封閉母線外殼局部過熱原因分析及處理
發布時間：2011-09-30 共1頁
前 言
全連式離相封閉母線鋁質外殼對母線能起到很好的密封隔離作用，基本上消除了外界潮氣、灰塵以外物所引起的接地和相間短路事故，同時也確保了人身的安全，具有高度可靠性。全連式外殼回路由于電磁感應而產生的環流（數值大約等于母線電流但方向相反），能使殼外的磁場大部分消失，從而消除了殼外鋼結構的感應損耗發熱。由于它所具有的優越性，所以全連式離相封閉母線被廣泛用于8000A以上的發電機出線及其廠用分支線上，但是使用中也應注意其發熱問題。
1問題提出
1.1發現缺陷
2003年4月下旬，淮北發電廠電氣運行值班員，在5號發電機（已增容改造為220MW）帶200MW負荷運行時對設備巡回檢查中，用遠紅外測溫儀測得其出線B相（中相）封閉母線可拆伸縮節軟接箱外法蘭處局部過熱，溫度高達125℃（同法蘭其它部位的溫度也較高，且明顯地高于邊相的相對位置），高峰負荷后降低機組出力，該區域溫度隨著下降，但150MW負荷時過熱處的溫度仍不低于100℃，同法蘭其它部位的溫度也均在70℃左右，超過部頒規定。若長期過熱，將造成橡膠伸縮節快速老化導致損壞，從而喪失封閉母線的密封性能。
1.2原因分析
(1)有資料表明，由于全連式封閉母線外殼環流的集膚效應與鄰近效應，三相并排布置圓管載流導體的中相附加電阻與三相平均附加電阻之比接近2倍，因此中相封閉母線外殼的溫升都高于邊相。
(2)淮北發電廠5號發電機封閉母線伸縮節處內藏12片截面120mm×10mm的跨接鋁排（均勻分布），鑒于圓導體的集膚效損耗系數Kf=r/r0≈1(式中：r是交流電阻，r0是直流電阻)，可認為封閉母線外殼回路由于電磁感應而產生的環流也是均勻分布的，即正常情況下每片跨接鋁排通過的環流約為發電機負荷電流的1/12。
(3)該伸縮節處的跨接鋁排雖為內藏式，但可初步判斷過熱處的內藏跨接鋁排有接觸不良現象。根據全連式封閉母線外殼環流損耗的計算公式Pc=I2krkoKf.式中Ik為外殼環流；rko為外殼直流電阻；Kf為外殼的集膚效應損耗系數，在厚度不大于8mm時可取為1。
顯見，隨著過熱處內藏跨接鋁排的接觸不良，該部位的直流電阻rko將同步上升，引起該處的環流損耗Pc成正比例上升，勢必引起局部過熱。且隨著機組負荷的變化，外殼環流Ik相應變化，環流損耗Pc與外殼環流（有效值）的平方成正比，溫升必然隨之相應變化。
2處理方法
2.1運行中處理方案的似定
(1)缺陷未處理前，聯系省中調適當降低5號發電機有功、無功負荷，電氣運行值班員加強巡檢，做好連續測溫工作，安裝一臺臨時排風扇，外部吹風降溫，盡量控制過熱處的溫度。
(2)伸縮節兩端軟接箱外側每側法蘭均有24顆固定螺栓，擬在每對螺栓間逐一加裝連接小鋁排，以期對內藏式跨接鋁排實施分流，從而降低發熱。
由于封閉母線外殼是三相短路并接地的，鋁外殼上感應的軸向電動勢與大地間無電位差，故可在不停機的條件下實施。
2.2停機后處理過程
由于恰逢機組停機備用，于是便在停機后進行了處理。
(1)解體伸縮節橡膠套，經查各跨接鋁排的固定螺栓雖無嚴重的松動現象。但部分緊固螺絲有明顯的電化腐蝕造成接觸不良而導致過熱的痕跡，特別是過熱處所對應的固定螺絲狀況尤甚。解開12塊跨接過渡鋁排，對過熱、電化腐蝕部位進行打磨后涂抹增強導電性和防氧化性的電力脂，以消除接觸電阻大造成的發熱。
(2)考慮到5號發電機組已運行多年（1981年投運），為增強Ｂ相封閉母線伸縮節連接處的載流量，仍按上述處理方案，在Ｂ相伸縮節兩端軟接箱外法蘭間加裝24根截面50mm×5mm連接小鋁排，以期對12塊內藏式跨接鋁排進行分流，同時增大表面散熱能力。
3效果檢測
(1)2003年5月初，5號發電機組運行帶200MW負荷時，用遠紅外測溫儀測得封閉母線Ｂ相原過熱處的溫度為50℃，同法蘭其它部位的溫度也降至50℃以下。夏季高溫天氣帶210MW時，B相封閉母線伸縮節法蘭處溫度也在65℃以下，降溫效果明顯，5號發電機組圓滿完成了迎峰度夏任務。
(2)210MW負荷時，用鉗型電流表測得新加裝的B?相封閉母線伸縮節處連接小鋁排每根通過的電流均在25A左右，達到了預期的分流目的。
結束語
通過以上200MW發電機組封閉母線伸縮節軟接箱外側法蘭局部過熱的發現、分析與處理，建議有大型機組的發電廠應重視以下事項：
(1)遠紅外測溫儀用于電氣專業運行現場的巡檢是非常必要和重要的；
(2)應將發電機的封閉母線伸縮節列入電氣專業巡檢設備，將發熱作為重要巡檢內容；
(3)一旦發現伸縮節外法蘭處有超溫現象，在短期無停機的機會時，可采用運行中處理方案，減少機組的非計劃停運；
(4)機組檢修時，應針對發電機封閉母線運行中溫升高的具體情況，認真檢查并修復伸縮節處內藏跨接鋁排的接口，以充分保障發電機組的可用性。
