管型绝缘母线在水电厂中的应用.doc

1、管型绝缘母线在水电厂中的应用摘要：本文介绍绝缘管型母线在水电厂应用的状况及其结构特点，对管型绝缘母线的施工工艺及质量控制进行了阐述，分析管型母线发热的类型及原因，并提出了解决方法；探讨了管型绝缘母线的应用和发展前景。 关键词：管型母线；绝缘；发热 中图分类号：U224.2+7 文献标识码： A 引言：管型绝缘母线，实质就是利用铜管作导体、外敷绝缘的一种母线产品。绝缘铜管母线具有大电流、高机械强度、良好的绝缘、适用范围广等特性，所以应用范围越来越广。在国外，此类产品已经有几十年的运行历史和经验，而国内由于进入此领域时间较短，以及技术研发能力，绝缘材料的局限等多方面原因，目前生产、应用主要集中在0

2、.4kV35kV 电压等级的产品。 1.概述 目前水电厂发电机出口母线多采用以下几种型式：封闭母线、管型母线、槽型母线等。由于各母线结构型式不同，他们的优缺点也很明显。封闭母线分为分相式和离相式，均避免了相间短路的可能，同时由于外壳屏蔽作用，消除了钢构发热，减少了相间短路电动力，日常维护工作量较小。但缺点也很明显：安装占地面积大，由于环流和涡流的存在，外壳将产生损耗；有色金属消耗量大，成本高；母线散热条件差。槽型母线制造成本低，安装方便，但由于运行安全性及可靠性问题，已逐渐被淘汰。管型母线安装维护方便、造价低，且占地面积小，是出口母线较为理想的产品，但由于绝缘性能不足，一直未得到广泛推广。 随

3、着电力工业的飞速发展，各种绝缘材料不断被研发使用，绝缘性能得到了极大的提高，管型绝缘母线的绝缘性能大大改善，为其推广使用奠定了基础。 2.管型绝缘母线的特点 2.1 载流量大、分布均匀 管形母线的导体为空心铜管或铝合金管。相对于同质常规矩形母线，管形母线的表面积大，导体表面电流密度分布均匀。目前，单管最高额定电流可达 12000A。 2.2 绝缘性能好 管形母线采用密封屏蔽绝缘方式，外壳接地电位为零，母线表面电场分布均匀，电气绝缘性能强。 2.3 散热好、温升低 管形母线为空心导体，母线两端开有通风孔，内径风道能自然形成热空气对流，散热好，温升比常规母线要低。 2.4 损耗低 管形母线的外形决

4、定了其表面集肤效应系数低，Kf1，交流电阻小，因而母线的功率损失小。 2.5 绝缘材料耐热系数高 交联屏蔽绝缘管形母线的主绝缘材料为聚四氟乙烯，有优良的电气性能和化学稳定性，可在200200中正常工作。 2.6 抗电气震动能力强 动稳定试验结果表明，电压 10kV、额定电流 4000A 的铜质管母，可承受 63kA（4s）短路电流冲击，具有较强的抗震动能力。 2.7 可靠性高 管形母线的各相都是封闭屏蔽绝缘，内部无凝露产生，且消除了外界潮气、灰尘以及外物所引起的接地和相间短路故障，运行具有高度的可靠性。 2.8 易安装维护 母线架构简明、布置清晰、安装方便、维护工作量少，产品一次安装成功，终身

5、免维护。 图一管型绝缘母线结构示意图 3.管型绝缘母线的施工工艺及质量控制 3.1 母线支柱绝缘子安装 在地上将支柱绝缘子及管型母线支架和固定线夹组装好，以减少高空作业量。 支柱绝缘子应采用吊机吊装，用尼龙绳绑扎吊装。每组瓷瓶三相顶水平误差应不大于 3mm，单相整条支柱绝缘子顶水平误差不应大于10mm。 3.2 管型母线加工 焊接管型母线的焊条应采用与管母相同材料的焊丝，管型母线焊接前应进行焊接试样检验。 焊前必须清除焊件中整个焊接区域的油、锈、污垢、氧化膜和其它杂质，直至露出光泽。 管母切断前应根据母线平断面图实测得的每条焊接管母的长度，保证母线焊接部位离管母的固定线夹距离不少于 50mm，

6、并避开各间隔 T夹、隔离开关静触头位置。 每个管接头应用坡口机加工好坡口，坡口应光滑、均匀、无毛刺。3.3 管型母线的焊接 焊接前必须确认所焊材的牌号，以便正确地选定焊接材料，批量焊接作业前首先进行焊接试验，按规定试件送检。 将母线坡口两侧表面各 50mm 范围内清刷干净，不得有氧化膜、水分和油污。 焊接前先进行管型母线中心线及水平方向的找正，确保其弯折偏移不大于 0.2，中心线偏移不大于 0.5mm。 每个焊缝应一次焊完，除瞬间断弧外不得停焊，母线焊完未冷却前，不得移动或受力。 咬边深度不得超过母线壁厚的 10，且其总长度不得超过焊缝总长度的 20。 管型母线对接焊缝的部位距离支柱绝缘子母线

7、夹板边缘不应小于50mm。 焊后应清理，使焊缝光洁。 3.4 管型母线安装 管型母线吊装前应在每段管内穿入阻尼线并安装好封端盖或终端球，终端球应油好相色漆。 在管母吊装时，对有导电要求的接触面应用砂纸或钢丝刷去掉表面的氧化层，用布擦干净油污，再涂上电力复合脂后方可进行安装。 为了使吊装过程中管型母线不发生弯曲变形，应采用多点吊装，以提高吊装的精确度，一般单跨可用两点吊装，两跨及以上应采用三点吊装。 4.管型母线安装易出现的问题及解决办法 在管型绝缘母线安装改造过程中最易出现也是最严重的问题就是发热，发热类型包括母线接头发热、母线托架发热、母线局部发热等。发热的原因及处理方法主要有以下几种： 母

8、线接头连接面不平整，螺栓紧力不均匀，出现局部结合面翘曲现象，局部区域接触电阻过大，致使接头发热。 接触面氧化，接触电阻大，导致接头发热。解决办法就是在母线接头处涂抹电力复合脂（导电膏） ，改善电接触状况。 接头连接处导电面积不足，电流密度大，也是接头发热的原因。 母线屏蔽层接地不良易在托架上出现感应电压，托架间易形成环流，致使托架发热。 母线托架使用非导磁性材料易在托架内形成涡流，导致托架发热。负荷分布不均衡，局部承受较大的电流，是导致母线局部发热的主要原因。 母线桥支柱绝缘子、钢构架、母线桥附近钢筋混凝土支柱钢筋以及基础内的钢筋在电磁场中感应涡流也易引起发热。 5.管型绝缘母线的发展 管型绝

9、缘母线也应用于 10kV-35kV 电压等级变压器出线等部位。随着绝缘材料、制造工艺的不断发展，管型绝缘母线具有向 110kV-500kV高压和超高压发展的可能性，它不仅能安全可靠地解决母线对地及相间绝缘问题，也能可靠地解决母线间连接处的电接触和电气绝缘问题，成本和价位更低。 目前，市场上已研发出一种新型电容式复合绝缘母线，它采用电气及机械性能比聚四氟乙烯带更好的聚酯薄膜，薄膜表层涂硅油，构成有机复合绝缘，由导电箔与聚酯薄膜构成的电容屏随直径增大，长度渐小。这种变屏距的均压设计，可在母线的径向和轴向获得较为均匀的电场分布。中心导体采用铜管，其主绝缘外层采用耐大气性能好的热缩护套加以保护，可防止紫外线及雨雪对主绝缘的侵蚀。 6.结语 管型绝缘母线具有结构简单、体积小、成本价位低等优点，属于环保型绿色输配电设备，有很高的技术经济指标。特别是新型管型复合绝缘母线，提高了产品的稳定性和可靠性，为向高压和超高压方向发展提供了条件，使其具有诱人的发展前景。 参考文献： 1邬雄飞等，电工绝缘手册（第一版） 【M】 ，北京，机械工业出版社，1990 年。 2黎斌等，创新型电容式复合绝缘母线及套管的研究、应用和发展【J】 ，高压电器，2013 年，49（06） ，131138。 3关芳，杨益民，管型屏蔽绝缘母线的应用【J】 ，中国水能及电气化，2011（05） 。