某電廠出線線路T型線夾發(fā)熱的原因分析與處理

冀 鵬

（江蘇華電通州熱電有限公司，江蘇南通226300）

0 引言

某電廠發(fā)電機(jī)組為2×200 MW燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，于2016年12月正式建成并投運(yùn)，按發(fā)電機(jī)-變壓器組單元接線方式接入220 kV廠內(nèi)升壓站內(nèi)。220 kV升壓站采用雙母線接線方式，4回主變進(jìn)線，1回啟備變進(jìn)線，2回出線分別至電網(wǎng)。該電廠出線線路由導(dǎo)線、耐張線夾、三角聯(lián)板、直角掛板固定到龍門架上，通過跳線與站內(nèi)一次設(shè)備進(jìn)行電氣聯(lián)系。

出線線路長期暴露在戶外，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，使得線路設(shè)備易產(chǎn)生銹蝕、磨損和發(fā)熱等問題，其中線夾發(fā)熱是輸電線路運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)的問題之一。在電廠雙機(jī)運(yùn)行高負(fù)荷情況下，T型線夾發(fā)熱問題尤其突出，如不及時(shí)消除，會(huì)影響發(fā)電量的正常輸送，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生熔斷事故，從而造成機(jī)組非停事故。為此，本文重點(diǎn)對(duì)電廠出線發(fā)熱突出點(diǎn)進(jìn)行分析和研究，為日后解決線夾發(fā)熱問題提供一些參考。

1 事故經(jīng)過

2019 年8 月27 日，環(huán) 境 溫 度32 ℃，1/2、3/4號(hào)機(jī)組雙機(jī)運(yùn)行。紅外熱成像如圖1所示，26A7線路A相出線T型線夾處溫度為66.5 ℃，B相熱點(diǎn)溫度為36.8 ℃，C相熱點(diǎn)溫度為35.6 ℃，A相紅外測(cè)溫高出其他兩相約30 ℃。

2019年9月6日，環(huán)境溫度30℃，1/2、3/4號(hào)機(jī)組雙機(jī)運(yùn)行。用紅外成像儀檢查26A7線路A相出線T型線夾最高溫度為65.7 ℃，B、C相溫度為36.2 ℃，其中A相比B、C兩相高出29.5 ℃。

連續(xù)紅外跟蹤觀察26A7線路A相出線T型線夾溫度，發(fā)現(xiàn)未有上升趨勢(shì)，且與其他兩相溫度差維持在30 ℃以下。根據(jù)帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范（DL/T 664—2016），該缺陷判斷為一般缺陷，可選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)停電處理。帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范如表1所示。

2 線夾發(fā)熱機(jī)理

線夾的發(fā)熱量、散熱量受環(huán)境（溫度和濕度）、接頭接觸面狀態(tài)、負(fù)荷以及線夾溫度等因素的影響。發(fā)熱量與散熱量之間有一個(gè)平衡點(diǎn)，如發(fā)熱量大于散熱量，線夾的溫度就持續(xù)上升，線夾發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)甚至肉眼可看到線夾表面發(fā)紅。根據(jù)焦耳定律，電流將電能轉(zhuǎn)化為熱能，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比，計(jì)算公式如下：

圖1 紅外熱成像圖

表1 帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范

式中：Q為產(chǎn)生的發(fā)熱量；I為通過導(dǎo)線的電流；R為導(dǎo)線的接觸電阻；t為電流通電的時(shí)間。

由此可知，導(dǎo)線發(fā)熱必須是有電流通過，而且導(dǎo)線有阻礙電流的作用，即有接觸電阻的存在，電阻越大，線路發(fā)熱量越多。線夾接觸電阻過大的主要原因有：（1）導(dǎo)線與線夾連接螺栓松動(dòng)。（2）線夾內(nèi)導(dǎo)電脂質(zhì)量存在缺陷或者老化。（3）電纜接頭壓接質(zhì)量存在缺陷。

3 原因分析

線夾的發(fā)熱量受環(huán)境、負(fù)荷及線夾本身的影響。根據(jù)熱量的表達(dá)方程：線夾的發(fā)熱量Q=I2Rt可知，線夾發(fā)熱量與電流平方成正比。檢修人員調(diào)取當(dāng)時(shí)電流曲線，發(fā)現(xiàn)三相電流平均為527 A左右，可排除電流對(duì)A相出線T型線夾發(fā)熱的影響。另外，電阻大小由導(dǎo)體性質(zhì)決定，如果線夾存在連接螺栓松動(dòng)、接觸面有毛刺不平、電纜接頭壓接質(zhì)量不良，則接觸電阻會(huì)增大，從而引起線夾發(fā)熱。

現(xiàn)場(chǎng)檢查T型線夾連接狀況，發(fā)現(xiàn)螺栓緊固，不存在松動(dòng)現(xiàn)象；拆解T型線夾對(duì)接引流板，查看接觸面有導(dǎo)電膏發(fā)熱炭化的跡象，但接觸面仍平整光亮，無毛刺；查看對(duì)接引流板接觸面，平整、光亮，說明不存在接觸面處理不當(dāng)?shù)那闆r。T型線夾接觸面如圖2所示，對(duì)接引流板接觸面如圖3所示。

圖2 T型線夾接觸面標(biāo)

圖3 對(duì)接引流板接觸面

檢修人員測(cè)量拆下的鋼芯鋁絞線兩端的絕緣電阻基本為0，用直阻測(cè)試儀測(cè)量兩端直阻值為0.497 mΩ；打開電纜接頭壓接處，檢查壓接牢固，無氧化現(xiàn)象，說明引下線電纜液壓壓接牢固。電纜接頭壓接如圖4所示。

圖4 電纜接頭壓接

綜上所述，判斷A相出線發(fā)熱原因?yàn)門型線夾與出線壓接不牢固導(dǎo)致，所以改接至耐張線夾處。目前，A相運(yùn)行溫度為27 ℃，基本與其他兩相溫度一致。

4 處理經(jīng)過

根據(jù)焦耳定律可知，解決出線線夾發(fā)熱問題的辦法有兩個(gè)方向：（1）減小電阻；（2）減小電流。機(jī)組的發(fā)電量是由省調(diào)控制，電廠本身無法控制，所以只能通過增加引流部件進(jìn)行分流，但實(shí)現(xiàn)過程較為困難。簡單易行的方法是減小接觸電阻，重新打磨線夾接觸面、緊固螺栓、涂抹導(dǎo)電膏，可減小接觸電阻，緩解線夾發(fā)熱問題。

為徹底解決該隱患，本廠在通姜26A7線路停電后，拆解T型線夾對(duì)接引流板，更換新的鋼芯鋁絞線，現(xiàn)場(chǎng)重新壓接電纜頭，打磨耐張線夾接觸面，由原T型線夾改接至耐張線夾處。

5 防范措施

（1）相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)備品備件入庫驗(yàn)收檢查，對(duì)架空線路金具把好入廠質(zhì)量關(guān)，杜絕劣質(zhì)產(chǎn)品。（2）相關(guān)人員嚴(yán)把施工質(zhì)量，螺栓緊固時(shí)必須用力矩扳手緊固，嚴(yán)格按照緊固力矩的數(shù)據(jù)大小施工，引流板光潔面要打磨使其表面光滑，連接耐張線夾。（3）相關(guān)人員跟蹤修后質(zhì)量，在夏季高溫期，及時(shí)測(cè)量發(fā)熱點(diǎn)溫度。聯(lián)系方天來廠開展紅外、紫外檢測(cè)。（4）舉一反三，對(duì)26A8、主變出線等高壓易發(fā)熱部位開展紅外測(cè)溫，做好數(shù)據(jù)對(duì)比分析。

6 結(jié)語

該線路復(fù)役后，持續(xù)對(duì)該區(qū)域內(nèi)溫度變化進(jìn)行紅外跟蹤測(cè)量，26A7線路三相溫度一致，約為27 ℃，相比于異常時(shí)溫升顯著下降。經(jīng)處理后的線路運(yùn)行紅外圖像如圖5所示。

圖5 經(jīng)處理后的線路運(yùn)行紅外圖像

修后線路運(yùn)行正常，各更換的新部件運(yùn)行工況良好，無異常放電、氧化現(xiàn)象，異常發(fā)熱故障經(jīng)更換引流線及線夾措施已經(jīng)被順利消除，運(yùn)行至今，均無異常。