中国水利水电第十工程局有限公司 四川都江堰 611830
摘要：东萨宏电站位于老挝巴色，绝缘铜管母线15KV，母线保护罩由镀锌钢板制作而成，两侧有散热孔。机组带负荷后，管母线温升正常，母线保护罩温升异常，手不能摸。现对发热原因和处理过程进行分析总结。
关键词：东萨宏电站；母线保护罩；温升异常
1 问题简述
东萨宏电站位于老挝巴色，单机65MW贯流机组，额定电压13.8KV，额定电流3199A，额定频率50Hz，发电电压母线采用15KV绝缘铜管母线，规格4000A，直径D=110mm，壁厚δ=15mm，相间中心距离300mm，额定运行外表面温升30k。母线保护罩由5mm镀锌钢板制作而成，两侧有散热孔，如图1。机组带负荷后，母线温升正常，保护罩表面烫手，温升异常，测量温度52℃，存在安全隐患，见图2。
.png)
.png)
图1：母线保护罩 图2：保护罩带负荷温度
.png)
图3：母线带负荷温度
2 原因分析
2.1物理现象
因机组发电时，母线承载3199A的电流，所以母线会发热，然后热量通过热辐射传递给保护罩，会使保护罩温度升高。但是经测量，母线温度是48℃，见上图3，低于保护罩的温度，所以原因不是母线的热辐射所致。
2.2电流原因
保护罩接地保护接入接地网，可能是保护罩产生感应电流，形成了回路。所以拆掉保护罩与接地网的连接后，又在保护罩底部与地面间增加了橡胶垫。再次发电测试温度后，发热现象没有变化，所以排除接地因素。按照厂家方案，尝试在保护罩连接处采用铝板连接后，再次试验除铝板处温度正常外，保护罩其余各处温度依然异常。所以可以排除电流因素，但发热或与保护罩材料有关系。
2.3磁场作用
发电时在母线内有交流电，会在母线周围产生交变磁场，若保护罩钢板较厚，会在其内产生涡流效应，致发热。所以保护罩的温度才会明显高于母线的温度，这也从侧面解释了为何保护罩连接处的铝板没有明显的发热现象。根据定义涡流就是电磁感应作用在导体内部感生的电流。导体在磁场中运动，或者导体静止但有着随时间变化的磁场，或者两种情况同时出现，都可以造成磁力线与导体的相对切割。按照电磁感应定律，在导体中就产生感应电动势，从而驱动电流。
2.4原因总结
在分析和试验过程中，排除物理热辐射和电流原因后，确定是磁场作用所导致的涡流效应。原因总结是虽然保护罩是静止的，但因50Hz的交变电流产生的随时间变化的磁场作用，保护罩钢板内产生了涡流，从而导致发热异常。
3 处理方法和效果
基于以上问题研究后，对母线保护罩进行改造以消除涡流效应。保护罩用于保护母线不受外力所破坏，需要有足够的强度，所以改造方法既要保证强度又需消除涡流效应。最初方法是在保护罩顶板上开孔，但开孔尺寸不宜过大否则影响强度，而且开孔数量太多，不便实施。最终决定将保护罩顶部钢板切掉，然后再用铆钉安装金属网。为了确保方法有效，先改造一节保护罩，如图4，验证其强度，再通过试验验证其有效性。强度验证由一个人站在上方并进行踩踏，观察其变化情况，结论无明显变形和摇晃现象，满足保护母线的强度要求。在安装后，机组发电时测量对比与其他未改造保护罩的温度，改造后的保护罩温度明显低于其他保护罩，而且低于母线温度。结论改造效果明显，保护罩无发热异常，保护罩发热原因分析准确，确系涡流效应。按样品改造所有保护罩后，4台机组的母线保护罩发热异常现象全部消失，见图5。
.png)
图4：保护罩强度验证
.png)
图5：保护罩改造后温度
4 结束语
基于东萨宏电站15KV母线保护罩在机组发电时，出现发热异常问题的研究和处理方法。总结是电磁原理导致的保护罩涡流效应引起的发热现象，危害是对人员造成烫伤隐患；对机组和母线的运行造成安全隐患，不仅加速母线老化，保护罩内的涡流产生的磁场也会对管母线产生不利影响；发热产生的热量提高了厂房整体温度，降低了通风冷却的功效。通过原因分析和对母线保护罩的成功改造，找到了问题的根源，解决了问题并消除了隐患。在母线保护罩选型时，要注意避免选用铁磁性材料，若需选用可以参考本文的处理方法和改造结构，希望本文对大家有所帮助和启示。
参考文献：
[1]涡流原理介绍。
[2] GBJ149,电气装置安装工程母线装置施工及验收规范。
作者简介：
张忠宝（1986-）：男，黑龙江海伦人，工程师，从事工程施工技术与管理工作。
张瑜（1974-）：男，重庆市人，高级工程师，从事工程施工技术与管理工作。