摘 要：通過(guò)對(duì)公司 3200 A 玻璃管液位計(jì)放炮故障原因分析，介紹此類故障處理過(guò)程及方法，通過(guò)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提升對(duì)玻璃管液位計(jì)的認(rèn)識(shí)，明確玻璃管液位計(jì)設(shè)計(jì)選型、現(xiàn)場(chǎng)安裝施工、運(yùn)行維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，并將積累經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到工作中，確保動(dòng)力母線槽運(yùn)行安全可靠。

    引言
    封閉式玻璃管液位計(jì)[1]因其結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、穩(wěn)定性好、載流量大等性能使得其在工廠的低壓配電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，目前公司配電系統(tǒng)中將玻璃管液位計(jì)作為供電系統(tǒng)中的主要干線，擔(dān)負(fù)著重要線路的輸配電。其中 3# 配電室的 3200 A 母線槽負(fù)責(zé)對(duì)涂裝設(shè)備供配電，當(dāng) 3200 A 動(dòng)力母線槽發(fā)生短路放炮故障時(shí)，即造成涂裝生產(chǎn)電力供應(yīng)中斷，所有車間生產(chǎn)線癱瘓。玻璃管液位計(jì)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件單件設(shè)計(jì)制作，重新制作母排周期較長(zhǎng)，因此為避免因長(zhǎng)時(shí)間停電給公司造成嚴(yán)重的損失，必須根據(jù)母線槽制作工藝要求，自行對(duì)母線槽進(jìn)行修復(fù)，以降低長(zhǎng)時(shí)間電能中斷對(duì)公司影響。母線槽結(jié)構(gòu)如圖 1 所示：

    1 母線槽放炮故障現(xiàn)象
    公司正常生產(chǎn)時(shí)，涂裝設(shè)備突然發(fā)生電力供應(yīng)中斷，全部癱瘓，經(jīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以及供配電系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)配電房有黑煙冒出并伴有異味，相關(guān)人員立即將受損線路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，并恢復(fù)其他設(shè)施供電。所有供配電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，用 500 V兆歐表檢查發(fā)現(xiàn) B/C 相短路，組織維修人員即對(duì)燒焦部位進(jìn)行拆解檢查，判斷故障為供電母線槽發(fā)生短路放炮，造成用電中斷。

    2 母線槽放炮故障原因分析
    母線槽故障點(diǎn)發(fā)生在母線的接頭處，造成母線放炮故障的原因可能為以下 4 點(diǎn)：①連接處因密封不良，有雨水或異物進(jìn)入，造成短路；②母線設(shè)計(jì)選型錯(cuò)誤，超負(fù)荷運(yùn)行；③安裝質(zhì)量不合格，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求; ④連接處因螺絲扭矩力不夠，引起的接觸電阻變大導(dǎo)致的發(fā)熱損壞絕緣材料 。

    對(duì)可能的原因進(jìn)行判斷后，即逐項(xiàng)進(jìn)行分析排除，首先配電室建在廠房?jī)?nèi)，有廠房和室體兩層防護(hù)，通過(guò)對(duì)屋頂及周邊進(jìn)行檢查，無(wú)漏雨跡象，并且連接器防護(hù)板完好，排除進(jìn)入雨水或異物的可能。

    母排為矩形排，截面積為 220×6 mm2，根據(jù)母排的載流量計(jì)算公式見(jiàn)式（1）。

     式中，b 為母線厚度（mm）；h 為母線寬度（mm）；k 為系數(shù)（A/mm2），可知母排載流量為 4620 A＞3200 A，以前在車間設(shè)備滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)監(jiān)控的較大電流是 2800 A，一般穩(wěn)定在 2200 A設(shè)計(jì)選型合理，母線槽不存在超負(fù)荷運(yùn)行的可能。。

    在對(duì)故障母線進(jìn)行拆除時(shí)，作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)母線連接器的連接螺栓（M12）外端帽未緊固至斷裂，力矩標(biāo)志牌未脫落，即未達(dá)到力矩螺栓的緊固力矩要求，即由于螺栓松動(dòng)，造成接觸不良，接觸面發(fā)熱，絕緣層失效導(dǎo)致放炮。

    綜上分析，確定造成母線槽發(fā)生放炮故障的根本原因是母線槽安裝不滿足要求。

    3 玻璃管液位計(jì)放炮故障一般處理方法
    對(duì)故障的母線槽進(jìn)行拆解后，經(jīng)檢查確認(rèn)母線槽端頭絕緣材料燒焦，無(wú)法使用，融化產(chǎn)生的焦渣粘附在銅排上，而銅排本身未發(fā)生擊穿等嚴(yán)重破壞，即可以再利用。于是通過(guò)重新采購(gòu)受損的連接排、絕緣紙等材料，并對(duì)銅排再處理，以在較短時(shí)間內(nèi)修復(fù)母線槽，恢復(fù)生產(chǎn)供電。

    母線槽修復(fù)工作主要包括[2]：母線槽拆解、銅排搪錫、銅排表面處理、銅排絕緣包裹、母線槽裝配及母線槽安裝。

    母線槽進(jìn)行拆解：首先把母線槽燒損的兩段拆解下來(lái)，運(yùn)到維修間進(jìn)行拆解。母線槽的鋁合金外殼是用鋼鉚釘鉚接的，第一步采用角磨機(jī)把鋼鉚的帽子磨平再用鋼沖沖掉。然后把每相銅排作頭尾、相序編號(hào)。第二步拆除銅排的絕緣材料并把沒(méi)有損壞的絕緣膜套放好準(zhǔn)備再有。

    銅排搪錫：用砂紙和磨光機(jī)打磨去除母排連接處的放炮融化產(chǎn)生絕緣材料焦渣、金屬顆粒、金屬融肉瘤使銅排接觸面平整。用鋼板制作一個(gè)可以融錫鋼鍋，它內(nèi)空間大小可以把銅排需要搪錫的部分插入還余有 5 cm 左右的高度。用木材加柴油再將鋼鍋加熱至 250 ℃左右后開(kāi)始在鋼鍋內(nèi)上加錫塊，使錫融化可以蓋過(guò)需要搪錫銅排端頭。用（10~20）%的稀硫酸來(lái)給需要搪錫銅排端頭除脂，當(dāng)銅排變色后用清水清洗稀硫酸。把清洗后的銅排放入融錫鋼鍋搪錫。剛剛放入融錫鋼鍋的銅排馬上會(huì)因溫差有錫凝固銅排上，必須等凝固錫再次融化，把搪錫銅排提出融錫鋼鍋用干凈的膠板平整抹去多余的錫，使錫均勻覆蓋在母線表面。

    銅排表面處理：銅排鍍錫冷卻后，在鉗工臺(tái)上使用橡膠榔頭對(duì)母排的直線度和轉(zhuǎn)彎角度進(jìn)行校正，需要虎鉗夾持時(shí)，用棉布包裹夾持部位以免損傷銅排。

    絕緣包裹：校正后，使用干凈的抹布加酒精將銅排表面灰塵、雜質(zhì)擦凈，用刷子把使用在電動(dòng)機(jī)的絕緣漆刷到需要絕緣銅排上。把刷絕緣漆的銅排放入烤漆間烘烤。銅排表面處理完成后，即對(duì)銅排進(jìn)行包裹絕緣，首先用專用母線的絕緣材料膜套包裹銅排中間到兩端頭折彎處 2 層絕緣材料膜套搭口必須錯(cuò)位，包裹直排部分、包扎絕緣膜時(shí)要均勻覆蓋，不能有翹起或者褶皺現(xiàn)象，每隔 400 mm 使用透明粘膠帶順著包扎方向固定。后從直排部分 （30~50）mm 處開(kāi)始往端頭纏繞母線專用帶粘性的絕緣帶，當(dāng)纏繞到端頭后再往回纏繞，共纏繞 2 層，纏繞時(shí)后層搭前層的一半，包裹要求緊密，包扎層數(shù)按規(guī)定執(zhí)行，以免影響裝配整體厚度、精度。

    母線槽裝配：使用銼刀等工具將母線槽殼體內(nèi)的焦渣清理干凈，使用砂紙打磨平整，并對(duì)變形的側(cè)板進(jìn)行矯形修復(fù)，確保側(cè)板間距滿足銅排安裝尺寸。根據(jù)銅排相序?qū)�銅排逐個(gè)緩慢落放到殼體的槽體內(nèi)，槽體內(nèi)先墊使用在電動(dòng)機(jī)的絕緣紙，放銅排時(shí)需輕拿輕放以免損壞絕緣層，銅排全部放進(jìn)殼體后再將底板蓋好，并在原孔位使用鉚釘固定好。

    母線槽裝配后，使用 500 V 兆歐表測(cè)量母線槽的相間、相與中性排、PE 排、相與外殼之間的絕緣性能，要求絕緣電阻應(yīng)>20 MΩ[3]。

    母線槽安裝：由于受損安裝在配電室內(nèi)，因此母線槽只能采用手動(dòng)葫蘆和棉質(zhì)吊帶捆綁進(jìn)行吊裝，在安裝時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：

    （1）母線槽吊裝搬運(yùn)時(shí)，輕拿輕放避免連接部位以及外殼發(fā)生碰撞。

    （2）母線槽落位對(duì)正時(shí)，只能用木板墊橡膠榔頭進(jìn)行敲擊，不得使用鐵錘等。

    （3）連接器使用雙頭力矩螺栓連接，緊固時(shí)，使用力矩扳手?jǐn)Q住螺栓外端帽進(jìn)行緊固，直至螺栓外端帽頸部斷裂力矩標(biāo)志牌脫落。

    母線槽安裝完成后的檢測(cè)：
   （1）把母線上各插接箱開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，在配電室內(nèi)用 500 V 兆歐表，測(cè)量各相間絕緣阻值>10 MΩ。

    （2）在配電室內(nèi)把母線的三相線加 N 線短接，用萬(wàn)用表在母排的較末端插接箱處測(cè)量 N 線與各相線間的電阻值是否相等，阻值應(yīng)＜0.1 Ω。

    （3）拆除各短接線，做送電前的準(zhǔn)備。并試送 15 min 電，無(wú)異常后，停電，把母線上插接箱各開(kāi)關(guān)全部合閘，在配電室通知車間正式送電，讓車間起動(dòng)設(shè)備運(yùn)行，當(dāng)母排電流達(dá)到 1000 A以上后，用紅外溫度檢測(cè)儀檢測(cè)各接頭處外殼溫度，母排溫度均勻，并不高于室溫 20 ℃。

    4 玻璃管液位計(jì)運(yùn)行維護(hù)要點(diǎn)
    為提高配電系統(tǒng)的安全性，母線槽投入運(yùn)行后，必須要定期做好檢查維護(hù)[4]，及時(shí)排查母線槽使用過(guò)程中的隱患，避免造成停電及損壞母線槽等事故。母線槽的日常運(yùn)行維護(hù)內(nèi)容主要包括以下 3 點(diǎn)：

    （1）連接螺栓檢查。母線安裝時(shí)連接部位的螺栓都是按照規(guī)定力矩?cái)Q緊（力矩螺栓），一般情況下不會(huì)發(fā)生松動(dòng)情況。但在母線長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，由于熱脹冷縮、震動(dòng)等原因可能造成螺栓松動(dòng)，因此需要對(duì)螺栓的連接情況進(jìn)行檢查緊固。

    （2）溫升檢查。母線帶負(fù)荷運(yùn)行后，溫度必然會(huì)升高，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求母線金屬外殼表面溫升應(yīng)＜50 ℃，插接部位溫升應(yīng)＜55 ℃，整體外殼的溫度＜70 ℃。因此需在母線滿負(fù)荷工作時(shí)，使用測(cè)溫槍檢查母線溫升，溫升過(guò)高時(shí)應(yīng)檢查母線是否超負(fù)荷運(yùn)行以及母線連接處是否有異物等。

    （3）電氣檢查。母線始端和終端的相電壓之差通常不應(yīng)超過(guò)電源電壓的 5%，超負(fù)荷運(yùn)行或插接部分接觸不良都會(huì)造成電壓降過(guò)大，影響供電質(zhì)量。

    5 結(jié)束語(yǔ)
    通過(guò)詳細(xì)介紹玻璃管液位計(jì)發(fā)生短路故障事故的處理的一般方法，為后續(xù)生產(chǎn)中對(duì)母線槽的設(shè)計(jì)選型、安裝維護(hù)等提供進(jìn)一步的經(jīng)驗(yàn)積累。

    母線槽作為電力系統(tǒng)的主要組成部分，其運(yùn)行可靠性對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定性及人員作業(yè)安全性起著至關(guān)重要作用。為確保母線槽安全可靠運(yùn)行，在母線槽的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等各個(gè)階段都應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及工作經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)格要求。設(shè)計(jì)選型階段：應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)所和所需容量等條件正確選擇母線槽的類型、載流能力和防護(hù)等級(jí)，通常當(dāng)額定電流大于1250 A 時(shí)選用封閉式密集型母槽，母線槽的載流能力應(yīng)>較大負(fù)荷電流。

    安裝施工階段：母線槽進(jìn)廠安裝前應(yīng)對(duì)母線槽的合格證、技術(shù)文件、檢驗(yàn)報(bào)告等文件資料進(jìn)行核查，并對(duì)外觀質(zhì)量等進(jìn)行檢查，確保來(lái)料質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)母線槽安裝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范施工，嚴(yán)格把控施工環(huán)節(jié)，避免因施工缺陷造成安全隱患。運(yùn)行維護(hù)階段：為確保配電線系統(tǒng)的安全性和可靠性，應(yīng)定期對(duì)母線槽進(jìn)行檢修維護(hù)，包括外觀、溫升、壓降等性能參數(shù)。