浅谈封闭母线外壳局部发热原因与处理方法

浅谈封闭母线外壳局部发热原因与处理方法

刁丹

华电阜康发电有限公司  831504

摘要：某发电厂#2发电机封闭母线在机组高负荷运行中，封闭母线外壳局部发热。对封闭母线异常发热进行了原因分析，寻找了处理方法并进行效果检测。

关键词：封闭母线 局部过热短接板

概述：

全连式离相封闭母线铝质外壳对母线能起到很好的密封隔离作用，基本上消除了外界潮气、灰尘以外物所引起的接地和相间短路事故，同时也确保了人身的安全，具有高度可靠性。全连式外壳回路由于电磁感应而产生的环流（数值大约等于母线电流但方向相反），能使壳外的磁场大部分消失，从而消除了壳外钢结构的感应损耗发热。封闭外壳消除了外界因素造成的母线短路的可能性，提高了运行的可靠性，减少了维护量。由于它所具有的优越性，所以全连式离相封闭母线被广泛用于发电机出线及其厂用分支线上，但是封闭母线结构宠大，材料消耗量大而且外壳环流的电能损耗也很大，若施工不良常发生外壳环流发热情况，在施工中若外壳短接板焊接不良、接地焊接不牢松动，或者日常使用使用中封闭母线基础沉降造成抱箍位移等都会引起外壳局部发热的问题，特别是三相外壳短接板与封闭母线外壳焊接部位、抱箍与母线外壳接触部位、外壳短接板接地安装部位等极易造成发热，更应引起注意。

正文：

2013年7月25日12：30分，某电厂电气专业人员在进行#2发电机封闭母线红外线测温工作中，发现2发电机封闭母线在PT室至中性点室过道处B相封闭母线过热，封闭母线穿墙抱箍附近一米内外壳温度普遍达到100℃左右，特别是穿墙处抱箍与母线外壳接触位置温度最高达610℃，外观检查有明显发热红点。若长时间过热运行，将造成封闭母线铝质外壳损坏，从而丧失封闭母线的密封性能，严重威胁封闭母线安全稳定运行。

原因分析

(1)有资料表明，由于全连式封闭母线外壳环流的集肤效应与邻近效应，三相并排布置圆管载流导体的中相附加电阻与三相平均附加电阻之比接近2倍，因此中相封闭母线外壳的温升都高于边相。

(2)查阅集团内部分享资料，某电厂新投运机组168运行期间，发电机出口封闭母线外壳短接板接地扁铁发热。此电厂对发电机封闭母线外壳短接板检查发现，外壳短接板与金属外壳采用单面焊接，且部分位置采用点焊接的情况，部分区域接触不良。经过对此区域短接板重新进行打磨焊接，双面采用满焊型式进行了焊接（并对焊接面进行打坡口，保证内部焊接全面），并对焊接区域进行着色检测，确保焊接全面。经过处理后，此区域温度与环境温度一致，且测量接地扁铁接地电流基本为零。

(3)经对封闭母线仔细检查测量发现，此处封闭母线穿墙抱箍接地线温度整体升高至110℃左右（日常测量此处温度基本在环境温度左右），测量接地电流达到400A（日常测量封闭母线各部位抱袴接地线接地电流钧小于等于5A）。判断封闭母线此处最近的外壳短接板可能发生故障造成短接板接触不良，部分电流从此处流过。

(4)发电机封闭母线（发电机至主变低压侧套筒）设计4处外壳短接接地位置，分别位于：主变低压侧、高厂变高压侧、励磁变高压侧，发电机出口穿墙位置，经电气人员对设计的4处外壳短接位置进行核对，主变低压侧、高厂变高压侧、励磁变高压侧各位置短接接地良好，而离此发热位置较近的发电机出口穿墙位置短接铝排焊接不良，部分区域脱焊。可初步判断此处跨接铝排有接触不良现象造成封闭母线感应电流未能经短路片三相短接后导流至大地。由于“集肤效应”感应电流顺着套筒表面经抱箍流向大地，而抱箍本身只是起到支撑封闭母线套筒的作用，抱箍与套筒切合接触面要求不高，此时因接触电阻大造成局部过热。

防范措施和处理方法：

1.缺陷未彻底处理前，联系省调适当降低2号发电机有功、无功负荷，使封闭母线电流适当降低，从而使外壳感应电流降低。

2.电气专业立即对发热部位抱袴加装临时接地（并监视临时接地电流与温度，确保电流不超过接地电缆允许电流。若电流较大则继续增加临时接地数量），对抱箍与封闭母线外壳之处加装铝片，增大抱箍与母线金属外壳接触面积，减小接触电阻。仅采取加装铝片和加装临时接地线后（共加装临时接地线10根，测量每根接电线电流达30A），温度由610℃下降至130℃，接地线温度降至30℃左右。

3.电气专业继续对封闭母线温度进行检测，做好记录进行分析，同时安装一台临时排风扇，通过外部吹风加快周围热量扩散，尽量控制过热处的温度。加装大流量风机可快速带走设备散发的热量，使设备表面温度降低。但是此方法治标不治本，仅能减轻发热状况，属临时措施。

4.利用机组停机检修机会对发电机出口穿墙位置外壳短接板（铝材质）进行重新焊接，短接板与封闭母线外壳铝焊结合在一起后三相短接后与接地扁铁连接接地。注意此处焊接应采用双面满焊，保证焊接接触面积足够。

效果检测

1.对#2发电机封闭母线抱箍进行处理后，温度维持在130℃左右。现场加装一台临时排风扇，外部吹风降温后温度进一步降至90

℃左右。

2.机组停机检修时对穿墙处母线外壳短接板进行检查发现，此处短接板采取了点焊焊接方式，日常运行中仅靠封闭母线外壁与短接板自然接触。机组运行过程中封闭母线自然沉降，造成此处短接板与封闭母线外壳点焊脱落，短接板与封闭母线外壳接触不良。对封闭母线此处短接板整体重新进行双面满焊处理，并将短接板短接地后，日常运行各负荷段测温未发现明显发热点，各部位温度基本保持在20℃温升范围内。

3.利用机组停机检修机会对封闭母线4处外壳短接板进行了全面检查，并对所有短接板进行双面满焊，保证焊接接触面积足够。经检测日常运行中封闭母线各部位温升正常，各部位接地扁铁测量电流基本保持在5A以下，运行正常。

预防措施

通过以上#2发电机组封闭母线穿墙处母线外壳与抱箍接触点过热的发现、分析与处理，以及查阅的封闭母线外壳局部过热的原因分析和处理方案，建议大型发电机组应重视以下事项：

1.日常检查中加强对远红外测温仪的使用，远红外测温仪对于电气设备发热的发现、对于电气设备早期接触不良的发现有极大的意义。对于设备局部发热应引起足够的重视，及早发现及早处理。

2.应将发电机的封闭母线列入电气专业巡检设备，将发热作为重要巡检内容，一旦发现有超温现象，在短期无停机的机会时，可采用运行中处理方案，减少机组的非计划停运。

3.机组检修时，应针对发电机封闭母线运行中温升高的具体情况，认真检查并修复各处短接铝排，确保外壳短接处焊接良好、接触面积足够，短接板整体接地良好。

4.采用离相式封闭母线的发电厂，在机组安装建设期间应注特别意封闭母线外壳短接板的焊接质量，各部位短接板应采取双面满焊，确保接触面积足够。

5.采用离相式封闭母线的发电厂日常运行中，应定期观察记录封闭母线各部接地引线的电流，过大应进行分析处理，尽量使封闭母线感应电流在封闭母线内部消化完成，避免环流在接地网中产生。

结束语

大型发电机组普遍采用离相式封闭母线结构，离相封闭母线铝质外壳对母线能起到很好的密封隔离作用，极大的减少了因外物所引起的接地和相间短路事故，具有高度可靠性。但是封闭母线外壳各处短接板若焊接质量不合格，极易造成封闭母线外壳与短接板接触不良，使封闭母线局部发热，固在机组建设中需重点监视此处施工质量，确保焊接牢固。在日常维护中，应定期进行检查测温，确保各部位温度合格。

参考标准：DL/T5222 导体和电器选择设计技术规定

NB/T 25036-2014 发电厂离相封闭母线技术要求

NB/T 25035-2014 发电厂共箱封闭母线技术要求

GB/T3190 变形铝及铝合金化学成分

GB/T 5231 加工铜及铜合金牌号和化学成分

GB311.2 绝缘配合第2部分高压输变电设备的绝缘配合使用导则

GB11022 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求