銅鋁過渡線夾事故分析及預(yù)防措施

摘 要：在電力系統(tǒng)中，電力設(shè)備質(zhì)量是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的最重要因素，在上世紀(jì)九十年代變電站建設(shè)中銅鋁過渡線夾的廣泛使用已是一種普遍現(xiàn)象，但經(jīng)過多年的實踐檢驗，銅鋁過渡線夾有著其自身的缺陷，因線夾斷裂造成變電站事故的現(xiàn)象越來越多，給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來極大的隱患。如何進一步減少因銅鋁過渡線夾原因帶來的事故，是目前電力系統(tǒng)運營者亟需思考的問題。文章通過對銅鋁過渡線夾制造工藝的深刻剖析，以及對具體案例分析，對如何解決銅鋁過渡線夾問題展開了探討，提出了相應(yīng)的對策和建議。

關(guān)鍵詞：過渡線夾；設(shè)備；變電站；案例

引言

現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，銅鋁過渡線夾占據(jù)著比較重要的地位。尤其在變電站中，電氣設(shè)備與鋁導(dǎo)線的連接中往往采取銅鋁過渡線夾的方法，但因銅鋁過渡線夾內(nèi)在的本質(zhì)特性，銅與鋁的化學(xué)活性不一致使它們連接后通電會發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致鋁線逐步氧化，降低鋁線的機械強度，銅與鋁的電阻率不同，通過電流時會產(chǎn)生大量余熱，較易產(chǎn)生過熱故障等，銅鋁線夾的使用給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來了比較大的安全隱患，本文通過一起銅鋁過渡線夾斷裂造成的事故為例，分析并總結(jié)了設(shè)備線夾在選型及運行維護中注意事項，并提出相應(yīng)的措施。

1 銅鋁過渡線夾典型結(jié)構(gòu)

目前，根據(jù)銅鋁過渡線夾生產(chǎn)工藝一般有四種結(jié)構(gòu)型式：閃光對接焊線夾、摩擦對接焊線夾、釬焊線夾和爆炸焊線夾四種。閃光焊線夾、爆炸焊線夾、摩擦焊線夾都是用生產(chǎn)好的銅鋁復(fù)合板沖壓而成，而釬焊線夾是先對其沖壓成型而后再進行銅鋁焊接復(fù)合。

1.1 閃光焊對接型式銅鋁過渡線夾

閃光焊線夾工藝是對接高溫熔化的銅板和鋁板各一端，然后結(jié)合在一起。這種工藝的成本雖然不高，但是生產(chǎn)效率也不高，而且這種工藝生產(chǎn)的復(fù)合板中間結(jié)合處較脆且中間結(jié)合處的導(dǎo)電性能極不好，受力后也極易斷裂。

1.2 摩擦焊對接型式銅鋁過渡線夾

摩擦焊的工藝的出現(xiàn)彌補閃光焊工藝的不足。這種工藝是將銅棒和鋁棒經(jīng)過高速反向旋轉(zhuǎn)對接結(jié)合到一起，然后沖壓成板，最后進行沖壓成型。這種工藝的性能要優(yōu)于閃光焊產(chǎn)品，且成本與閃光焊相差不大，但有其不足，一般用在6.0mm厚度以下產(chǎn)品的生產(chǎn)加工。

1.3 爆炸焊型式銅鋁過渡線夾

爆炸焊生產(chǎn)的銅鋁復(fù)合板具有很高的結(jié)合強度，所以爆炸焊的線夾具有很好的力學(xué)性能，在折彎、鉆孔、沖孔等深加工時很少出現(xiàn)問題，而且導(dǎo)電和耐熱等方面性能也都很好。但是，爆炸焊工藝受地理、天氣、爆炸后探傷補傷等諸多方面的影響，生產(chǎn)效率不高，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)成本相對較高。

1.4 釬焊型式銅鋁過渡線夾

釬焊線夾的工藝是先用鋁板沖壓成型，然后再用釬料將銅片焊在其上。雖然成本有了較大下降，但是這種工藝有嚴(yán)重缺陷，不耐高溫，當(dāng)溫度達到170度時就會出現(xiàn)銅片脫落現(xiàn)象，銅鋁結(jié)合率不高、結(jié)合強度不夠，批量生產(chǎn)時復(fù)合率只能達到80%左右，易出現(xiàn)剝離現(xiàn)象等。

根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備安全穩(wěn)定運行維護要求，對于電網(wǎng)在運的采用閃光焊、摩擦焊對接工藝的設(shè)備銅鋁過渡線夾，應(yīng)逐步予以更換，在設(shè)備設(shè)計選型階段要選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，載流量及動熱穩(wěn)定性能，應(yīng)符合設(shè)計要求，積極采用先進的銅、鋁焊接工藝的銅鋁過渡線夾，杜絕偽劣產(chǎn)品入網(wǎng)運行。

2 銅鋁過渡線夾斷裂事故

2015年10月21日6時44分，220千伏甲乙變1號主變220千伏側(cè)B相避雷器與導(dǎo)線相連的銅鋁過渡線夾運行中斷裂，導(dǎo)致220千伏1號主變差動保護動作跳開主變?nèi)齻?cè)開關(guān)。

2.1 故障前運行方式

220千伏甲乙變故障前，220千伏I、II母并列運行，1號主變運行于220千伏I母、2號主變熱備用；1號主變帶甲乙變110千伏母線負(fù)荷41MW（故障前），其中110千伏池安441線運行帶靜某變、齊某變負(fù)荷，110千伏池杏442線運行帶杏某變負(fù)荷，110千伏楓池445開關(guān)運行作楓某變備用，110千伏池江446線運行作江某變備用，110千伏池靈447線運行作靈某變備用，110千伏池潘429線運行供紅某變、蓬某變供電，110千伏池殷444線檢修。故障時110千伏靜某變備投雙靜472線，杏某變備投楓杏515線、紅某變、蓬某變遠方備投查紅438線，備投成功，110千伏齊某變備投未成功。甲乙變#1主變跳閘共損失負(fù)荷近28MW，其中甲乙變所供齊某變損失9MW，所供某礦業(yè)等大用戶和民用電器減少負(fù)荷約16.5MW。

2.2 跳閘及恢復(fù)供電處理經(jīng)過

2015年10月21日6時44分21秒14毫秒，甲乙變220千伏#1主變差動速斷動作，故障相別為B相，動作時間6mS，故障電流6600A。6：45調(diào)度監(jiān)控匯報：甲乙變220千伏#1主變差動保護動作跳閘，三側(cè)開關(guān)均已跳開，110千伏杏某變備自投動作成功，110千伏靜某變備自投動作成功。6：47地調(diào)口令監(jiān)控：將220千伏#2主變由熱備用轉(zhuǎn)運行，6：50匯報送電正常，甲乙變恢復(fù)供電，6：51將事故情況簡要匯報省調(diào)、公司有關(guān)負(fù)責(zé)人。

2.3 現(xiàn)場檢查處理情況

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，220千伏1號主變220千伏側(cè)B相避雷器引線線夾型號為“寧SYG-400B”型，初步確認(rèn)為閃光焊對接型式銅鋁過渡線夾。將1號主變220千伏側(cè)避雷器A、B、C三相線夾更換，更換為“SYG-400”型釬焊型式銅鋁過渡線夾（非對接型），并對主變本體進行了常規(guī)例行試驗并進行色譜分析，未發(fā)現(xiàn)異常。

3 銅鋁過渡線夾整改及預(yù)防措施

一是在公司范圍內(nèi)立即組織開展對所轄變電站內(nèi)銅鋁過渡線夾全面排查，落實到責(zé)任班組、責(zé)任人，排查發(fā)現(xiàn)問題，分輕重緩急、立即安排或結(jié)合設(shè)備停電進行整改，重點加強對同批次、同型號線夾整改工作。二是加強基建技改工程銅鋁過渡線夾設(shè)計選型、設(shè)備采購、安裝驗收等階段入網(wǎng)前技術(shù)監(jiān)督檢測工作。嚴(yán)禁采用閃光焊、摩擦焊對接工藝的設(shè)備銅鋁過渡線夾，并加強線夾性能抽檢、送檢工作。三是進一步開展安全大檢查及設(shè)備缺陷隱患治理工作，梳理近年來公司下發(fā)的反措和隱患排查相關(guān)要求，加強對基層班組及一線人員宣貫，落實責(zé)任，對正在開展的安全大檢查及設(shè)備缺陷隱患治理工作進行補課，提升公司反措執(zhí)行和隱患排查水平。

4 結(jié)束語

通過對此次銅鋁線夾設(shè)備斷裂而造成變電站停電事故的分析可知，對電力設(shè)備投運前、投運中的設(shè)計、驗收工作都要給予足夠重視，源頭治理，對設(shè)備的日常運維要做到無隱患運行。這次事故教訓(xùn)也時刻提醒專業(yè)人員加強對運行設(shè)備細節(jié)的重視，努力提高設(shè)備運維的可靠性，保證電力系統(tǒng)健康、安全、穩(wěn)定運行。

參考文獻

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[2]張衡武，李勇.35千伏關(guān)馬線崇高支線設(shè)備線夾燒壞原因分析[J].農(nóng)村電氣化，2015（12）.

作者簡介：楊軍偉（1985-），男，河南周口人，研究生學(xué)歷，工程師，從事電力一次、二次設(shè)備運行維護、檢修管理及安全管理等。