

扬州第二发电厂备用电源是通过2台220kV/10.5kV/3.15kV启备变将电网电压由220kV变为10.5kV和3.15kV，为#1、#2机组启动或检修提供电源。

启备变低压侧通过共箱封闭母线沿汽机房A排外送至#1、#2机组室内对应的厂用电母线备用进线开关柜内。该厂共箱母线母线单段长度在300米左右，绝大部分悬吊在室外。该厂共箱封闭母线是由美国TECHNIBUS公司制造，其截面图如下图所示：

该型共箱封闭母线的组成情况：

每相有两根导体，导体材质为：铝质（10.5kV）、铜质（3.15kV）导体，导体表面有喷涂层（接头除外）；

箱体：为铝合金箱体，正面盖板与箱体间用螺丝固定；

支撑绝缘子：主绝缘子是FIBERGLASS（玻璃纤维）材料，10.5kV封闭母线内有陶瓷绝缘子插件；

箱内附件：布有电加热器和伴热电缆；

箱体背面布有少数呼吸孔或通风孔（孔径约为4厘米）。

1、设备运行情况：

电厂启备变低压侧10.5kV共箱封闭母线自从1998年安装投运以来，在运行中多次发生绝缘低故障。其中：启备变12A低压侧共箱封闭母线12AX段发生了3次绝缘击穿故障、启备变12B低压侧共箱封闭母线12BX段发生了5次绝缘击穿故障，严重地影响着#1、#2机组和其他系统用电设备的安全和稳定运行。

2.共箱封闭母线绝缘低及其故障原因分析：

启备变共箱封闭母线在运行中发生故障的直接原因是母线绝缘低。而导致母线绝缘低的主要因素主要有以下几个方面：

2.1 封闭母线的外壳密封不严（有出气孔），封闭母线内部与大气相通。在天气湿度大时，湿气容易侵入；在雨水天气，特别是在暴雨的情况下，雨水容易沿箱体渗入。所以在阴雨天气，容易发生母线绝缘低现象。这是电厂共箱封闭母线绝缘低的首要因素。

2.2 共箱封闭母线安装在主厂房的北侧，长年处于受阴面，特别是在连续阴雨期间，封闭母线内的湿气在得不到及时散去的情况下，会使共箱封闭母线的绝缘能力下降更加严重，这是电厂共箱封闭母线绝缘低的第二个主要因素。

2.3 备用母线常年處于备用空载状态，只有在#1或#2机组停运时，母线上才有电流通过，所以，母线导体自身发热不足，是该母线绝缘低的第三个因素。

2.4 省内外其他电厂备用电源共箱母线电压等级多数为6.3kV，而扬州二电厂经常发生故障的共箱封闭母线的电压等级为10.5KV，比其他电厂电压等级高，从而吸尘也较多；在母线绝缘低时，容易发生绝缘击穿故障。这是该厂共箱封闭母线在运行中经常发生绝缘故障的第四个因素。

2.5 根据对国内其他电厂的收资调研后发现，该电厂的封闭母线是进口封闭母线，上、下或前、后盖板均为整块活盖板，板与板之间用“U”槽盖板联结，封闭母线段与段间设置软联结，国内无类似结构，下盖板或后盖板上设有带滤网的“O”型呼吸孔。该型母线从外表上看是密封的，实质上是不密封的母线。

而国内生产的共箱封闭母线，每段是焊接式结构、正面留有“凸”形方孔，在“凸”形方孔上外加盖板（供安装或检修时用），由于盖板处存在密封不严的问题，致使该型共箱母线存在绝缘偏低的共性问题。

3.提高电厂备用电源共箱封闭母线供电安全及可靠性方案的选择：

为了提高启/备变12A/12B低压侧10kV共箱封闭母线的绝缘性能、不再发生母线绝缘低击穿故障，电厂技术人员对国内沿海、沿江的部分电厂（浙江温州、台州电厂，江苏谏壁、利港、望亭、吕四港、靖江电厂，上海石洞口二厂、外高桥三厂，广东珠海金湾电厂、惠州天然气发电厂和广西防城港电厂）进行了收资和调研。

3.1被收资调研电厂的反映情况：

3.1.1共箱封闭母线电厂反映情况：

浙江温州、台州电厂，江苏谏壁、利港电厂（二期）使用的共箱封闭母线存在受潮、结露、进水及母线绝缘低等问题。

3.1.2电缆母线电厂反映情况：

江苏利港（一期）、望亭电厂，上海石洞口二厂、外高桥三厂使用的电缆母线绝缘性能稳定，运行中从未出现过绝缘低问题。

3.1.3浇注母电厂反映情况：

广东金湾电厂、惠州天然气发电厂和广西防城港电厂在新建或扩建时就选用了浇注母线，浙江温州电厂、台州电厂分别在2005年和2006年将厂用共箱母线、备用共箱母线、励磁母线改为浇注母线。他们使用的浇注母线绝缘性能稳定，不存在绝缘低问题。

3.2收资调研的结论：

3.2.1共箱母线在运行中普遍存在绝缘低的现象。如果不对其进行换型处理，现场是无法解决其密封不严的问题。

3.2.2电缆母线、浇注母线在运行中不存在绝缘低问题。这两种母线的安全性能高，且维护工作量小。

3.2.3因此，采用全绝缘浇注母线和电缆母线能够保证母线的绝缘性能，对机组及其他用电设备的安全稳定运行是有益的。

3.3方案的选择：

尽管全绝缘浇注母线和电缆母线性能好，安全可靠性高，且用其改造时的投资成本差不多，但如果采用电缆母线进行现场改造，由于电缆必须整根敷设，并需要将启备变长时间（至少1个月）停运，因此，对#1、#2机组的安全运行极其不利。

而采用浇注母线进行改造时，由于浇注母线可分段安装，只有在其与变压器低压侧、与厂用母线备用进线开关柜搭接时需要变压器停电（每台变压器只需停运7天左右），因此，对#1、#2机组的安全运行影响程度小。

另外，全绝缘浇注母线重量比电缆母线轻，比原有母线的重量略重，对现有支吊架载荷的影响较小、现场加固容易。

经过省内外专家研讨和评审后认为，选用全绝缘浇注母线对原共箱封闭母线进行换型改造是电厂的唯一方案。

4.现场实施情况：

4.1设备招标和定標：电厂于2017年底经过公开招标，最后确定选用镇江华东电力设备制造厂有限公司制造的三相一体全绝缘浇注母线[2]对原有共箱封闭母线进行换型改造。

4.2现场改造方法是：

4.2.1请设计院对原有共箱封闭母线的钢支架进行荷载核算并进行适当的加固处理。

4.2.2在原有共箱封闭母线的上方或侧面设置新母线（浇注母线）安装钢支架。

4.2.3对带电运行的共箱封闭母线进行防护处理（防落物砸坏其他运行设备和保证施工人员的人身安全等）。

4.2.4在新设置的浇注母线的安装钢支架上安装浇注母线（与变压器低压室、开关室备用进线柜及母线三通的接口部除外的部分）。

4.2.5先停运启备变12A（停运时间大约为7天），完成浇注母线与变压器低压室、开关室备用进线柜及母线三通的接口处对接和电气交接试验工作；最后，完成浇注母线与变压器低压室、开关室备用进线柜的连接工作，并使启/备变12A受电并恢复其正常运行方式。

4.2.6在完成启备变12A低压共箱封闭母线改为浇注母线工作并成功后，再停运启/备变12B，完成浇注母线与变压器低压室、开关室备用进线柜及母线三通的接口处对接等相关工作，直到受电成功。

4.2.7拆除启备变12A、12B低压侧原有的10.5kV共箱封闭母线（拆除方法：分段解体、分部移出；同时，注意不伤害其他厂用共箱封闭母线和新安装的浇注母线）。

4.2.8拆除所有设脚手架并对现场进行恢复和清理。

4.3最终完成时间：经过电厂检修人员和镇江华东电力设备制造厂有限公司设计和现场组装施工人员的共同努力，历时3个多月，于2018年1月底顺利完成电厂备用电源10.5kV共箱封闭母线的换型改造工作。

5.实施效果：

5.1改造中使用的全绝缘封闭母线结构图见以下组图：

5.2全绝缘浇注线改造后的局部实况图：

5.3电厂用新型的全绝缘浇注母线对备用电源原有10.5KV共箱封闭母线进行换型改造后，彻底地解决了长期困扰该电厂封闭母线绝缘低的问题，在2018年10月份停电期间，测其各相对地及相间绝缘电阻均在30G?以上，从而为该厂#1、#2机组的安全稳定运行提供了有力的技术保障。

6.结论

全绝缘浇注母线有优越的电气绝缘性能、机械性能及良好的散热性能、且防水、防火、防爆、防腐蚀[2]，占用空间小、便于现场布置安装；用其进行换型改造，能有效地解决原共箱母线绝缘性能低的问题。浇注母线具有免维护的特点，它能大大降低电厂后期的维护成本。浇注母线能保证供电设备的安全可靠性，给用电设备的安全稳定运行能提供技术保障。

总之，新型的全绝缘浇注母线值得在安全要求高的电力系统中进行推广和应用。

参考文献

[1] 林建，程强，宋鹏飞，等.压水堆核电厂常规岛用全绝缘中压浇注母线技术要求[M].NB/T 25076-2017.北京：中国电力出版社，2018：2.

[2] 镇江华东电力设备制造厂有限公司.全绝缘浇注母线安装、使用、维护说明书[M].QJZMX-GY-02.，第二版.镇江：2016：1.

作者简介：李春华（1970～），男，江苏泰兴人，大学本科，工程师，从事电力设备检修和管理。

吴守银（1964～），男，江苏建湖人，大学本科，高级工程师，从事电力设备检修和管理。

符强（1983～），男，江苏丹阳人，大学本科，工程师，从事项目工业工程技术管理。

（作者单位：1.江苏国信扬州发电有限责任公司；

2.镇江华东电力设备制造厂有限公司）