核電6kV全澆注母線施工技術(shù)探索

張卿卿

【摘要】6kV全澆注母線在國內(nèi)化工、船廠低壓系統(tǒng)中已有成功使用案例，但在電廠還未得到廣泛使用，本文以陽江核電6kV全澆注母線施工為例，詳細介紹了施工工序及關(guān)鍵點，闡述了施工通病及解決措施，以提高施工工藝及技術(shù)水平，并為新型技術(shù)向更高電壓等級發(fā)展提供相關(guān)資料。

【關(guān)鍵詞】6kV全澆注母線；施工技術(shù)；模鑄澆筑；銅排氧化

前言：

6kV澆注母線是采用高性能的絕緣樹脂，將母排直接澆注密封。全澆注母線的外包絕緣材料由環(huán)氧樹脂與火山巖無機礦物質(zhì)混合而成。環(huán)氧樹脂是一種電氣性能優(yōu)越的絕緣材料，加入無機礦物質(zhì)填料澆注成型后又具有多種優(yōu)良特性。澆注母線的特點有防水、防火、防腐、防爆等四防功能的新型無金屬外殼母線槽，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、熱穩(wěn)定性強的特點，具有良好的耐水、耐火、耐腐蝕、防爆等性能，防護等級達到IP68。

一、概述

由我公司承建的陽江核電常規(guī)島安裝工程廠用電6kV全澆筑母線單條長約1000米，母線截面為1280平方毫米系國內(nèi)首個在核電使用澆注母線的核電廠，且國家在核電6kV全澆注母線安裝還沒有指導(dǎo)性條文及驗收標準。

二、施工技術(shù)

2.1支撐安裝與母線就位

根據(jù)圖紙確定吊架/支撐架的安裝位置、標高、類型；吊架/支撐架安裝應(yīng)力求水平、牢固，所使用型材、緊固件應(yīng)符合圖紙及其他相關(guān)程序要求。全澆注母線絕緣支撐座使用M10螺栓固定于吊架/支撐架上，可增加平墊在絕緣支撐座與支架中進行微調(diào)；絕緣支撐座固定后，應(yīng)將其表面與外部有接觸的地方進行擦拭清潔。母線組件吊裝時與本體接觸部分應(yīng)使用纖維帶進行保護，以免刮傷；母線安裝時應(yīng)將裸露在外的銅排特別加以保護，必須避免發(fā)生碰傷變形。

2.2母線接頭連接

母線組件與組件間連接、緊固，使用M10螺栓時，緊固力矩為43N.m，使用M12螺栓時，緊固力矩為74N.m，每一區(qū)間的連接螺栓最終緊固必須使用力矩扳手完成，并填寫接頭螺栓力矩檢查記錄表；組件與組件間間距為0±20mm；接頭連接完成后，在澆筑模鑄材料前應(yīng)使用保鮮膜包裹，以防止銅排氧化，并可保持清潔。

2.3模具組裝

模具組裝前應(yīng)進行母線絕緣電阻測試，使用5000VDC絕緣電阻表檢查，絕緣值應(yīng)≥50MΩ，并填寫絕緣記錄表；母線各連接點模具組裝前應(yīng)將模具板內(nèi)部清潔干凈并均勻涂上水蠟；模具應(yīng)平均安裝在兩母線組件上，防止因重量分配不均而造成模鑄澆灌完成后形體不美觀；模具必須鎖緊，以避免模鑄澆筑時模鑄料從隙縫滲漏。

2.6模鑄澆筑

將無機礦砂與環(huán)氧樹脂混合的模鑄材料倒入攪拌真空桶中，攪拌均勻并抽真空后才能開始澆筑；澆注后一般溫度下，4至6小時（25℃=4hrs、15℃=5hrs、5℃=6hrs）待模注料完全冷卻硬化后方可進行拆模；拆除模具時，空間足夠時僅需拆卸上層螺栓，利用橡皮錘均勻敲打模具，使其脫落；拆模后將接頭毛邊使用磨光機進行打磨，不便打磨之處運用銼刀等進行挫磨，使接頭棱邊無凸出狀毛刺，呈直線平滑狀不會割傷皮膚，外型美觀。未打磨的毛邊在運行時會產(chǎn)生電暈發(fā)電的現(xiàn)象。

2.7施工工序關(guān)鍵的質(zhì)量控制點

母線組件連接前檢查螺栓、壓板外觀，應(yīng)無生銹；母線組件連接后檢查固定螺栓力矩是否滿足廠家要求；母線組件連接處在模鑄料澆筑前應(yīng)清潔干凈并包塑料薄膜；在澆筑母線每一回路完成后，未接軟連接前應(yīng)使用5000VDC絕緣電阻表檢查對地絕緣電阻，絕緣電阻應(yīng)≥50MΩ；在澆筑母線每一回路完成后，未接軟連接前應(yīng)進行耐壓試驗，試驗標準為42kVAC1min，耐壓過程中應(yīng)無擊穿；安裝過程中所使用計量器具、儀器儀表應(yīng)標定合格且在有效期內(nèi)。

在母線預(yù)制元件的結(jié)合處：一是保證連接處銅排接觸良好；二是嚴格遵守澆注工藝要求，一般共箱母線需要維護，主要是接續(xù)處熱脹冷縮導(dǎo)致螺絲松脫，天氣、塵埃影響爬電距離等等情況，而全澆注線線不僅克服了這些問題，并提供更多的功能，全方位取代共箱母線或密集型母線。我們接續(xù)處采用200%接觸面積來消除接觸電阻，第一重用不銹鋼的螺絲鎖固，第二重用火山巖無機礦物質(zhì)材料填充，從而達到整段含接口IP68。

三、施工通病原因分析及解決措施

3.1銅排表面氧化及解決措施

由于到貨時間長，部分澆筑母線附件開箱的時候就發(fā)現(xiàn)了銅排出現(xiàn)了不同程度的氧化，一層淺淺的銅綠，按照業(yè)主及廠家的要求，輕微的銅排氧化可以用機械摩擦去除，但是銅排的表面的微小毛刺及氧化層處理，經(jīng)過砂紙磨光、機械磨光后不同程度的出現(xiàn)了刮傷刮痕，易造成銅排保護層的加劇破壞，母線經(jīng)澆筑后易造成隱蔽工程項，連接銅排在潮濕環(huán)境及其它電解質(zhì)的作用下，會加劇腐蝕，最終造成產(chǎn)品破壞。安裝完成母排對接后，對母排對接處采用保鮮膜封包加干燥劑的方式可以有效阻止了銅排的氧化。

連接銅排氧化在現(xiàn)有的條件下似乎成了不可避免的，銅排氧化可以噴砂處理，利用入式干噴砂機外加壓縮空氣為動力，通過氣流的高速運動在噴槍內(nèi)形成負壓，將磨料通過輸砂管吸入噴槍并流經(jīng)銅排內(nèi)孔，噴掃銅排內(nèi)表面，消除其表面的氧化層。噴砂機儲砂罐最高耐壓為0.8MPA，空氣消耗量為1m3/min，銅排表面的拋光處理工藝達到安裝要求，再有的就是再連接銅排拆封后，未能及時安裝的，要做防腐蝕處理，在銅排表面涂抹銅排防氧化保護劑/液TLR-5000，做進一步的保護。

澆筑母線在調(diào)整好銅排接頭間距后，將接合材料（連接銅排）組立之前，有個較為精細的環(huán)節(jié)需要我們注意的就是，在調(diào)整好母線段，保證水平，垂直的情況下，對組件末端的表面進行檢查，將組件末端的表面用#80砂紙進行打磨磨平，使得接觸面光滑，實現(xiàn)零接觸，這有利于保證進一步降低電阻阻值，細節(jié)的重要性由此凸顯。

3.2施工技術(shù)掌握問題

設(shè)備在吊裝及運輸過程中為做好防護措施，很容易造成設(shè)備的損壞。如運輸過程中包裝嚴重破損，造成銅排氧化；運輸及吊裝時未按指定的綁扎點進行綁扎，造成設(shè)備受力不均造成設(shè)備隱形的損壞。

施工人員技術(shù)水平不過關(guān)，會造成澆筑的成品有瑕疵且浪費澆筑材料，增加施工成本。我們進行了小范圍的澆筑，通過多次試驗來訓(xùn)練施工人員的水平并探索最優(yōu)的澆筑程序及培養(yǎng)最好的施工人員。

3.3環(huán)境問題

設(shè)備在環(huán)境不達標的場所進行安裝，環(huán)境潮濕會使暴露在空氣中時加速氧化；在這種環(huán)境中澆注的母線絕緣電阻下降，會出現(xiàn)不良設(shè)備。澆注過程中，要嚴格控制廊道內(nèi)的溫濕度，使得符合澆注的要求，尤其在濕度大于85%的情況下，是不允許做澆注的，如果確需要進行施工的，必須增加除濕器，達到澆注濕度時才進行澆注施工。濕度過大時，澆注一旦未完全凝固的母線接頭被水浸泡，這對產(chǎn)品設(shè)備會造成極其嚴重的破壞，模注料的攪拌也是一個需要我們?nèi)ニ伎嫉膯栴}，如果從運輸距離上考慮的話，最佳的模注料攪拌地點應(yīng)該是廊道內(nèi)的各個位置，由于母線段的接頭是遍布廊道內(nèi)各處，但需選擇一個通風(fēng)的環(huán)境或加裝通風(fēng)設(shè)施，加快空氣的對流。

3.4設(shè)備潛在問題

設(shè)備潛在的內(nèi)部瑕疵，肉眼無法判斷，需進行設(shè)備的淋水檢驗，防止?jié)撛陔[患造成的重大損失。母線分段澆注完成后進行淋水，端接裸露的銅排處要做好防水措施，淋水后進行試驗，試驗方法如下：

用干布將澆注母線表面擦拭干凈，確保澆注母線表面干燥清潔，用2500V以上兆歐表分別測量澆注母線U/V/W各相對地絕緣水平，要求大于500兆歐；選擇100米內(nèi)的母線段，具體長度可根據(jù)現(xiàn)場實際情況增減，先由目視檢查其表面無明顯缺陷，用噴霧裝置對表面進行均勻噴水，噴水量約為1.5L/min，為在支架處形成泄漏通道，可采用金屬箔或濕布包覆支架處母線表面與支架間；伸縮元件及預(yù)留未澆注接頭不做噴淋，15分鐘后再次噴霧一次，以確保處有濕氣充分浸入；用2500V以上兆歐表分別測量澆注母線U/V/W各相對地絕緣水平，并記錄數(shù)據(jù)；若絕緣電阻值低于10MΩ時，即表示可能存在故障點。對設(shè)備進行故障點分析，決定是否要返廠維修。

四、效果檢查

根據(jù)全澆注母線全方位的特性：耐火、防水、防塵達到IP68、防腐蝕、防爆、耐撞擊、防開裂、50年以上免維護。

全澆注母線不僅絕緣性能優(yōu)良，而且體積小占用空間少、安裝方便、土建基礎(chǔ)要求不高，因此非常適合現(xiàn)場改造要求。17.5kV電壓等級以下全澆注母線不需要防護外殼，能節(jié)省可觀的鋁材，也避免了其他金屬封閉母線外殼上的渦流和環(huán)流損耗。此外，全澆注母線既不需要加熱驅(qū)潮，也無須配套微正壓裝置來保證母線的絕緣水平，這些不但有節(jié)能意思也大大降低了日常消缺，維護工作。從這些方面來看全澆注母線比共箱母線略勝一籌。澆筑母線作為一種新型母線技術(shù)，該技術(shù)帶來的高可靠性是未來母線技術(shù)的發(fā)展方向，特別適合在粉塵多、易燃區(qū)域、腐蝕性大、地區(qū)推廣使用。

參考文獻

[1]《全澆注母線施工作業(yè)指導(dǎo)書》陽江核電常規(guī)島.

[2]《火電機組達標投產(chǎn)考核標準》（2001年出版）.

[3]《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》GB 50150-2006.

[4]《電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗收規(guī)范》GBJ 149-90.

[5]《金屬封閉母線》GB/T 8349-2000.