摘要：本文通过介绍发电企业6kV共箱母停运期间易造成绝缘降低或运行中母线发生闪络接地短路故障，进行了深入实际调查研究分析，并得出造成母线绝缘降低的几个原因，并针对存在的原因进行研究分析，提出了详细的预防对策，该对策可以有效提高了6kV共箱母线的绝缘强度，杜绝了因6kV共箱母线绝缘问题造成机组非停及重大发电设备损坏事故的发生。
关键词：共箱母线；绝缘；绝缘子
0 前言
发电企业6kV共箱母线装配在高厂变或厂用备用变压器的低压侧，作为厂用辅助设备电源的工作和备用6kV系统电源。主要由导体、箱壳、母线绝缘支撑部件、金具、外壳支吊钢构架、伸缩补偿装置以及与变压器和开关柜的导体连接结构等部分组成。但是由于共箱母线外壳不同于离相母线,其外壳防护等级一般为IP54，母线箱只有普通的防护灰尘和防护喷水作用，对外界灰尘、潮气的进入并不能有效分隔阻断，母线长期投入运行，受多种因素影响，导致绝缘子、金具、护套及导体等表面积灰脏污、受潮，进而造成绝缘电阻下降，易发生绝缘击穿及闪络等异常现象。
1 共箱母线结构
某电厂6kV共箱母线的绝缘支撑部件采用的是环氧绝缘材料，环氧板的憎水性极差，阴雨天气环氧板极易受潮从表面爬电造成母线接地短路。资料显示，某电厂高厂变及启备变6 kV共箱母线分支采用阜新封闭母线公司瓷绝缘子产品，在遇到雨雪、大雾或空气相对湿度超过80%的天气时，变压器启动运行前母线绝缘电阻始终低于6 MΩ。2017年10月20日，某电厂2号启备变因低压侧6kV共箱母线室外部分绝缘支撑采用环氧绝缘材料而发生B分直接地短路故障（如上述图1、2）；2012年、2013年某电厂1号高厂变、2号高厂变在阴雨天气6kV共箱母线绝缘电阻均低于1MΩ。6kV共箱母线因绝缘材料绝缘强度不足或潮湿而引起的闪络事故时有发生，对发电企业的安全稳定运行和设备的正常使用构成了极大的威胁。如何有效地避免此类事故的发生，已成为发电企业电气设备绝缘管理的重要问题。
2 6kV共箱母线绝缘性能下降的原因分析
受环境影响：共箱母线易受阴雨天气影响，空气相对湿度较大，在空气相对湿度80%以上的雨雪天气或大雾天气，共箱母线内的绝缘部件表面污秽会吸附潮气或结露。在空气相对湿度80%以上的环境下运行，污秽的绝缘子表面秽物层中的可离子化物质会逐渐溶于水中。在绝缘子的外表面会形成一层导电水膜。绝缘子表面污物中的可离子化物质决定了水膜的导电率，污物中的不溶物质可起到吸附潮气和水份的作用。此水膜会构成沿绝缘子表面的导电通路，从而有泄露电流在绝缘子表面爬过，导致绝缘子的绝缘水平相对降低，从而导致共箱母线的绝缘电阻大幅度下降。
绝缘子局部损坏及性能劣化：对于封闭母线支撑绝缘子，不仅要有良好的绝缘性能、憎水性能，同时也要有相当高的抗拉、抗压、抗弯曲强度。在安装绝缘子和导电母线铜排时，如果施工工艺不达标，绝缘部件紧固松动，引起绝缘子表面破损。绝缘子光洁度变的粗糙，更容易吸附环境中的污秽，进一步影响绝缘子的憎水性能，在浓雾、雨、雪、霜等恶劣条件下绝缘子表面形成连续的水膜，泄露电流会持续增加，致使绝缘子的绝缘性能不断下降。封闭母线支撑绝缘子在运行中，易受到电压、温度、化学腐蚀及机械力等多方面的影响，如长期受上述方面的影响，绝缘子性能会发生劣化，出现支撑绝缘子有裂纹及绝缘子内部有贯穿性缺陷。当绝缘子出现裂纹时，潮气、灰尘会侵入到裂纹中，绝缘子会因介质损耗发热，运行中绝缘子裂纹沿面部分会出现碳化现象，热量累积至一定程度会发生爆裂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
共箱母线严密性差：共箱母线箱体密封不严，外壳一般为铝制材料（有些厂家是低碳钢钢板），大部分连接是通过焊接进行连接，每隔一段会有一节伸缩段，且为两段扣接方式连接，外加防雨扣板或防雨罩防护；铝制材料容易和空气中的氧起化学反应，在其表面生成一种致密而又难熔的氧化膜，在焊接过程中，由于氧化膜的影响，焊接处容易形成焊缝夹渣；母线施工完成后，受土建基础变形、下沉影响或人员清扫时踩踏铝制盖板变形翘边等物理因素，也会影响母线的密封性能；加之盖板压紧螺栓缺失或发生松动，不能有效压紧橡胶密封条或橡胶垫。由于以上原因，导致母线密封不严，加剧了共箱母线箱体内外空气的呼吸作用，使大量的潮气和灰尘进入箱内污染内部导体和绝缘子及其他部件，进而导体和绝缘子会产生结露现象，使母线的绝缘水平下降。
绝缘支撑憎水性差：6kV共箱母线对于采用环氧树脂材质的，环氧绝缘板是分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。这种环氧绝缘板经过多次耐压试验加之经过阴雨天后，在有灰尘的运行场所中，其憎水性能较差，绝缘强度大大下降，完全不能满足6KV母线正常运行的绝缘强度要求。
3 各种处理对策比较分析
通过分析6kV共箱母线绝缘性能下降的原因，最根本的办法是减少共箱母线内的空气湿度。通常，许多发电企业采用加装三相并联恒功率伴热带，喷涂PRTV长效防污闪涂料，定期清扫，更换绝缘支撑材料等多种方式，下面对每种保护方式的利弊加以分析。
加装伴热带驱潮：作原理为在内护套绝缘层上缠绕电热丝或伴热带，提高6kV共箱母线内的温度，母线箱内空气受热膨胀后向外扩张排出潮湿空气，但此方式在寒冷的冬季，母线箱内外形成较大温度差，箱内湿空气中不饱和水蒸气析出在母线箱壁上而结露，在共箱母线进入厂房的垂直分布段，凝结成露水更容易滴落在绝缘子上形成连续水膜，进而引起闪络放电，某电厂共箱母线曾出现这类闪络放电事故。
绝缘支撑表面喷涂PRTV防污闪涂料：为提高共箱母线绝缘子表面的憎水性，可在绝缘子表面喷涂长效防污闪涂料，但大多数发电企业共箱母线较长，箱体内部绝缘子数量较多，全部绝缘子喷涂长效防污闪涂料工程量太大，并且喷涂施工难度也较大，容易污染母线导体绝缘层。大多数共箱母线内没有雨水和流动风的自洁功能，绝缘子表面的涂料吸附污秽后憎水性依然会下降。
定期清扫：很多发电企业都会对设备进行定期清扫，在设备计划性年度检修中，必须遵守“逢停必扫”的原则，即应保证每年至少清扫一次。当然人工清扫也要制定相对应的措施，因为共箱母线的位置高，且不支持人员站立箱体上作业，如在共箱母线侧方加装检修平台或固定梯台，防止检修人员踩踏母线盖板，以保证清扫质量和人员、设备的安全。这种方法虽然可以提高母线内部空间的洁净程度，但母线并没有一套完整的保持洁净的净化系统，在污染比较严重的环境下，母线重复污染的可能性依然存在，况且在清扫过程中，必然要浪费大量的人力和时间。
绝缘支撑更换为DMC或SMC材质：该材质憎水性强，耐压等级高，具有优异的电绝缘性能，较高的机械性能，良好的耐热性、阻燃性，耐腐蚀性等。尤其具有流动性好、模塑压力低、成型时间短、模塑温度低等优良成型特性。这种材质的绝缘子在箱体内不但能起到阻燃、支撑、固定的作用，并且该材质在相对湿度80%潮湿环境中绝缘等级不低于100MΩ，这种材质的绝缘子在经过多次耐压试验后，依然能保持良好的绝缘性能，采用该种新型材料大大提高了6kV共箱母线的绝缘强度。
4 结论
通过以上四个处理对策的比较分析，不论是对共箱母线驱潮或喷涂料或定期清扫，都没有更换绝缘支撑材料可靠、节约人工，更重要的是，该种绝缘支撑更能适应恶劣环境的需要。目前，很多发电企业用共箱式封闭母线连接常用高压变压器和6KV配电装置的方法，因而许多发电企业都存在着6KV共箱母线绝缘低的问题。所以，作为一种经济、简便、高效、可靠的方法，采用DMC或SMC材质的绝缘支撑来提高共箱母线绝缘，应可得到大力的推广应用。
参考文献
[1] GB/T 8349—2000中华人民共和国国家标准《金 属 封 闭 母 线》，中国标准出版社，2000．
[2]《防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制释义》，中国电力出版社，2014．
[3] Q/CDT 107 001--2006《电力设备交接和预防性试验规程》，中国大唐集团公司，2005
论文作者:郑兴鲁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/27
标签：母线论文; 绝缘子论文; 表面论文; 水性论文; 环氧论文; 潮气论文; 性能论文; 《电力设备》2018年第28期论文;