氯堿裝置中電氣設(shè)備連接不良引發(fā)故障的原因及預(yù)防措施

耿慶魯，王文武

(1.德州實(shí)華化工有限公司，山東 德州 253007；2.錦西化工研究院有限公司，遼寧 葫蘆島 125000)

在氯堿企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，高壓電氣設(shè)備能否安全可靠運(yùn)行直接影響到氯堿企業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。事實(shí)上，在電氣設(shè)備運(yùn)行中，由于種種原因，可能導(dǎo)致高低壓配電設(shè)備和線路出現(xiàn)斷線、缺相以及接頭發(fā)熱等故障，甚至燒壞母線、斷路器、變壓器、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備，從而影響氯堿生產(chǎn)的正常運(yùn)行，尤其是配電回路中的各個(gè)連接點(diǎn)是故障的多發(fā)部位。

從長(zhǎng)期運(yùn)行來(lái)看，電氣設(shè)備與配電線路的連接不良，出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象是造成故障的主要原因。因此，筆者針對(duì)各類電氣設(shè)備連接點(diǎn)不良所引發(fā)的故障原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施和整改方案，以便減少電氣故障的發(fā)生。

1 電氣設(shè)備連接的基本要求

(1)連接要接觸緊密、穩(wěn)定性好，接頭電阻一般是小于同截面、同長(zhǎng)度導(dǎo)線電阻的1.2倍。

(2)接頭要牢固，其機(jī)械強(qiáng)度大于同截面導(dǎo)線的80%。

(3)接頭應(yīng)耐腐蝕，導(dǎo)線之間焊接時(shí)，應(yīng)清理干凈，防止殘余熔劑、熔渣的化學(xué)腐蝕。

(4)銅鋁導(dǎo)線連接時(shí)，應(yīng)采用銅鋁過(guò)渡連接管或連接板，并采取措施防止受潮、氧化及鋁銅之間產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。

(5)接頭恢復(fù)的絕緣強(qiáng)度應(yīng)保持與原導(dǎo)線一致。

2 電氣設(shè)備連接點(diǎn)的可靠連接問(wèn)題

2.1 各種連接點(diǎn)的分析

氯堿企業(yè)內(nèi)的配電線路常常出現(xiàn)各種不同的電氣設(shè)備與線路的電氣連接，一般設(shè)備接線端子為銅質(zhì)，而線路有銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線，當(dāng)出現(xiàn)連接點(diǎn)為銅鋁連接且連接不規(guī)范時(shí)，將直接影響配電回路的安全運(yùn)行，可能會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱、打火、短路、斷線等事故隱患。

接點(diǎn)連接主要有以下方面。

2.1.1 在高壓配電線路中的連接點(diǎn)

(1)高壓引下線與跌落式熔斷器接線端的連接點(diǎn)。

(2)高壓引下線與隔離開(kāi)關(guān)接線端的連接點(diǎn)。

(3)高壓引下線與避雷器接線端的連接點(diǎn)。

(4)高壓引下線與高壓計(jì)量器接線端的連接點(diǎn)。

(5)高壓引下線與變壓器接線端的連接點(diǎn)。

(6)高壓引下線與電容補(bǔ)償器接線端的連接點(diǎn)。

(7)高壓柜出線回路與高壓電纜頭接點(diǎn)的連接。

(8)變壓器接線端與高壓電纜頭接點(diǎn)的連接。

(9)高壓電動(dòng)機(jī)與高壓電纜頭接點(diǎn)的連接。

(10)變壓器高低壓側(cè)母排與變壓器接線端的連接點(diǎn)。

(11)高壓柜內(nèi)母排與斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)。

(12)整流變壓器與整流柜之間交流銅排的連接點(diǎn)。

(13)整流柜與電解槽之間直流銅排的連接點(diǎn)。

2.1.2 在低壓配電線路中的連接點(diǎn)

(1)變壓器低壓側(cè)接線柱與低壓電纜的連接點(diǎn)。

(2)變壓器低壓側(cè)接線柱與低壓柜母排的連接點(diǎn)。

(3)變壓器低壓側(cè)N線與低壓柜N排的連接點(diǎn)。

(4)低壓電纜與低壓柜空氣開(kāi)關(guān)和接觸器的連接點(diǎn)。

(5)低壓電纜與低壓電動(dòng)機(jī)的連接點(diǎn)。

(6)低壓柜內(nèi)部母排與空氣開(kāi)關(guān)和接觸器的連接點(diǎn)。

2.2 連接點(diǎn)不規(guī)范是造成線路故障的原因

在電氣施工和維護(hù)中，當(dāng)為銅鋁連接點(diǎn)連接時(shí)，沒(méi)選用銅鋁過(guò)渡線鼻子、銅鋁過(guò)渡設(shè)備線夾或銅鋁過(guò)渡并溝線夾等連接金具連接，而采用全鋁或全銅金具連接或不使用連接金具、直接纏繞對(duì)接而長(zhǎng)期運(yùn)行，這將會(huì)造成連接點(diǎn)氧化、過(guò)熱等銅鋁連接故障的發(fā)生，將會(huì)在連接點(diǎn)產(chǎn)生虛接、發(fā)熱、放電、打火、斷線等現(xiàn)象，造成線路缺相，三相電壓不平衡，變壓器、電動(dòng)機(jī)等電力設(shè)備被燒壞，甚至出現(xiàn)高壓線路大面積停電，影響氯堿生產(chǎn)的正常運(yùn)行，會(huì)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失。

在中性點(diǎn)接地的380V/220V三相四線制低壓配電線路中，如果銅鋁連接不規(guī)范，長(zhǎng)期運(yùn)行可能發(fā)生相線虛接或斷線，使該相電壓降低，另兩相電壓升高，造成電動(dòng)機(jī)不能正常工作，甚至發(fā)生由于缺相而燒壞電動(dòng)機(jī)的事故。

如果中性線N線虛接或斷線，由于三相四線制系統(tǒng)中各相負(fù)荷不可能平衡，將會(huì)產(chǎn)生中性點(diǎn)漂移，使相線電壓產(chǎn)生嚴(yán)重的三相不平衡，相線負(fù)荷小的相電壓升高，嚴(yán)重時(shí)燒壞電氣設(shè)備；相線負(fù)荷大的相電壓降低，設(shè)備不能正常工作。此時(shí)中性線電壓不再為零，而是呈現(xiàn)較高的電壓，使設(shè)備外殼帶電，嚴(yán)重威脅人身安全。

連接點(diǎn)產(chǎn)生故障的原因主要如下。

(1)當(dāng)材質(zhì)相同時(shí)，壓接面不平，氧化層處理不干凈。

(2)當(dāng)材質(zhì)相同時(shí)，壓接面壓接螺栓少，或壓接螺栓小，造成壓接緊度不夠。

(3)當(dāng)材質(zhì)相同時(shí)，壓接面壓接時(shí)沒(méi)有涂抹凡士林(防止在空氣中氧化)。

(4)當(dāng)材質(zhì)相同時(shí)，壓接面壓接面積不夠，導(dǎo)電截面小造成發(fā)熱。

(5)當(dāng)材質(zhì)不同時(shí)，銅鋁材質(zhì)是兩種化學(xué)性質(zhì)不同的金屬材料，在長(zhǎng)期運(yùn)行中，由于連接的接觸面處于自然界環(huán)境中，與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，尤其是在霧霾、雨雪天氣時(shí)，會(huì)在銅鋁接觸面產(chǎn)生電池效應(yīng)，形成一種電勢(shì)，該電勢(shì)可以使銅鋁兩種不同材料產(chǎn)生電解反應(yīng)，生成三氧化二鋁，使銅鋁連接處接觸電阻增大，最終導(dǎo)致兩種材料不能良好連接，造成連接點(diǎn)虛接、過(guò)熱、打火、放電現(xiàn)象，甚至斷線故障。

3 解決連接點(diǎn)接觸不良造成故障的措施

3.1 電氣設(shè)備連接金具型號(hào)與導(dǎo)線型號(hào)不匹配的分析

連接金具的型號(hào)與導(dǎo)線型號(hào)選用不一致，會(huì)給線路運(yùn)行埋下嚴(yán)重的事故隱患，主要包括如下4個(gè)方面。

(1)在線路主線與分支導(dǎo)線或電纜的連接點(diǎn)處，一般線路主線線徑較大，而分支導(dǎo)線或電纜徑較細(xì)，并溝線夾或壓接管等連接金具的型號(hào)不合適、連接不匹配。

(2)在高壓線路的引下線與電力變壓器、跌落開(kāi)關(guān)、隔離刀閘、避雷器、計(jì)量互感器、無(wú)功電容補(bǔ)償器等設(shè)備接線柱的連接點(diǎn)處，選用的設(shè)備線夾或壓線鼻子不合適、型號(hào)不匹配。

(3)線路電纜頭鼻子或設(shè)備線夾與主線、母排及設(shè)備容量不匹配，造成載流量不夠。

(4)沒(méi)有選用正規(guī)廠家生產(chǎn)的連接金具，實(shí)際載流量較小，與連接金具型號(hào)規(guī)格不一致。

3.2 電氣設(shè)備連接金具型號(hào)與導(dǎo)線型號(hào)不匹配造成故障的原因分析

在電氣設(shè)備的連接中，設(shè)備連接金具與導(dǎo)線型號(hào)不匹配，如果選用型號(hào)過(guò)小，接觸面積就小、載流量不夠；如果選用型號(hào)過(guò)大，接觸壓接力就小，會(huì)產(chǎn)生虛接、連接點(diǎn)不實(shí)，長(zhǎng)期運(yùn)行將會(huì)造成連接點(diǎn)過(guò)熱、打火或者斷線，以致線路缺相運(yùn)行，而使運(yùn)行中的變壓器、電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備燒毀。

3.3 解決電氣設(shè)備連接金具型號(hào)與導(dǎo)線型號(hào)不匹配造成線路故障的措施

在配電線路施工和維修中，必須嚴(yán)格按照導(dǎo)線型號(hào)選用正規(guī)、匹配的并溝線夾、壓接管、設(shè)備線夾或壓線鼻子等連接設(shè)備金具，壓接或連接前將接觸面清理干凈，并涂抹導(dǎo)電膏，使連接點(diǎn)可靠連接，確保油井線路能夠可靠、安全運(yùn)行。

4 嚴(yán)格執(zhí)行安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)，避免電氣設(shè)備連接不良

4.1 施工安裝工藝不標(biāo)準(zhǔn)的探究

配電線路的施工必須嚴(yán)格執(zhí)行電業(yè)安裝工藝，如果安裝不規(guī)范，不按電業(yè)安裝標(biāo)準(zhǔn)操作或缺乏配電線路安裝工藝知識(shí)，長(zhǎng)時(shí)間在大自然及外力的影響下，將會(huì)由于連接點(diǎn)磨損、受力等造成線路接地、短路等電氣故障的發(fā)生。

(1)在線路終端緊線時(shí)，高壓線路與耐張線夾連接段沒(méi)有纏繞鋁包帶或?qū)⒛蛷埦€夾裝反。

(2)架空裸導(dǎo)線在針式瓷瓶上綁扎安裝時(shí)，不纏繞鋁包帶、綁扎圈數(shù)不夠標(biāo)準(zhǔn)或綁扎力度不夠造成綁扎不牢固。

(3)架空線路在轉(zhuǎn)角、耐張或跳線時(shí)，導(dǎo)線與導(dǎo)線的連接引線過(guò)短而受力，或連接引線過(guò)長(zhǎng)而松弛。

(4)高壓線路的引下線與電力變壓器、跌落熔斷器、隔離刀閘、無(wú)功電容補(bǔ)償器等設(shè)備接線柱連接時(shí)，連接引線過(guò)短而受力，或連接引線過(guò)長(zhǎng)而松弛。

(5)在線路中，有的連接點(diǎn)沒(méi)有經(jīng)過(guò)針式瓷瓶等支持金具固定直接連接而產(chǎn)生受力，長(zhǎng)期在大風(fēng)的擺動(dòng)影響下造成斷線。

(6)在電纜終端與架空線路或與變壓器、斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)等設(shè)備連接時(shí)，沒(méi)有安裝電纜支架，而使電纜頭與架空線路或與變壓器、斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)等設(shè)備的連接點(diǎn)受力。

4.2 施工安裝工藝不標(biāo)準(zhǔn)造成線路故障的原因

配電線路在施工架設(shè)中，由于安裝不規(guī)范，沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行電業(yè)安裝工藝要求，不按電業(yè)安裝標(biāo)準(zhǔn)操作或缺乏電氣線路安裝工藝知識(shí)，出現(xiàn)以上線路連接點(diǎn)不可靠，長(zhǎng)時(shí)間在大自然及外力的影響下，將會(huì)造成線路引線磨損、綁扎脫落、受力斷頭、松弛、打火；長(zhǎng)期在隱患狀態(tài)下運(yùn)行，最終將造成線路斷線、接地、短路等電氣故障的發(fā)生。

4.3 避免施工安裝工藝不標(biāo)準(zhǔn)造成線路故障的措施

通過(guò)對(duì)配電線路施工安裝工藝不標(biāo)準(zhǔn)的探究，掌握了造成配電線路故障的原因。為確保油井線路的安全可靠運(yùn)行，杜絕由于安裝不規(guī)范、工藝不標(biāo)準(zhǔn)而留下的安全隱患，電氣線路施工人員應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)電氣線路安裝工藝知識(shí)，持證上崗，嚴(yán)格按照電業(yè)安裝標(biāo)準(zhǔn)操作，絕不留下線路運(yùn)行安全隱患。

5 預(yù)防電氣設(shè)備連接點(diǎn)熱故障的對(duì)策[1]

(1)防氧化。設(shè)備接頭的接觸面要進(jìn)行防氧化處理，應(yīng)優(yōu)先采用電力復(fù)合脂 (導(dǎo)電膏)代替凡士林。

(2)金具質(zhì)量。母線及設(shè)備線夾金具要選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，載流量及動(dòng)熱穩(wěn)定性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。特別是設(shè)備線夾，應(yīng)采用銅鋁過(guò)渡產(chǎn)品，堅(jiān)決杜絕使用偽劣產(chǎn)品。

(3)接觸面處理。可采用銼刀把接頭接觸面嚴(yán)重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔，但應(yīng)注意母線加工后的截面減少值：銅質(zhì)不超過(guò)原截面的3%，鋁質(zhì)不超過(guò)5%。

(4)緊固壓力控制。鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)小，當(dāng)螺母的壓力達(dá)到某個(gè)臨界壓力值、超過(guò)材料的強(qiáng)度值后，若繼續(xù)增加壓力，會(huì)造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減小，接觸電阻增大。因此，緊固時(shí)應(yīng)用力矩扳手緊固，防止壓力過(guò)大。

6 加強(qiáng)電氣接觸點(diǎn)溫度的安全監(jiān)控

電氣連接點(diǎn)無(wú)論施工安裝質(zhì)量如何高，由于載流運(yùn)行中各種因素的影響，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間難免會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)、接觸電阻增加，導(dǎo)致接點(diǎn)發(fā)熱增多，引發(fā)發(fā)熱故障，甚至引發(fā)火災(zāi)事故。因此，實(shí)際運(yùn)行中常用下列措施對(duì)重要電氣連接點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)加以監(jiān)控，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維修。

(1)安置試溫材料。即對(duì)接頭粘貼示溫蠟片，涂刷示溫變色漆，利用試溫材料隨接頭溫度上升顏色變化來(lái)確定接頭是否產(chǎn)生高溫，從而判斷接頭接觸狀況。

(2)設(shè)置點(diǎn)溫計(jì)。對(duì)于非常重要的接頭，常常安裝溫度計(jì)，通過(guò)顯示接頭溫度，直接反映接頭接觸狀況，如使用半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì)。

(3)紅外線測(cè)溫。這是一種對(duì)接頭進(jìn)行非接觸式測(cè)溫監(jiān)控的方法，可長(zhǎng)時(shí)間或臨時(shí)對(duì)接頭進(jìn)行檢測(cè)。

(4)觀察法。觀察接頭附近熱氣流產(chǎn)生及上升情況，觀察接頭處霜、雪熔化情況，觀察雨中接頭局部干燥和蒸汽升騰情況等。

7 結(jié)語(yǔ)

在氯堿企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，負(fù)荷較大，設(shè)備較多，電氣連接形式多種多樣，新的先進(jìn)方法也越來(lái)越多，但電氣連接的一些基本形式、要求和安全措施都是一樣的。

筆者通過(guò)對(duì)配電線路與電氣設(shè)備可靠連接的分析，找出造成配電線路故障的原因，為避免電氣設(shè)備連接不良引發(fā)的故障，提出了預(yù)防措施，減少電氣設(shè)備連接不良引發(fā)的故障，為氯堿企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)提供保證。