封閉母線安裝密封性不良原因分析與改進措施

陳潛

摘 要：母線是連接配電裝置與電氣設備的重要導體，具有匯集電能、分配電能及傳送電能的重要作用。母線的安裝質量可對電氣設備的運行工況產生重要影響，只有控制好安裝質量才能提高整個變電系統的可靠性。密閉性不良是安裝封閉母線時常見的質量問題，文章結合實踐經驗對封閉式母線安裝密封性不良的主要原因進行了探討，并提出了相應的改進措施，旨在提高母線安裝水平。

關鍵詞：封閉母線；密封性；原因；不良；改進措施

電力系統中常用的母線包括封閉母線、軟母線及硬母線，母線通常由鋁排或銅排組成，具有集膚效應較小、電阻小、電流密度較大等特點，因此電力系統的正常運行需要以母線為物質支撐基礎。如母線質量出現問題，則將會嚴重影響電力系統的正常運行[1]。

1 封閉母線安裝密封性不良原因

1.1 封閉母線自身原因

絕緣子、導體及外殼是封閉母線的三大組成部分，絕緣子位于導體與外殼之間，為保證母線具有較好的密封性，則通常需要保證鋁蓋板與絕緣子實現緊密接觸，同時將橡膠墊圈置于鋁蓋板與絕緣子之間。母線同一斷面中至少存在3只絕緣子，且絕緣子通常相互成120°角，以保證軸線交點與外殼及導體的中心線重合[2]。由于母線中的絕緣子數量較多，且絕緣子具有較大的活動性與彈性，再加上安裝母線前需要經過長距離運輸，在運輸途中可導致母線內部結構出現松動現象，當連接外殼與絕緣子的固定螺栓松動時，可能出現泄漏問題，進而造成母線的密封性受到影響。

1.2 安裝操作不規范

在安裝封閉母線的過程中沒有嚴格按照操作規程，也會引起密封性不良問題。部分人員在安裝封閉母線時沒有檢測是否存在漏氣問題，或僅采用在母線外部涂抹密封膠的方法解決漏氣問題。將密封膠涂于封閉母線的表面只能暫時解決密封性不良問題，在母線外殼溫度發生變化的情況下，密封膠就容易出現開裂、老化等現象，無法繼續發揮密封作用，因此母線可能再次出現漏氣問題。另一方面，沒有按照規定打膠，焊接施工時沒有注意清除焊口存在的氧化膜、污物，未將密封圈安裝在規定的位置等也會導致母線的密封性不良。安裝操作不規范問題出現的主要原因包括安裝人員在上崗前沒有經過正規培訓，沒有注意把握好安裝的關鍵點等。

1.3 密封材料存在缺陷

應注意使用密封性能較好的材料，如在安裝過程中將盤套或石棉墊等作為密封材料，則難以有效密封母線。為了能夠延長封閉母線使用時間，則安裝前通常需要對表面進行磷化、噴粉、烘干、固化或酸洗等處理，如密封材料存在缺陷，則在安裝前就可能導致母線的密封性能受到影響。

2 封閉母線安裝密封性的改進措施

2.1 改進裝配質量

封閉母線被運送到安裝現場后，立即開箱檢查是否出現變形問題，如發現封閉母線已經變形，則進行校正，校正后再次檢測封閉母線變形程度是否合格，合格后可實施分段檢漏工作。如開箱后發現封閉母線沒有出現變形問題，則無需進行校正便可以直接開始檢漏及安裝。在檢查封閉式母線是否漏氣時，先在母線兩端套上2個薄橡皮材質的袋子，母線的外徑應略大于袋口直徑，將1根T型管設置在1只袋子的底部，隨后在母線兩端分別安裝進氣管、進氣閥、壓力表。在試驗的過程中注意利用鋼抱箍扎緊封閉母線、橡膠袋子的袋口，并在封閉母線中吹入壓縮空氣，壓縮空氣的壓力控制在12.5mbar左右[3]。吹入壓縮空氣后將進氣閥關閉，如壓力下降至5mbar左右所需的時間>10min，則說明封閉母線不存在漏氣問題；如<10min，則應對封閉母線進行特殊處理：可將1只密封圈設置于圓形蓋板及螺絲之間，以便使大氣與螺孔之間形成一道隔絕屏障，從而避免空氣外泄及改善母線的密封性能。同時可以將聚酯環氧粉末噴灑于母線外殼表面或將環氧樹脂添加于密封處，以預防出現泄漏問題。

2.2 優化焊接質量

焊接是封閉母線安裝施工的重要環節，優化焊接質量有助于改善母線的密封性能。因封閉性母線中的鋁極容易與氧氣發生化學反應，為避免母線被氧化，在進行電弧焊時應使用氬氣等惰性氣體，同時應安排具有上崗資格證且經驗豐富的焊工完成封閉母線的焊接施工。在正式焊接封閉母線之前需要進行試焊，試焊質量達到要求后才能開始焊接，以便可以有效控制母線焊接質量。焊接封閉母線前還必須將焊口的氧化膜、污物等清除干凈，保證焊絲程度符合相關標準。為避免母線焊接接口處存在泄露現象，在焊接時要注意嚴密連接各條充氣管路；如焊接時環境溫度<10℃，則在焊前需要對母線進行加溫處理，在焊接的過程中也應采用一定的保溫措施。此外，應注意合理應用焊接工藝。（1）如需要進行手工焊接，則應利用引弧板完成引弧操作，引弧電流應為焊接電流的2倍；為清楚觀察熔池及熔池運行軌跡，可使用左焊法，焊槍與焊接方向、工件之間的夾角應控制在70°～80°之間，而工件與噴嘴下端之間的距離需要控制在8mm～22mm之間，同時確保焊絲的伸出長度為噴嘴內徑值的1/2[4]。（2）如采用全方位焊接工藝，則立焊過程中應使用“爬坡焊”工藝，在橫焊時則應確保焊槍的運行軌跡逐漸向上，以避免因鋁液下墜而對母線的密封性產生不良影響。實施仰焊的過程中可減小電流、降低電弧及減小熔池的體積，以便加快熔池的冷卻凝固速度，從而在優化焊接質量的基礎上改善母線的密封性能。

2.3 應用實例

某電力工程中變壓器額定容量為350MW，采用了全連離相式封閉母線，主母線鋁導體的規格為15mm×450mm，外殼規格為9mm×1000mm，分支回路中封閉母線的鋁導體規格為15mm×100mm，外殼規格為6mm×800mm；PA及PL柜中封閉母線的鋁導體規格為10mm×120mm，型號為QFM-24-Z，長度為25m。該封閉母線可在內部充滿干燥的壓縮空氣時實現正常投運，充氣裝置與封閉母線相配套，在運行過程中可長期維持微正壓，微正壓可達到0.01MPa/cm2左右，在焊接封閉母線時使用了氬弧焊接工藝，焊接接口數量約為60個左右。為了改善封閉母線的密封性能，采用了改進裝配質量及優化焊接質量措施，安裝完成后對密閉性能進行了檢測。在密封性試驗中發現壓力降低1kPa所需的時間為65min左右，最長時間為2h，完全符合封閉母線的密封性要求。在安裝過程中還采取了以下措施：首先，安裝施工人員需要明確密封性質量控制要求，確保在施工中可以端正自身的工作態度；其次，技術人員需要對封閉母線原有結構進行分析，找出可能造成密封性不良的主要原因，并制定改進措施及技術要求。在安裝施工的過程中安排質檢人員嚴密監控封閉母線的安裝質量，避免遺留母線泄漏隱患，以便強化封閉母線密閉性能。

3 結束語

綜上所述，封閉母線的性能可影響到整個供配電系統的運行狀態，為了能夠使封閉母線的密封性能得到有效改善，則采用科學合理的安裝施工技術是一種非常重要的措施。

參考文獻

[1]鄧旭陽，索南加樂，宋國兵，等.交流二次回路中性線阻抗對母線差動保護的影響及防范措施[J].電力系統保護與控制，2013（15）：148-153.

[2]馬莉.基于母線故障引起電壓暫降的關鍵母線和脆弱母線辨識[J].科學技術與工程，2014，14（21）：98-103.

[3]吳曉文，舒乃秋，李洪濤，等.基于流體多組分傳輸的氣體絕緣母線溫度場數值計算與分析[J].中國電機工程學報，2012，32（33）：141-147.

[4]張旭輝，溫旭輝，趙峰.電機控制器直流側前置Buck/Boost雙向變換器的母線電容電流控制策略研究[J].中國電機工程學報，2012，32（30）：23-29.