封閉母線密封性不良的原因分析與處理

宋永武

（黑龍江火電三公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

1 封閉母線泄漏的原因分析

大唐哈爾濱第一熱電有限公司2×300MW新建工程的封閉母線為全連式離相封閉母線，其主母線外殼為Φ1050×8、鋁導體為Φ500×12mm；廠用分支回路封閉母線外殼為Φ700×5、鋁導體為Φ150×10mm；PL、PA柜分支全連式封閉母線為 Φ700×5、鋁導體為 Φ150×10；由北京電力設備總廠生產。我公司負責#1機部分封閉母線焊接。主母線全長約40.5米/三相，廠用分支母線長約30.8米/三相，投運條件為封閉母線內充干燥壓縮空氣，并能長期保持微正壓，達1500Pa/cm2，充氣裝置由封閉母線廠配套供給，封閉母線的焊接采用氬弧焊接，1臺機組有30多個焊口。根據封閉母線的結構及以往工程的工作經驗，得出導致封閉母線泄漏的原因，主要有以下幾個方面。

1.1 封閉母線自身結構的缺陷

每段封閉母線由外殼、導體、絕緣子3部分組成，外殼與導體通過絕緣子將位置相對固定，為達到封閉母線良好密封，絕緣子底座與底座鋁蓋板兩者之間接觸面緊密，并在兩接觸面間加圓環形橡膠墊圈。大唐哈爾濱第一熱電有限公司2×300MW新建工程的封閉母線的具體結構是：封閉母線的導體，在同一斷面上用三個支持絕緣子支撐,每個絕緣子之間相差 120°，絕緣子的裝設便于拆卸和更換。如圖1所示。封閉母線一段一段地連接起來，成為整套封閉母線。由于支柱絕緣子多，絕緣子彈性塊活動性較大,加上長距離的運輸震動造成封閉母線結構松動，引起絕緣子固定螺絲處的泄漏概率增大。

1.2 封閉母線的焊接質量差

由于封閉母線大部分的連接是通過焊接（包括制造廠的連接），而封閉母線的外殼為純鋁材，鋁板容易氧化，在鋁板表面生成一層氧化膜，且氧化膜的比重較大，不易浮出熔液而形成焊縫夾渣；另外，液態鋁可溶解大量氫氣,固態鋁幾乎不溶解氫，因此，熔化的焊縫金屬快速冷卻與凝固時，氫氣來不及析出,容易在焊縫中聚集形成氣孔；焊接環境潮濕等因素也會影響焊接處的密封性能。因此焊前應清除焊口的污物及氧化膜，填充焊線的焊絲純度不得低于L2（不低于99.5%）。當環境溫度低于10℃時，為保證焊線質量，應有焊前加溫及焊時保溫的措施，焊線的總截面應不小于被焊導體總截面的1.25倍。

1.3 其他原因

此外，由于充氣管路連接不嚴密，即封閉母線微正壓裝置充氣管路間的連接,封閉母線與設備連接口的盤式絕緣子密封不嚴以及與封閉母線的接口處的連接，也存在一定程度的泄漏。

對以上幾種引起封閉母線泄漏的原因進行分析，并通過對幾臺機組封閉母線泄漏情況的數據進行統計后發現，由于裝配不嚴引起的泄漏占65%左右，而焊接質量不好引起的泄漏約占30%。其它原因約占5%。

2 封閉母線泄漏的解決方法

2.1 確保裝配質量

封閉母線經過長途運輸，會造成各式各樣的變形。封閉母線開箱后，應首先對封閉母線進行檢查，對于未變形的母線直接進行檢漏，對其中變形的封閉母線，按質量要求對其進行校正，合格后再進行分段檢漏。

封閉母線進行檢漏的具體方法為：試驗前，用薄橡膠布制成2個袋，袋口略小于封閉母線外徑，其中1只袋在底部引出1根T型管子，引出的一端裝1只壓力表，另一端裝進氣閥及進氣管。試驗時，將2個袋套在封閉母線的兩端，并用鋼抱箍將袋口與封閉母線扎緊，然后將壓力為12.5 mbar壓縮空氣吹入封閉母線，并關閉進氣閥，記錄時間開始試驗。壓力從12.5 mbar降到5 mbar的時間應大于9min。

通過多次試驗證實支柱絕緣子的固定螺絲是引起泄漏的主要原因，如圖2所示，絕緣子固定在圓形蓋板上，圓形蓋板通過固定螺絲與封閉母線外殼相連接，圓形蓋板與外殼之間有一只“0”形密封圈，空氣通過螺孔與螺絲之間的縫隙泄漏出去。對封閉母線檢漏時作過統計，絕緣子固定螺絲處就有很多處不同程度的漏氣。

為此，在螺絲與蓋板之間增加了一只“0”形密封圈，使螺孔與大氣隔絕，有效地阻止了空氣的外泄，在此之前，也曾采取過更換加厚的密封圈和加添密封膠等措施，但效果都不理想。另外，在波紋管片之間的密封結構處也添加了環氧樹脂，以杜絕泄漏。

2.2 提高焊接質量

鋁極易氧化，只能采用惰性氣體保護電弧焊。為保證焊接質量，母線焊接工作必須由經過考試合格的氬弧焊工擔任，且焊接前還作焊樣，并經射線檢驗合格后才能正式對母線進行焊接。焊接前技術人員應根據不同的部位，施焊電流的大小 ，焊接環境的要求等作出詳細的技術要求，明確技術要點、難點和質量目標，并將焊接質量與獎勵掛鉤，實行獎優罰劣制度。對焊接環境應事先做好各方面的防護措施 ，保證焊接條件。通過以上方法有效地提高了焊接質量，達到了預期效果。

3 實際施工中達到的效果

根據大唐哈爾濱第一熱電有限公司與封閉母線廠的技術協議，當投入微正壓充氣裝置時，外殼的空氣泄漏率不超過每小時外殼容積的2-6%。根據多個現場施工經驗及封閉母線廠家代表經驗，總結出當微正壓系統完成充氣并停止運行后開始記時，直至再次啟動間隔時間達到20分鐘即可滿足要求。

因大唐哈爾濱第一熱電有限公司2×300MW新建工程#1機組封閉母線正在施工過程中，因此采用上述方法達到的效果暫時無法預測。

4 結語

從以上分析可以看出，封閉母線的泄漏與廠家對產品的設計、施工過程有密切關系。根據封閉母線的結構，廠方應改善設計，努力使其更合理，例如，導體支柱絕緣子固定螺絲處加“0”形密封圈，或制造時作些修改，使固定螺絲不與封閉母線氣室直接接觸等。施工單位則應做到以下幾點：(1)施工人員應端正態度，明確質量要求；(2)技術人員應分析封閉母線的結構，找出可能發生封閉母線泄漏的原因，制定相應的措施，提出詳細的技術要求；(3)質量檢驗人員應把好過程控制這一關，不給封閉母線泄漏留隱患。

[1]《封閉母線出廠技術文件》.北京電力設備總廠.

[2]馬生芳.《封閉母線密封性不良的原因分析與處理》.

[3]李林,汪浩.《三峽左岸電廠20kV封閉母線安裝工藝綜述》.