浅谈环境污染对电厂电气设备绝缘的影响

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1、浅谈环境污染对发电企业离相封闭母线绝缘的影响梁洪军【摘要】介绍环境污染对封闭母线绝缘性能的影响，简述封闭母线在绝缘性能方面发生事故的几种形式，并结合实际事例，初步找出因火电厂周边环境污染而影响封闭母线绝缘的一些规律。【关键词】环境污染封闭母线绝缘微正压装置结露一．概述随着人类文明的发展与进步，能源的消耗也越来越大，随之造成的负面影响是，人类生产和生活的环境逐步恶化与污染。环境污染不仅破坏了生物的生存环境，影响了人们正常的生产、生活，而且直接威胁着人类的健康。在正常的环境中，对电厂电气设备而言，无论设备处于运行状态还是处于备用状态或主要辅助设备处于联动备用状态，要求电气设备在内部过电压或长期运

2、行条件下，设备均能可靠运行。但由于人类活动所产生的工业污染，使局部地区环境状态逐渐恶化，并随着人类的活动而逐步扩散。所产生的各种个样固体、液体、气体和粉尘、颗粒等物，与自然界中的雨、雪、雾、冰等恶劣气候条件相作用，对电气设备的外绝缘造成极大的影响，导致其绝缘强度大大降低，不仅可能在过电压的情况下产生闪络，还可能在长期运行电压下产生“误会闪络”，造成电气设备的停机事故。据统计，由于电气设备的绝缘下降引发的绝缘下降闪络事故呈逐年上升之势，为此，进一步了解环境污染对电气设备的绝缘影响，成为许多电力企业的研究课题。本文主要以火力发电企业的离相封闭母线为研究对象，重点讨论环境污染对封闭母线绝缘性能的影

3、响，以及由此而引发的闪络和结露等问题。之所以选择离相封闭母线作为研究对象，主要是因为其有着特殊的建筑结构(一半在室内、一半在室外）,具有室内和室外电气设备的典型特征。二．事故的发生1.2009年1月21日14时04分，河北某热电厂#10机组封闭母线接地，发电机定子接地保护动作，发电机掉闸，大联锁保护动作，机组停运。定子接地保护动作后，根据保护装置动作记录及发电机故障录波器报告显示，确定发电机-变压器组一次部分存在B相接地故障。拆开发电机出口伸缩节检查，发现发电机封闭母线侧B相绝缘为零，进一步检查确定故障点在B相主变位置封闭母线密封绝缘子处，其上面存在结冰现象，造成B相接地短路故障。对故障部位

4、处理后，1月23日4时，机组与系统并列。其发生事故部位图片如图1所示2.2006年8～9月期间，河北另一发电厂#3机组故障录波器频繁启动报警，发电机零序电压超限（8V报警，15V动作跳闸），初步怀疑C相封闭母线和出线存在绝缘薄弱点。在拆除厂变高压侧升高座盖板时，发现B、C相盖板缝隙处有少量水向外流出，彻底拆除后发现C相封闭母线内积存的水份最多，向封闭母线筒内观察，支持绝缘子表面均附着大量水滴。从而得出结论：此次发电机零序电压超限的主要原因是发电机封闭母线B、C相受潮严重所致。图1河北某热电厂10号机组B相主变位置封闭母线盆式绝缘子非计划停运事故部位图片以上两起事故并非单个的案例，近年来在河北

5、、内蒙、河南、天津等省份，相继出现因离相封闭母线绝缘下降而引发的无法起机和非计划停机等事故。因此，认真分析研究造成封闭母线绝缘下降的原因，并避免事故的频繁发生，成为许多电力企业的当务之急。三．离相封闭母线绝缘下降的原因分析笔者认为，造成封闭母线绝缘下降的因素主要有两个；1.封闭母线结露结露的物理概念就是水蒸气遇冷变成小水滴，我们将这个概念引入到运行的封闭母线中国标GB/T8349—2000中华人民共和国国家标准《金属封闭母线》[S]，5.6条，金属封闭母线各部位的允许温度和温升：金属封闭母线在正常使用条件下运行时，各部位的温度和温升应符合表1的要求表1金属封闭母线最热点的温度和温升的允许值金

6、属封闭母线的部件最高允许温度℃最高允许温升.K导体9050螺栓紧固的导体或外壳的接触面镀银10565不镀7030外壳7030外壳支持结构7030绝缘件按GB/T11021由绝缘材料种类确定注：金属封闭母线用螺栓紧固的导体或外壳的接触面不应用不同的金属或金属镀层构成。由上表我们可以看出，离相封闭母线在正常运行时，导体的温度最高可达到90℃，外壳的温度也相应能达到70℃。根据空气动力学的定律；当温度在90℃时，空气的饱和水蒸气密度(ρЬ/g/m³)可达418.3克。即每立方米饱和空气中就含有418.3克水。当导体的负载电流发生变化，导体产生的温度也会变化。空气的饱和水蒸气密度也会相应的产生变化。

7、当温度升高时，会继续吸收周围空气中的水份，成为饱和空气。反之将析出过量的水份，成为结露水，进而影响到封闭母线的绝缘性能，举例来讲；当一台机组达到饱和发电量时，导体产生的热量是最高可达90℃，其导体周围空气的饱和水蒸气密度是418.3克/每立方米，当导体减小负荷电流时，以导体温度20℃为例，其导体周围空气的饱和水蒸气密度是17.28克/每立方米.这就意味着，当导体的运行温度由90℃降低至20℃时，封闭母线内空气