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(zhì)量可對電氣設備的運行工況產(chǎn)生重要影響，只有控制好安裝質(zhì)量才能提高整個變電系統(tǒng)的可靠性。密閉性不良是安裝封閉母線時常見的質(zhì)量問題，文章結合實踐經(jīng)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(tǒng)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(tǒng)的正常運行需要以母線為物質(zhì)支撐基礎。如母線質(zhì)量出現(xiàn)問題，則將會嚴重影響電力系統(tǒng)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(xiàn)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(shù)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(jīng)過長距離運輸，在運輸途中可導致母線內(nèi)部結構出現(xiàn)松動現(xiàn)象，當連接外殼與絕緣子的固定螺栓松動時，可能出現(xiàn)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(guī)范

在安裝封閉母線的過程中沒有嚴格按照操作規(guī)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(fā)生變化的情況下，密封膠就容易出現(xiàn)開裂、老化等現(xiàn)象，無法繼續(xù)發(fā)揮密封作用，因此母線可能再次出現(xiàn)漏氣問題。另一方面，沒有按照規(guī)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(guī)定的位置等也會導致母線的密封性不良。安裝操作不規(guī)范問題出現(xiàn)的主要原因包括安裝人員在上崗前沒有經(jīng)過正規(guī)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(zhì)量

封閉母線被運送到安裝現(xiàn)場后，立即開箱檢查是否出現(xiàn)變形問題，如發(fā)現(xiàn)封閉母線已經(jīng)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(fā)現(xiàn)封閉母線沒有出現(xiàn)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(zhì)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(huán)氧粉末噴灑于母線外殼表面或?qū)h(huán)氧樹脂添加于密封處，以預防出現(xiàn)泄漏問題。

2.2 優(yōu)化焊接質(zhì)量

焊接是封閉母線安裝施工的重要環(huán)節(jié)，優(yōu)化焊接質(zhì)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(fā)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(jīng)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(zhì)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(zhì)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(xiàn)象，在焊接時要注意嚴密連接各條充氣管路；如焊接時環(huán)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(nèi)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(chǎn)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(yōu)化焊接質(zhì)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(guī)格為15mm×450mm，外殼規(guī)格為9mm×1000mm，分支回路中封閉母線的鋁導體規(guī)格為15mm×100mm，外殼規(guī)格為6mm×800mm；PA及PL柜中封閉母線的鋁導體規(guī)格為10mm×120mm，型號為QFM-24-Z，長度為25m。該封閉母線可在內(nèi)部充滿干燥的壓縮空氣時實現(xiàn)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(shù)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(zhì)量及優(yōu)化焊接質(zhì)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(fā)現(xiàn)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(zhì)量控制要求，確保在施工中可以端正自身的工作態(tài)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(zhì)檢人員嚴密監(jiān)控封閉母線的安裝質(zhì)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(tǒng)的運行狀態(tài)，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(tǒng)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?shù)臍怏w絕緣母線溫度場數(shù)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.