鵝城換流站過熱缺陷分析與處理

王立德，李星朗，胡睿，李曉武

( 國網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司，湖南 長沙410004)

隨著電力系統(tǒng)特高電壓、特大容量的發(fā)展，電力用戶對供電可靠性提出了更高的要求，電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修根據(jù)先進(jìn)狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息，判斷設(shè)備的狀態(tài)，預(yù)知設(shè)備故障，在故障發(fā)生前有針對性安排檢修計劃，有效克服定期檢修盲目性，減少生產(chǎn)成本從而提高供電可靠性。

紅外檢測技術(shù)由于其不停電、遠(yuǎn)距離、不接觸、不解體的優(yōu)點，能準(zhǔn)確、直觀、提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱缺陷，有利于檢修人員發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備早期故障，減少因設(shè)備過熱而導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生〔1，2〕。500 kV 鵝城變是三峽送出工程的樞紐變電站，是國家電網(wǎng)公司輸電至中國南方電網(wǎng)公司的重要通道，每年為國家電網(wǎng)公司帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，其安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，通過積極應(yīng)用紅外帶電檢測技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的隱患，為年度檢修提供了可靠的依據(jù)，確保鵝城變年度檢修工作具有針對性，大大提高檢修質(zhì)量和效率。

1 紅外缺陷分類

電氣設(shè)備在運(yùn)行中，由于電壓、電流的作用，會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，當(dāng)電力設(shè)備存在缺陷時，缺陷部位的溫度將異常變化，紅外檢測技術(shù)通過紅外成像檢測設(shè)備的溫度狀態(tài)，判斷設(shè)備的運(yùn)行狀況。根據(jù)發(fā)熱類型不同可分為3 種〔3〕:電流致熱型;電壓致熱型;綜合致熱型。

根據(jù)過熱缺陷對電氣設(shè)備運(yùn)行的影響程度分為3 類:一般缺陷、嚴(yán)重缺陷、危急缺陷。

2 過熱缺陷統(tǒng)計與分析

2.1 過熱缺陷統(tǒng)計

在2012 年度，鵝城變通過紅外測溫，發(fā)現(xiàn)通流回路金具(導(dǎo)線與導(dǎo)線連接部位)紅外發(fā)熱點9處、一次設(shè)備(設(shè)備本體或設(shè)備與導(dǎo)線連接部位)紅外發(fā)熱點6 處，見表1 所示。所有發(fā)熱缺陷均為電流致熱型缺陷。

表1 設(shè)備過熱缺陷分布情況

2.2 過熱缺陷原因分析

通過對這些過熱缺陷分析，發(fā)現(xiàn)如下特點:交流場設(shè)備過熱缺陷較多，直流場地設(shè)備紅外發(fā)熱缺陷較少(僅有2 處)，且均為一般缺陷。通流回路金具紅外缺陷較多，一次設(shè)備過熱缺陷較少。

鵝城變一次設(shè)備發(fā)熱的主要原因:接頭接觸不良，螺栓壓緊力度不夠。線夾加工工藝不良，導(dǎo)致線夾與導(dǎo)線之間有間隙。導(dǎo)線與固定金具之間渦流發(fā)熱。

圖1 為鵝城變2012 年紅外測溫圖片，其中，圖1 (a)所示缺陷為線夾與導(dǎo)線連接部位發(fā)熱，該連接結(jié)構(gòu)為螺栓線夾連接形式，螺栓線夾已經(jīng)完全緊固，使得螺栓線夾緊固面上、下2 個緊固面已經(jīng)沒有縫隙，說明螺栓線夾緊固面已壓緊，但是檢查中發(fā)現(xiàn)螺栓線夾與導(dǎo)線緊固面之間仍有縫隙，導(dǎo)致線夾與導(dǎo)線接觸面并未完全可靠接觸，回路電阻測試數(shù)據(jù)為160 μΩ，接觸電阻較大，導(dǎo)致紅外發(fā)熱;圖1 (b)所示為導(dǎo)線間隔棒固定部位發(fā)熱，在正常運(yùn)行情況下，間隔棒僅固定支撐導(dǎo)線，并無導(dǎo)流作用，通過分析，導(dǎo)線通過電流時在導(dǎo)線周圍形成強(qiáng)磁場，從而引起間隔棒及固定螺栓形成渦流，特別是在通過大電流時，更加明顯，從而引起該部位發(fā)熱。

圖1 連接部位發(fā)熱圖

3 鵝城變紅外缺陷處理措施

針對電流致熱型缺陷，一般情況下可通過打磨拋光接觸面，涂抹導(dǎo)電膏，減小接觸電阻，采用力矩扳手按照標(biāo)準(zhǔn)緊固螺栓，增加接觸壓力等方法進(jìn)行處理〔4-6〕。文中不再贅述。下面以圖1 (a)所示螺栓線夾加工工藝原因引起的過熱缺陷、圖1(b)所示間隔棒渦流發(fā)熱引起的過熱缺陷為例對2013 年度鵝城變過熱缺陷處理進(jìn)行詳細(xì)描述。

3.1 螺栓線夾工藝原因發(fā)熱缺陷處理

由于該缺陷系螺栓線夾加工工藝原因造成，故在處理螺栓線夾與導(dǎo)線接觸面之前需先處理螺栓線夾，為此現(xiàn)場檢修人員制訂了2 種方案。

1)螺栓線夾緊固面銑薄幾個毫米的厚度，使螺栓線夾緊固面之間有足夠的間隙以保證線夾與導(dǎo)線接觸面接觸良好;

2)在螺栓線夾的非導(dǎo)流接觸面一側(cè)內(nèi)部墊一層金屬導(dǎo)體，保證螺栓線夾的導(dǎo)流面與導(dǎo)線接觸良好。

鑒于方案2 工作量小、操作簡單、易于實現(xiàn)，最終確定采用方案2。

交流區(qū)域引線全部采用雙分裂導(dǎo)線、螺栓線夾形式連接，按照如下步驟進(jìn)行處理。

1)在處理缺陷線夾、部位之前，先將正常部位(以下以A 表示)解開，用回路電阻測試儀測量問題線夾兩端(以下以B 表示)的回路電阻(經(jīng)測量該回路電阻為160 μΩ，大大超出了正常范圍);

2)將A 接觸面打磨拋光、涂導(dǎo)電膏、并安裝緊固到位;

3)解開B，將B 接觸面打磨拋光、涂導(dǎo)電膏、并按方案2 所述在螺栓線夾的非導(dǎo)流面墊一塊薄鋁板接觸面并安裝緊固到位;

4)解開A，再次測量B 線夾兩端的回路電阻(處理之后測得回路電阻僅為8.8 μΩ)。

經(jīng)過上述4 個步驟的工作，發(fā)熱線夾與導(dǎo)線的接觸電阻已大大降低。

3.2 間隔棒渦流發(fā)熱缺陷處理方法及流程

由于該缺陷主要是由于導(dǎo)線渦流發(fā)熱引起的，與導(dǎo)線通過大電流及間隔棒、螺栓的材質(zhì)有直接的關(guān)系，故在檢修過程中，檢修人員將間隔棒螺栓更換為導(dǎo)磁率較低的螺栓，并在導(dǎo)線與間隔棒之間纏繞絕緣膠帶增加絕緣層以改變導(dǎo)線與間隔棒之間的導(dǎo)磁性能從而降低渦流的影響。

4 結(jié)論

鵝城換流站過熱缺陷分析及整個檢修流程都嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化工藝流程，通過檢修前回路電阻試驗、檢修質(zhì)量控制及檢修后回路電阻試驗對比分析，確保了檢修工藝達(dá)標(biāo)以及檢修結(jié)果可靠，從而確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

〔1〕徐新達(dá). 電氣設(shè)備紅外成像檢測技術(shù)及其應(yīng)用〔J〕. 高電壓技術(shù)，2010，138 (2):130-135.

〔2〕國家電網(wǎng)公司. Q/GDW168—2008 輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程〔S〕. 北京:中國電力出版社，2008.

〔3〕DL/T664—2008 帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則〔S〕. 北京:中國電力出版社，2008.

〔4〕周文勝，曾利軍，資勇. COT550 型變壓器套管發(fā)熱故障的分析與處理〔J〕. 湖南電力，2012，32 (4):29-30.

〔5〕唐海軍，燕子飛，朱弟峰，等. 主變套管內(nèi)引線接頭發(fā)熱的檢查與處理〔J〕. 湖南電力，2008，28 (2):28-30.

〔6〕彭奕，蔣正龍. 絕緣子表面污穢程度的紅外圖像檢測〔J〕. 湖南電力，2010，30 (3):1-3.