發電機封閉母線絕緣低原因分析及處理

張鴻

【摘要】 本文針對我公司#5、#6機組封閉母線絕緣降低現象，進行了分析， 提出了處理建議。

【關鍵詞】 封閉母線 絕緣 空氣循環干燥裝置 維護

我公司#5、6機組從發電機到變壓器采用QLFM型全連式自冷離相封閉母線。近年來，出現機組啟動時發電機定子絕緣電阻明顯偏低，甚至不合格，拆除發電機至封閉母線的軟連接后，測定子絕緣正常，封閉母線絕緣不合格，既延誤了開機時間，影響經濟效益，又給安全生產帶來隱患。

一、停機檢查

今年5月公司利用#5機組大修機會，會同制造廠家對#5發電機封閉母線進行了詳細檢查和維護。在徹底拆開封閉母線蓋板后發現封筒內壁有受潮跡象，支持瓷瓶有輕微結露現象。

二、原因分析

經過認真分析，認為引起發電機封閉母線內部結露受潮導致絕緣電阻降低的主要原因包括：

2.1封閉母線密封性下降

封閉母線絕緣是由絕緣子及密封隔斷裝置構成。封閉母線隨著長期運行，支持瓷瓶、觀察孔、蓋板等處密封條老化，導致封閉母線密封性下降，給其絕緣電阻帶來三方面不利影響。

1）出現結露現象。結露是指空氣中的水分遇冷凝成小水滴。封閉母線運行過程中，由于發電機負載電流變化，其內部導體發熱程度也隨之變化不同，溫度自然也不同。根據空氣動力學原理，不同溫度，空氣的飽和水蒸氣密度不同。溫度升高，封母內部空氣的飽和水蒸氣密度變大，由于密封性不佳，會繼續吸收封母外部周圍空氣中的水分，成為飽和空氣。

但是隨著發電機負荷降低，電流減小，封母內部溫度降低，空氣的飽和水蒸氣密度變小，內部過量水分被析出，形成結露水，嚴重影響封閉母線絕緣。去年下半年，#5機組三次諧波電壓式定子接地保護裝置（3ω）出現2次報警，當時檢查發電機中性點、TV及其他地方均未發現異常，實際上應該就是封母內部結露嚴重引起發電機定子絕緣降低至限值而報警。

2）潮氣易侵入。封閉母線運行過程中內部溫度較高， 潮氣會從封閉母線的各個密封不好的地方進入封閉母線內部， 機組在運行期間潮氣會逐步蒸發掉， 當機組停運后潮氣蒸發速度慢，造成封母絕緣能力降低。

3）內部形成污穢層。由于密封性差，空氣中的雜質包括一些粉塵進入封閉母線后會穩定的吸附在母線導體、支撐絕緣子、密封隔斷裝置或外殼的內表面，或是吸附在封閉母線密封不嚴處，形成污穢層。由于封母內部空氣狹小，平時無法處理，一旦受潮氣影響，污穢層中的可溶性鹽類被水份溶解，形成導電水膜，加劇絕緣子表面的絕緣電阻下降，泄漏電流增大，可能產生局部爬行放電。當絕緣子的電阻下降到不能承受導體運行電壓時，在污穢層的表面就要發生閃烙，封閉母線閃烙的可能性大為增加。

2.2封母維護工作缺失及空氣循環干燥裝置的長期停用

我公司#5、#6發電機采用的是鎮江華東電力設備制造廠的QLFM-20/8000型封閉母線，自2005年初投產以來，歷次機組檢修均未重視其密封情況，未進行有效維護，僅通過高壓試驗數據來判斷其狀況。同時，封閉母線配套采用的GZ45型封母空氣循環干燥裝置，雖然與一般微正壓裝置相比，對封閉母線的密封要求不是很高，但是，同樣由于維護工作的忽視和缺失，造成其處于長期停用檢修狀態，沒有發揮出應有的干燥除濕作用。這是造成封閉母線結露的主要原因之一。

三、防范措施

3.1提高發電機封閉母線的密封性

為防止發電機封母再次受潮，大修中，我們聯系制造廠家，到廠指導，同時制定詳細的檢修作業指導書，認真檢查封母密封情況，將封閉母線上所有的密封墊予以統一更換，包括密封盤套（盤式絕緣子）、母線支撐絕緣子底座的密封膠墊、窺視窗密封膠墊。并將整個封閉母線進行擦拭清掃，工作完成后進行檢漏試驗，確保密封性符合要求。

3，2修復并正確使用空氣循環干燥裝置

我公司采用GZ45型封母空氣循環干燥裝置。該裝置應用強迫風冷封閉母線密閉空氣循環的工作原理和再生除濕工作原理，采用大流量空氣閉式循環干燥方式，使用大流量風機把離相封閉母線殼內空氣整體閉式循環到離相封閉母線殼外干燥裝置中進行干燥再生處理后再送回離相封閉母線外殼內部，密閉循環，往復使用。裝置用分子篩作吸附劑，吸濕能力強，使用壽命長。

裝置動力部分采用質量可靠的羅茨風機，它能比較迅速地循環干燥封閉母線中的空氣。電氣部分采用智能化強勁的PLC控制，實時監測、顯示母線內部的相對濕度，并根據精密濕度監控器采集的母線內空氣參數，與設定的相對濕度值進行比較。

當測量值大于設定值上限時，由 PLC 控制裝置自動投入運行，運行滿一個周期后再次檢測母線內空氣相對濕度是否低于設定值下限，如果低于下限，則退出運行；否則繼續運行一個周期，直至母線內空氣參數值低于設定值下限則停機。期間，裝置啟動再生筒內的加熱器并通過設定溫度上下限值，實時控制熱電阻的投入和停止。

這樣，離相封閉母線殼內空氣相對濕度始終保持在設定值以下，使離相封閉母線絕緣水平得到有效保護。

由于對封母維護工作的忽視，其封母空氣循環干燥裝置維護也未得到重視，裝置長期處于失效停用狀態。這次，公司在維護封母的同時，對配套的空氣循環干燥裝置也進行了大修，更換了裝置內部羅茨風機、空氣濾清器和分子篩，制定了定期維護制度，確保其能正常投用。

過去，有人認為，封閉母線一旦運行起來后，依靠本身產生的熱量，會將封閉母線內的一些固體絕緣件加熱，從而可以提高封閉母線的整體絕緣，而不需要依靠干燥裝置。所以過去我公司機組停運期間，才啟運空氣循環干燥裝置。其實這種觀點偏面的，這是因為封閉母線一旦運行起來以后，封閉母線的導體和外殼都會產生大量的熱量，母線內部的空氣也會被隨之加熱，封閉母線內部空氣被加熱后，由于密封性不嚴，就會吸收封閉母線外部的水分，使自己盡量達到飽和，所以，封閉母線內部熱空氣的相對濕度要遠比封閉母線外部空氣的濕度大得多，當導體的負載電流減小時，增大的溫差就會使空氣中的飽和水成為過量水析出，所以，空氣循環干燥裝置無論機組在開機或停機的情況下，都應24小時不間斷投放使用，以真正實現干燥除濕功能，防止封閉母線受潮結露。

今年6月，我公司對#6發電機封閉母線也進行了同樣的檢查和維護。目前，從最近#5、#6機分別調停后再啟動時的情況看，發電機定子絕緣已處于正常范圍。

四、結束語

發電機封閉母線絕緣降低，易造成發電機定子接地保護報警甚至動作跳閘，此類事故已在其他電廠多次出現，給安全生產帶來嚴重隱患。因此加強封閉母線密封性，正確使用空氣循環干燥裝置，有效提高離相封閉母線絕緣水平，對于保證機組長期全穩定運行具有現實的積極意義。