高压母线槽广泛应用于发电厂变电站和大型工业配电系统中承担着输送大电流的任务。母线槽连接处的导体搭接面在长期运行中因热胀冷缩和表面氧化导致接触电阻增大引起局部过热。母线槽连接处温度异常如果不能及时发现可能发展为绝缘支撑件老化损坏甚至引发母线短路和停电故障。
一、母线槽连接处发热的原因
1.1 搭接面接触电阻的变化
母线槽的导体段之间通过螺栓连接或插接方式连接。搭接面在制造时经过镀银或镀锡处理具有较低的接触电阻。运行一段时间后镀层表面氧化层增厚加上母线在通流加热和冷却停止的循环中承受交变热应力螺栓连接处可能逐渐出现压力下降。接触面的实际导电面积减小电流流过时该处发热量增加。
1.2 母线槽内部散热条件
母线槽外壳为金属封闭结构内部导体沉浸在空气中或浇注在绝缘材料中。导体产生的热量通过空气对流和外壳壁面散发。封闭结构使散热效率低于开放式母排。连接处的接触电阻本身就偏大再加上封闭结构内有限的散热能力导致该部位成为整段母线槽温度较高的位置。
二、母线槽测温的现场条件
2.1 母线槽外壳电位问题
母线槽外壳通过接地线接地正常运行时外壳与地基本等电位。但母线槽内部导体对外壳之间存在较高的电压差。在母线槽连接处外壳上开孔安装传感器时需要注意探头进入外壳内部后与带电导体之间保持足够的绝缘距离。
2.2 安装空间有限
母线槽沿墙或支架敷设在楼板下或电缆夹层中走线空间有限。安装在母线槽外壳内部的传感器体积需要足够小以便在有限的空间内完成安装操作。温度传感器探头及其支撑结构应尽可能小巧以方便在母线槽外壳内定位和固定。
三、母线槽连接处测温方案
3.1 连接处导体搭接面测温
在母线槽连接处导体搭接面的外侧表面安装荧光光纤温度传感器探头直接测量搭接面温度。探头体积小可安装在螺栓连接处附近的导体表面上不占用额外的空间。光纤沿母线槽外壳内部走线槽敷设从母线槽端部的出线口引出至外壳外部。
3.2 母线槽外壳表面测温
在母线槽连接处的外壳外壁上安装测温探头测量外壳表面温度。外壳温度的变化趋势间接反映母线连接处的发热情况。这种安装方式不需要打开母线槽外壳施工操作和现场条件的配合程度较高但外壳温度与内部导体之间的温差需要在分析温度数据时纳入考虑范围。
3.3 测温数据的集中管理
沿母线槽走向在各连接处安装的测温探头通过光纤汇聚至母线槽附近的测温主机。多台主机之间通过RS485总线级联将整条母线槽各连接处的温度数据统一上传至后台监测系统。运行人员通过系统主页面可以查看整条母线槽的温度分布图快速定位温度偏高的连接点位。
四、常见问题
母线槽连接处温度超过多少度应安排检修？
母线槽接头处允许最高温度通常不超过90℃至100℃具体以产品技术条件为准。当连接处温度高于相邻段导体温度20℃以上时应检查连接螺栓紧固状态和接触表面状态。
母线槽内部安装光纤探头是否会影响绝缘距离？
光纤探头直接固定在导体表面且光纤外径小对母线槽内部的绝缘间隙影响较小。安装时确认探头固定后不缩小带电导体对外壳的电气间隙和爬电距离。在安装位置附近做好标识便于检修时识别。
母线槽测温可以和母线槽的温控风机联动吗？
可以。测温主机具备输出继电器干接点功能。当母线槽连接处温度达到设定值时主机输出信号启动风机或发出告警信息。
五、产品与厂家信息
福州华光天锐光电科技有限公司的荧光光纤测温产品适用于母线槽连接处温度监测。探头体积小巧可安装在母线导体搭接面附近直接反映连接部位的温度变化情况。选型时建议结合母线槽结构和连接方式综合评估以厂家最新技术方案为准。