封閉母線外殼局部過熱原因分析及處理

　　前　言

　　全連式離相封閉母線鋁質(zhì)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(chǎn)生的環(huán)流(數(shù)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(jié)構(gòu)的感應損耗發(fā)熱。由于它所具有的優(yōu)越性，所以全連式離相封閉母線被廣泛用于8000A以上的發(fā)電機出線及其廠用分支線上，但是使用中也應注意其發(fā)熱問題。

　　1問題提出

　　1.1發(fā)現(xiàn)缺陷

　　2003年4月下旬，淮北發(fā)電廠電氣運行值班員，在5號發(fā)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(jié)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(qū)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(guī)定。若長期過熱，將造成橡膠伸縮節(jié)快速老化導致?lián)p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(huán)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(fā)電廠5號發(fā)電機封閉母線伸縮節(jié)處內(nèi)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(shù)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(chǎn)生的環(huán)流也是均勻分布的，即正常情況下每片跨接鋁排通過的環(huán)流約為發(fā)電機負荷電流的1/12。

　　(3)該伸縮節(jié)處的跨接鋁排雖為內(nèi)藏式，但可初步判斷過熱處的內(nèi)藏跨接鋁排有接觸不良現(xiàn)象。根據(jù)全連式封閉母線外殼環(huán)流損耗的計算公式Pc=I2krkoKf.式中Ik為外殼環(huán)流;rko為外殼直流電阻;Kf為外殼的集膚效應損耗系數(shù)，在厚度不大于8mm時可取為1。

　　顯見，隨著過熱處內(nèi)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(huán)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(huán)流Ik相應變化，環(huán)流損耗Pc與外殼環(huán)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(lián)系省中調(diào)適當降低5號發(fā)電機有功、無功負荷，電氣運行值班員加強巡檢，做好連續(xù)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(jié)兩端軟接箱外側(cè)每側(cè)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(nèi)藏式跨接鋁排實施分流，從而降低發(fā)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。