发电机—变压器组单元接线方式下封闭母线绝缘故障分析处理

发电机—变压器组单元接线方式下封闭
母线绝缘故障分析处理
摘要：发变组离相封闭母线由于设备简单、元件数量少、运行可靠，在电力
系统应用广泛，但是运行维护往往不够重视，本文通过封闭母线的故障处理分析，基本上涵盖发电机—变压器组单元接线方式中通道离相封闭母线可能导致故障的
各个方面，可为其他发电公司提供借鉴参考。

关键字：发变组离相封闭母线故障处理
一、背景资料
某发电公司为2x300MW国产常规燃煤发电机机组，两台机组先后于2004年、2005年投入商业运行。

机组采用发电机—变压器组单元接线方式，发电机至主变
压器、高压厂用变压器、高压脱硫变压器、机端励磁变压器等采用离相封闭母线
连接，封闭母线为北京电力设备总厂生产，型号为QZFM-20/12500 。

二、封闭母线的优缺点
封闭母线(Enclosed busbars)是由金属板(钢板或铝板)为保护外壳、导电排、绝缘材料及有关附件组成的母线系统。

按照安装形式可分为离相封闭母线、共箱
封闭母线和电缆母线等。

优点：(1)减少接地故障，避免相间短路。

(2)消除钢构发热。

(3)减少相间
短路电动力。

(4)母线封闭后，采用微正压运行方式，防止绝缘子结露，为母线
采用通风冷却方式创造了条件。

(5)封闭母线由工厂成套生产，运行维护工作量小，结构简单。

缺点: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;母线散
热条件差。

三、封闭母线绝缘故障情况
近几年由于系统负荷偏低，该公司的发电机组长期处于轮流调停状态，停运
机组发变组通道绝缘电阻长期偏低，最低时绝缘电阻仅为0.1MΩ，绝缘电阻、吸
收比等指标均不合格，严重影响机组的健康水平。

因测量发变组通道绝缘时，测量回路中涉及电气设备和元件很多，在发现存
在绝缘电阻不合格的情况时，经多次拆除发电机、主变压器、高压脱硫变、高厂变、励磁变引线，来确认发变组通道绝缘不合格故障点。

经过多次反复检查，最
终确认，绝缘电阻不合格原因为封闭母线本身绝缘电阻太低导致整个回路绝缘不
合格。

四、分析封闭母线绝缘故障原因及处理
在确认绝缘电阻不合格的原因是由于封闭母线绝缘电阻太低所引起之后，针
对封闭母线存在的问题逐一进行故障处理。

1．该发电公司位于西南地区，日常降雨频繁、空气湿度偏大，而封闭母线
系统因为投运时间太久，整个系统及其回路的密封性能下降，导致潮气进入封闭
母线内部，降低了封闭母线的支撑绝缘子及盘式绝缘子的绝缘电阻。

同时在机组
停运期间，由于昼夜温差，潮气产生凝露，加重故障的恶化。

处理方式：加快通风，排出潮气，在封闭母线主通道靠发电机侧和靠主变侧，每相封闭母线各拆除两只支撑绝缘子，作为通风干燥的进出风口，用干燥压缩空
气对封闭母线内部进行通风干燥。

效果：这种处理方式简单易行，能迅速有效的去除主通道内的潮气，只需要
约2-4小时，但是无法根治故障。

而且由于压缩空气内常带有油水等杂质，会使
得封闭母线内的电气元件被再次污染，反复处理，维护工作量加大。

2. 采用用交流耐压设备对封闭母线系统分相施加交流电压的方式，通过
观测封闭母线各元件的放电声等办法，查找故障源。

处理方式：将离相封闭母线与发电机—变压器组各电气设备的引线全部解开，将离相封闭母线独立出来，采取隔一段拆除一只支撑绝缘子作为观察孔，使用交
流耐压设备对封闭母线施加交流电压，通过观察孔观测各元件的放电声，进行故
障点的查找。

效果：对封闭母线施加交流电压查找绝缘薄弱点的前提条件，必须是封闭母
线的绝缘电阻能够承受起始电压而不被击穿；同时在会受到周边环境噪音的影响
和干扰，效果不佳。

3. 发现支撑绝缘子上有水迹等受潮的痕迹，有支撑绝缘子存在对地绝缘
电阻不合格。

处理方式：对检查过程中发现受潮的支撑绝缘子，采用干净的棉布擦拭表面
水迹，然后用烘箱对绝缘子进行烘干，使对地绝缘电阻>100MΩ后，再进行回装。

效果：受潮的支撑绝缘子经过烘干处理后，绝缘电阻满足要求。

但是由于支
撑绝缘子的电瓷部分曾经受潮，在下一次停机后，仍将成为受潮的薄弱环节，效
果极其有限。

如更换绝缘子效果明显，但投入较大。

4. 整个通道中的盘式绝缘子边缘与接触面等密封不严、支撑绝缘子密封
垫老化、封闭母线进出气的各管接头存在漏气现象，导致微正压装置作用受限，
绝缘电阻下降后难以恢复；同时检查发现，封闭母线伸缩节存在不同程度的损坏
情况。

处理方式：购置支撑绝缘子密封垫，对老化的密封垫进行更换处理；对整个
封闭母线通道盘式绝缘子进行密封处理，对整个封闭母线进行全面查漏封堵处理。

尽可能的满足封闭母线的密封试验标准要求。

更换伸缩节。

效果：对于防止潮气侵入有着很重要的作用，效果良好。

6. 通入压缩空气进行通风干燥，需要维护人员在现场施工作业和进行监护，维护工作量大；只能在短时间内起作用，无法起到让设备长期处于正常的备
用状态。

处理方式：对原热风循环装置进行改造，增设微正压功能。

同时，重新敷设
压缩空气管道，新增一路品质更好的仪用空压机气源，作为微正压装置的主气源。

效果：改造完成后，效果比较明显，经过一段时间的热风循环和微正压作用后，回气湿度降低到2%-5%左右，达到了微正压装置的作用和目的。

7. 微封闭母线内部空间巨大，热风微正压装置的进气量有限，见效时间
太长。

处理方式：在微正压装置进入封闭母线的进气管、连通管、回气管等处，每
相均装设单独的球阀，作为单独控制每相母线的热风循环回路用，实现对某一相
封闭母线进行单独处理。

效果：在系统绝缘降低后，然后分别对进气管、连通管、回气管等处的阀门
控制，可以对某相封闭母线，效果明显。

8. 热风进入封闭母线的各个分支元件的支路仍有死角，潮气在死角处停留，无法排除。

处理方式：在各变压器及出口PT柜等各个支路的盘式绝缘子上部分别独立
开孔焊接安装法兰盘，加装堵板，每个堵板上设置排气阀门，作为该支路排气通
道用去除死角潮气。

效果：排气阀与进气、回气阀门配合使用，可以精确对封闭母线的某个位置
进行热风循环或者微正压处理，效果很好。

9. 由于仪用压缩空气管道长，支路太多，也存在仪用压缩空气含水、含
油等现象。

处理方式：在微正压装置进气管道处，增设一组高分子油水分离器。

同时，
对油水分离器的排污口增加延时电磁阀，设定时间进行定时排污。

定期检查和更
换微正压装置加热器中吸附分子筛。

效果：经过处理，完全可以满足封闭母线的需求。

五、结束语
发电机—变压器组单元接线方式中，发变组离相封闭母线是发电机出
口与其他主设备的重要连接元件。

由于设备简单、元件数量少、运行可靠等特点，得到广泛的运用。

但是正是由于运行可靠，往往得不到足够的重视和关注，相关
附属元件故障后，也得不到及时的处理。

等到封闭母线的各个元件和附属装置均
出现问题后，故障处理就越发的困难，此次该发电公司封闭母线故障断断续续、
前后拖延约一年时间，最后一次处理时间长达1月有余，投入了大量的人力物力。

同时由于绝缘电阻不合格，导致主设备的健康水平下降，无法正常备用，增加了
不安全隐患。

本次某发电公司对发变组通道封闭母线的故障处理，基本上涵盖发电机—变压器组单元接线方式中通道离相封闭母线可能导致故障的各个方面，处理
方式可为其他发电公司提供借鉴参考，为日常的设备维护和缺陷处理指出方向，
从而避免少走弯路。

参考文献：
1.NB_T 25036-2014《发电厂离相封闭母线技术要求》
2.NB_T 25035-2014《发电厂共箱封闭母线技术要求》
3.GBT 8349-2000 金属封闭母线
4.DLT 729-2000 户内绝缘子运行条件电气部分
5.GBT 775.1-2006 《绝缘子试验方法第1部分：一般试验方法》
作者简介：王兵兵工程师，国家电投集团重庆开州发电有限公司生技部主任，从事生产技术管理。