托電公司廠變共箱母線綜合治理

摘 要： 大唐國際托克托發電有限責任公司廠變共箱母線自投產以來，多次發生閃絡跳機事故，事后通過對設備結構本身的每一個細節進行分析，客觀分析共箱母線的設計原理，靜態、及動態運行情況查找發生事故的原因，從而對共箱母線進行綜合改造治理，提高了廠變共箱母線安全運行的可靠性，最后達到機組、電網安全穩定運行的目的。

關鍵詞：共箱母線 母排 穿墻套管 DMC絕緣子 熱縮套 連接金具

Abstract： Inner Monglia Datang International Tuoketuo Power Generation Co.Ltd.，Tuoketuo becomes common box bus has since put into production， the accidents occurred many times. Through analysis of every detail of the equipment structure itself， objective analysis of common Enclosed Busbar design principle， static and dynamic operation to find the accident reason， thus the common box bus were comprehensive reform of governance， improves the safety and reliability of the common box bus bus operation， and finally achieve common box bus safe and stable operation.

Key words： Common box bus； DMC bus； wall bushing； INSULATORS； sleeves； connecting fittings

中圖分類號：TM645 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）09-0286-02

引言

大唐國際托克托發電有限責任公司（下稱托電）作為“西電東送”北通道之一，托克托火電工程是國家“十五”計劃重點建設項目，計劃裝機容量10臺600MW機組，分五期建設，采用點對網直送首都經濟圈的輸電方式。托電公司共有12臺高廠變，托電廠變共箱母線自投產以來，多次發生跳機事故，為保證機組的穩定運行，托電公司對廠變共箱母線進行綜合改造治理。

一、托電公司共箱母線技術參數及相關事故

托電高廠變共箱母線生產廠家為江蘇長江沃特電氣有限公司，產品為自冷金屬外殼封閉式，箱體外殼尺寸1100×500mm，額定電壓：6.3KV，額定電流：3150A，導體每相為雙槽銅母線結構，高130mm×寬60mm×厚度5mm，絕緣子為10kv瓷質絕緣子，高度140mm；直徑140mm；爬電距離260mm，無穿墻隔斷結構。在2015年托電發生一起高廠變差動保護動作事件。通過解體檢查發現機組高廠變分支工作電源進線開關下方共箱母線絕緣子閃絡放電，絕緣子燒損嚴重，放電絕緣子下方母線三相均對外殼放電；后機組檢修，打開所有蓋板后發現高廠變A、B分支共箱母線垂直段下部多個絕緣子及箱體存在輕微放電痕跡，就地事故現象與發變組故障錄波器記錄的保護動作情況吻合。通過查看故障錄波器故障信息，故障發生時未發現系統電壓及6kV段電壓明顯波動，事故當天未發生雷電現象，檢查主變高壓側避雷器計數器未動作，查看運行操作記錄，當時未進行啟停高壓電氣設備操作，無設備故障跳閘記錄，排除過電壓導致絕緣子閃絡放電的可能。高廠變共箱母線緊鄰三四期灰庫，空氣中粉塵較多；同時在設計中共箱母線穿墻部位無穿墻絕緣隔板，共箱母線在汽機房負壓抽吸作用下，共箱母線內存在微負壓，室外共箱母線沿蓋板邊緣一直存在向內吸氣情況。加之故障前天氣連續降雨，空氣濕度增大，共箱母線垂直段絕緣子易積灰、受潮；同時在共箱母線部分蓋板邊緣發現有柳絮等輕小雜物，綜合判斷共箱母線絕緣子臟污、受潮放電是造成本次事件的直接原因。

二、共箱母線運行過程中存在問題

1.導體槽銅結構，相對重量較重，瓷質絕緣子傘裙直徑較細，支撐力度較弱，特別是在垂直段中橫向使用中，抗彎能力不足。另外由于該地區寒冷，瓷質絕緣子上下的鑄鐵附件與瓷質兩者材料之間收縮系數不同，很容易造成斷裂，若同時存在漏水或結露的情況下，出問題的可能性就會增加。

2.共箱封閉母線穿墻位置，是冷熱空氣交匯處，是容易產生結露的地域。在沒有穿墻隔板的情況下，約80%的問題出現在該區域。戶內外冷熱空氣交匯，絕緣子表面可能有凝露現象，夜晚絕緣子表面有可能會結冰。長期的惡劣環境，大大降低了絕緣可靠性。是諸多事故頻發的根源。

3.穿墻位置沒有設置穿墻隔板，在箱體的吸附作用下，使灰塵，柳絮吸入到箱體內部，當遇到箱體爬升位置時，吸力減弱，灰塵及柳絮堆積在箱體拐角處。隨著時間的積累，雜物堆逐漸增多，對地安全距離裕度縮小，遇潮濕空氣，導致絕緣下降，造成局部放電。

4.托電公司燃煤后的粉煤灰含鋁較大，由于共箱母線密封不良，長期處于這樣的環境中運行，或多或少有含鋁的灰塵進行共箱母線中，附著于絕緣子及箱體上，當遇空氣濕度較大或是陰雨天時，潮氣進入箱體，容易造成共箱母線放電跳機事故。

三、共箱母線綜合治理改造方法

1.將廠用共箱母線改導體為矩形母線，原箱體尺寸不變，這樣既解決了母排太重絕緣子的負重問題，又起到了根治的效果。導體使用T2Y紫銅排，銅排化學成分Cu+Ag=99.90以上； 同時共箱母排母線導體包覆10KV熱縮套，增強絕緣裕度。熱收縮母排保護套管耐壓 10 KV，是一種具有良好的絕緣性、阻熱性和耐老化性的熱縮套管，廣泛用于高壓開關柜、電廠、變電站中等母線排的絕緣保護。熱縮套管作用主要有杜絕老鼠、蛇等小動物引起的短路故障；防止酸、鹽等化學物質對母排的腐蝕；防止檢修人員帶電間隙造成意外傷害；解決母線的相距絕緣問題；降低絕緣距離或者是增強絕緣裕度。

包覆10KV高壓母排熱縮管安全距離表（mm）：

2.將原箱體內布置的共箱母線支持絕緣子更換為DMC絕緣子，DMC材料俗稱航空樹脂，也被預為鋼鐵樹脂，因為兼具了鋼鐵的堅固硬度以及鋼鐵所不具備的柔性，輕質和溫潤觸感以及良好的絕緣安全性，由于該絕緣子整體材料相同，收縮系數均勻，避免脫落現象，其次增加抗彎強度和提高絕緣等級。DMC絕緣子加入增稠劑、低收縮添加劑、填料助劑等組分的不飽和聚酯樹脂浸漬短切玻璃纖維無捻粗紗所制成的一種片狀壓成型材料。本產品具有優異的絕緣性能（泄漏比距Cm/kV2.5以上），較高的機械性能，良好的耐熱性、阻燃性、尺寸穩定和耐腐蝕性。耐熱溫度指數為168℃，耐熱等級F級。屬國內外知名廠家廣泛使用的一種新型材料，目前也廣泛用于航空航天領域。在行業中屬電規總院推薦首選材料。DMC材料老化年限超過30年，DMC材料是無毒，無味的環保綠色產品。

3.由于溫差產生相對正負壓差，戶外的空氣很容易被吸入到戶內，在穿墻處增加SMC材料穿墻隔板，為避免隔板受潮或表面灰塵而直接與導體之間放電，導體處配合使用SMC穿墻套管來增加爬距。SMC絕緣板是由不飽和聚酯玻璃纖維增強片狀模塑料經模壓成型的各種顏色的板狀制品。是Sheet molding compound的縮寫，即片狀模塑料。主要原料由GF（專用紗）、UP（不飽和樹脂）、低收縮添加劑，MD（填料）及各種助劑組成。上世紀歐、美開始在多種領域應用。電氣SMC的組成是由不飽和聚脂樹脂加如一定量增稠劑，填料，固化劑，促進劑等輔助材料由SMC壓片機壓成板材后經制作而成的具有較高絕緣性能的材料，同時，具有機械強度高、耐高溫、憎水性好同時戶外部分垂直段共箱母線檢修孔結構不合理，存在漏水情況，在每個檢修孔上沿焊接防雨罩板，對箱體進行密封處理。

四、 共箱母線改造后的效果

托電公司廠變共箱母線經過改造后，共箱母線采用的最新材料及技術在我公司首次得到應用（如SMC材料DMC材料），共箱封閉母線通過加裝穿墻隔板、穿墻套管，解決了原設計缺陷，徹底隔絕戶內外冷熱空氣的流動，加大了相與相、相與地的空間距離。通過加裝檢修孔密封膠圈，增強了共箱母線防風沙能力，減少了灰塵、潮濕空氣進入到箱體內部，提高了母線運行的安全性、可靠性；同時垂直段加裝防雨帽，有效的避免了雨水進入的可能性，使安全性大大提高，不用重復的涂抹密封膠，增強了共箱母線抵御風險的能力。針對托電廠變共箱封閉母線的升級改造，有力的完善電力生產事故預防措施，有效的防止電力事故的發生。消除共箱封閉母線、存在重大隱患和缺陷，減少發電機組輸送電設備事故的發生，提高設備運行的安全性、可靠性。

參考文獻

[1]張昆，馮立群，余昌鈺，等.機器人柔性手腕的球面齒輪設計研究[J]清華大學學報，1994，34（2）：1～7

作者簡介：邢耀敏，男，（1988.9-），漢族，助理工程師，長期從事輸變電技術管理工作。