變電設(shè)備發(fā)熱故障分析及對策探討

摘 要：當(dāng)前我國電網(wǎng)已進(jìn)入了快速發(fā)展階段，其各方面水平都已處于世界先進(jìn)水平，在運(yùn)行過程中其安全性、可靠性和穩(wěn)定性都有了較大水平的提升，但長期以來在變電站中，其設(shè)備發(fā)熱的故障一直是存在的，這對電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有著較大的威脅。文章對變電運(yùn)行設(shè)備發(fā)熱的危害及導(dǎo)致發(fā)熱的原因進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對如何預(yù)防電氣設(shè)備發(fā)熱故障提出了具體的措施。

關(guān)鍵詞：隔離開關(guān)；導(dǎo)線線夾；分析；對策

前言

變電站作為分配電能和調(diào)壓的樞紐中心，其對電網(wǎng)運(yùn)行的安全性具有非常重要的意義。長期以來，變電站電氣設(shè)備發(fā)熱的問題都沒有從根本上得以解決，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行埋下了較大的安全隱患。這一問題如果不能得到有效的解決，那么就很難保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，也無法為用戶供應(yīng)高品質(zhì)的電能，所以電力企業(yè)需要在日常工作中加強(qiáng)檢查的力度，及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的發(fā)熱情況，并對導(dǎo)致發(fā)熱的具體原因進(jìn)行分析，從而使發(fā)熱故障得以有效的解決。這不僅有利于降低電力設(shè)備的檢修成本，同時也能夠保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 變電運(yùn)行設(shè)備發(fā)熱危害

變電運(yùn)行設(shè)備的回路位置處于戶外的環(huán)境當(dāng)中，其受自然環(huán)境影響因素較多，所以長期在自然環(huán)境中的雨、雪、風(fēng)、凍及曬等作用下，極易在一些接頭位置發(fā)生氧化反應(yīng)及腐蝕的情況，這就會直接導(dǎo)致接頭連接處發(fā)生接觸不良的情況發(fā)生，這時則需要及時降低期工作電流，否則一些設(shè)備處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下時，接頭處的氧化腐蝕則會更加嚴(yán)重，接頭接觸點(diǎn)電阻升高，使運(yùn)行設(shè)備局部溫度急劇上升。設(shè)備發(fā)熱所引發(fā)的危害是十分嚴(yán)重的，首先溫度的升高，則會導(dǎo)致絕緣材料發(fā)生脆化，從面使材料的性能完全喪失，使絕緣性能降低。絕緣性能降低到一定程度時則會被擊穿，從而發(fā)生短路事故，短路發(fā)生時可能引起燃燒，甚至引發(fā)大的火災(zāi)事故；其次，變電運(yùn)行設(shè)備局部的高溫，會使其導(dǎo)體在受熱情況下電組增大，這不僅加劇了電能的損耗，而時不斷往復(fù)的惡性循環(huán)也會使設(shè)備受到不同程度的損害；最后，當(dāng)處于單臺主變壓器運(yùn)行時，一旦運(yùn)行方式發(fā)生改變，會使電流增大，這時就需要對發(fā)熱情況進(jìn)行及時掌握和處理，否則由于運(yùn)行方式的不正常，則會導(dǎo)致嚴(yán)重的事故發(fā)生，導(dǎo)致大面積的停電，使人民群眾的生活受到較大的影響。

2 發(fā)熱缺陷的原因分析

2.1 隔離開關(guān)發(fā)熱缺陷的原因分析

在長期的工程項(xiàng)目實(shí)施過程中，通過對各種高壓隔離開關(guān)進(jìn)行檢測的數(shù)據(jù)分析表明，隔離開關(guān)發(fā)熱缺陷的產(chǎn)生是有較為顯著的特點(diǎn)的，首先其發(fā)熱程度較嚴(yán)重，其次，發(fā)生位置都集中在隔離開關(guān)與導(dǎo)線的連接處。下面對導(dǎo)致隔離開關(guān)發(fā)熱的原因進(jìn)行分析。

2.1.1 隔離開關(guān)和導(dǎo)線的連接處都不處于封閉的狀態(tài)下，其在大氣中長期處于裸露狀態(tài)，在這種狀態(tài)下運(yùn)行時很容易受到外界因素的影響，如水分、灰塵和化學(xué)性氣體的影響的侵蝕，時間一長則會在接觸表面位置有一層氧化膜形成，而被氧化的地方其電阻則會增加，這樣在電流流過時則會導(dǎo)致該處產(chǎn)生發(fā)熱的現(xiàn)象。

2.1.2 在風(fēng)力作用下，導(dǎo)線會來回的進(jìn)行擺動，時間一長則會導(dǎo)致連接處的螺栓有松動的情況發(fā)生，螺栓松動后與導(dǎo)線的有效接觸面積則會減小，這樣也會導(dǎo)致連接處的電阻增加，從而導(dǎo)致出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象。

2.1.3 隔離開關(guān)的刀閘部位在周圍環(huán)境的影響下，極易導(dǎo)致連接部件處有銹蝕的情況發(fā)生，這樣就會使刀閘失去彈性，發(fā)生斷裂，則其彈性完全消失時，將會使其與接觸部位發(fā)生接觸不良的情況。

2.1.4 隔離開關(guān)位置導(dǎo)線的安裝工藝沒有按照相應(yīng)的要求來進(jìn)行，同時在對高壓隔離開關(guān)進(jìn)行檢修時也沒有一個完善的維護(hù)和檢修程度，這樣就無形中加劇了隔離開關(guān)的發(fā)熱情況的加劇。

2.2 導(dǎo)線線夾發(fā)熱缺陷的原因

2.2.1 由于周圍的水汽或者是使用環(huán)境較為惡劣，導(dǎo)致線夾發(fā)生氧化腐蝕，使得接觸電阻變大，發(fā)熱現(xiàn)象明顯。

2.2.2 在裝配使用過程中，線夾大小和導(dǎo)線不相匹配，使得兩者壓接不嚴(yán)而導(dǎo)致接口處存在松動現(xiàn)象，接觸面積過小而導(dǎo)致電阻增加，形成發(fā)熱缺陷。

2.2.3 所采用的線夾的結(jié)構(gòu)不盡合理，或者是導(dǎo)線壓接時的工藝不合格，導(dǎo)致線夾的端口受傷而形成斷股、散股。

2.2.4 由于采用的線夾結(jié)構(gòu)在設(shè)計上存在缺陷，使得線夾處形成渦流損耗，發(fā)熱現(xiàn)象嚴(yán)重。

2.2.5 在對不同金屬材質(zhì)的導(dǎo)線進(jìn)行直接連接時，接觸電阻由于氧化的原因而增大，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)熱。

3 預(yù)防電氣設(shè)備發(fā)熱故障的對策

3.1 嚴(yán)格控制金屬質(zhì)量

根據(jù)使用情況選用合適型號的合格產(chǎn)品，并結(jié)合載流量以及動熱穩(wěn)定等設(shè)計要求，使得所選用的設(shè)備型號能達(dá)到這些要求。尤其對于設(shè)備線夾而言，應(yīng)該積極的選用采用了先進(jìn)的銅、鋁擴(kuò)散焊工藝的銅鋁過渡產(chǎn)品，這樣能有效的確保電流的通過能力，同時還應(yīng)該防止偽劣產(chǎn)品入網(wǎng)使用。

3.2 采取防氧化措施

連接設(shè)備時，應(yīng)該對設(shè)備的接頭進(jìn)行處理，尤其應(yīng)該注意接頭接觸表面的防氧化處理。在處理的過程中要優(yōu)先選用電力復(fù)合脂（即導(dǎo)電膏）來替代傳統(tǒng)的凡士林，這樣能更好的起到防氧化作用。同時，導(dǎo)線連接時還應(yīng)該對螺栓進(jìn)行緊固，確保導(dǎo)線連接可靠。

3.3 提高接觸面的處理質(zhì)量

嚴(yán)防發(fā)熱缺陷的一個重要措施就是要做到將導(dǎo)線的接觸表面進(jìn)行質(zhì)量處理。對于接頭的接觸面，當(dāng)存在嚴(yán)重不平現(xiàn)象時，應(yīng)該采用銼刀把將接觸面不平的地方和毛刺銼掉，確保接觸面平整而光潔。但是，在處理的過程中要注意不能使得母線在加工之后的截面減少值得控制，一般而言，銅質(zhì)導(dǎo)線截面的減少量不得超過原截面的3%，鋁質(zhì)導(dǎo)線的截面減少量不得超過原截面的5%，之后再使用鋼絲刷將表面的氧化膜出去，最后再采用干凈的棉紗蘸酒精或者是丙酮，將接觸表面擦拭干凈。

3.4 控制緊固壓力

部分檢修人員在對接頭進(jìn)行處理時，存在著這樣一個錯誤的認(rèn)識，那就是認(rèn)為在對連接螺栓進(jìn)行緊固時擰得愈緊愈好。其實(shí)不然，由于鋁質(zhì)母線的彈性系數(shù)較小，在螺母的壓力達(dá)到某個臨界壓力值的時候，如果材料的強(qiáng)度較差，而外力繼續(xù)進(jìn)一步的增加壓力，將會導(dǎo)致接觸面出現(xiàn)部分變形而隆起的現(xiàn)象，這樣不但不能增加接觸面積，反而使得接觸面積減少，造成接觸電阻增大。

3.5 嚴(yán)格工藝程序

制定一套嚴(yán)格的連接點(diǎn)安裝技術(shù)規(guī)范，對整個連接操作的各個程序和環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范化操作。在規(guī)范的制定過程中，要結(jié)合導(dǎo)致連接點(diǎn)過熱的具體類型及原因來制定針對性的操作工藝規(guī)范。同時，確保安裝過程要嚴(yán)格的執(zhí)行程序中的相關(guān)規(guī)范。

3.6 加強(qiáng)對設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視

值班人員應(yīng)加強(qiáng)對設(shè)備接頭處的巡視力度，并利用先進(jìn)的設(shè)備和儀器來對重點(diǎn)部位進(jìn)行監(jiān)測，從而及時發(fā)生發(fā)熱的隱患，及時進(jìn)行處理，保證設(shè)備處于可靠的連接狀態(tài)下運(yùn)行。

4 結(jié)束語

電力生產(chǎn)安全至關(guān)重要，由于長期以來電氣設(shè)備發(fā)熱的一直存在，所以檢修和維護(hù)人員對此都習(xí)以為常了，對其所帶來的危害缺乏必要的認(rèn)識，極易導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。所以在日常運(yùn)行過程中，需要有效的降低電氣設(shè)備特別是接頭處的發(fā)熱率，針對導(dǎo)致發(fā)熱的原因采取合理的措施進(jìn)行消除，同時加大對設(shè)備的改造力度，在提高設(shè)備質(zhì)量同時，也要利用一些先進(jìn)的技術(shù)手段來對發(fā)熱缺陷進(jìn)行有效的處理，從而使電力設(shè)備處于安全、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

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