輸變電設(shè)備電連接發(fā)熱故障分析

乙朋

摘要：輸變電設(shè)備電連接部位接觸性能的主要因素有接觸壓力、接觸面積、環(huán)境溫度、氧化膜厚度與防護(hù)材料涂覆等情況。當(dāng)接觸電阻過大時，電流產(chǎn)生的大量焦耳熱會使接觸表面金屬發(fā)生軟化、粘結(jié)，影響接觸性能?；诖?，本文筆者就輸變電設(shè)備電連接發(fā)熱故障進(jìn)行簡要闡述。僅供業(yè)內(nèi)同行參考。

關(guān)鍵詞：輸變電設(shè)備;電連接;發(fā)熱故障;

1 輸電設(shè)備與變電設(shè)備概述

輸電設(shè)備與變電設(shè)備都是電網(wǎng)中的重要組成結(jié)構(gòu)，其設(shè)備構(gòu)成的部分可分為輸電網(wǎng)與變電網(wǎng)。其中，輸電網(wǎng)主要是負(fù)責(zé)輸送電力，其組成部分包括輸電線路、供電的發(fā)電站以及相匹配的其他設(shè)備等，輸電網(wǎng)也是保證供電穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)，具有覆蓋范圍廣及檢修工作量大的特征;變電網(wǎng)則是負(fù)責(zé)改變電力系統(tǒng)中輸送電力的電壓，在必要時變電網(wǎng)還可直接切斷電壓，輸變電設(shè)備電連接作為配電與輸電的一個集結(jié)點，直接影響著供電的安全性，溫度是反映電纜運行狀態(tài)十分重要的參數(shù)，當(dāng)電纜處在非正常的過熱狀態(tài)會加速電纜的絕緣老化，甚至?xí)l(fā)生熱擊穿。電纜發(fā)熱情況不僅與電纜本身的參數(shù)相關(guān)，也取決于電纜的接地、布置或排列方式，在通流相同的情況下，不同的接地、布置方式所引起的電纜發(fā)熱會有較大差異。

2 輸變電設(shè)備電連接發(fā)熱故障

2.1 制造安裝維護(hù)不滿足要求

部分設(shè)備廠家制造時未充分考慮接觸面，搭接面的螺紋深度較深，無法有效接觸。圖1為所示為檢修現(xiàn)場遇到的發(fā)熱缺陷照片，電連接部位為螺紋型樣式，且螺紋較深，無法用傳統(tǒng)方法進(jìn)行打磨處理，接觸電阻過大而發(fā)熱。

主要有：安裝螺栓沒有打力矩，造成壓緊力不夠;部分接觸面存在磨損或氧化未及時開展檢修;檢修過程中未涂敷防護(hù)材料或涂敷過多的防護(hù)材料;電連接部分采用螺栓搭接而不是性能更可靠的壓接。

2.2 防護(hù)材料選用不當(dāng)

目前，一般采用常規(guī)的凡士林、導(dǎo)電膏或者電力復(fù)合脂作為防護(hù)材料。凡士林能夠減少接觸面之間的摩擦，但凡士林不含導(dǎo)電介質(zhì)，不能有效降低接觸面的接觸電阻，減少發(fā)熱，而且滴點很低，在高溫環(huán)境中容易液化。導(dǎo)電膏在一定程度上可降低接觸電阻，但是導(dǎo)電膏中的金屬導(dǎo)電介質(zhì)，暴露在空氣之中很容易發(fā)生氧化，時間一長就會使導(dǎo)電膏氧化變硬，在電連接部位形成氧化膜，而且這種氧化膜非常難以消除，成為新的發(fā)熱隱患。尤其是市場上導(dǎo)電膏的種類五花八門，質(zhì)量參差不齊，質(zhì)量差的導(dǎo)電膏更容易導(dǎo)致電連接發(fā)熱。電力復(fù)合脂以礦物油、合成脂類油、硅油等作基礎(chǔ)油，經(jīng)皂化、增稠，加入導(dǎo)電、抗氧、抗腐、抑弧等特殊添加劑，再研磨、分散、改性，精制成軟狀膏體，可改善電接觸性能，也稱為電接觸導(dǎo)電膏。目前市場上電力復(fù)合脂一般分為5大類：可動電接觸型、高溫固定電接觸型、超高溫電接觸型、寬溫電接觸型和滅弧電接觸型，現(xiàn)場若電力復(fù)合脂選型不當(dāng)、技術(shù)參數(shù)不符合標(biāo)準(zhǔn)或者涂敷方式不當(dāng)也會導(dǎo)致電連接部位發(fā)熱。

2.3輸變電設(shè)備運行環(huán)境差

戶外輸變電設(shè)備電連接部位經(jīng)常運行在雨、雪、冰凍、日曬等惡劣大氣環(huán)境下，而且部分戶外輸變電設(shè)備附近有電鍍廠、棉絮廠等污染企業(yè)，部分輸變電設(shè)備甚至處于高溫、高濕、高鹽霧的濕熱海洋性氣候環(huán)境下，在電連接部位會產(chǎn)生氧化臟污和電化學(xué)腐蝕，容易導(dǎo)致發(fā)熱。

3 輸變電設(shè)備電連接發(fā)熱故障處理措施

3.1 重視制造安裝維護(hù)工藝

督促制造廠及安裝運檢人員提高工藝水平，加強設(shè)備投運前的驗收關(guān)，檢查緊固螺栓的緊固情況。加強紅外測溫及時跟蹤溫度變化，開展輸變電設(shè)備檢修周期管理，運行年限漸久和發(fā)熱缺陷頻發(fā)的輸變電設(shè)備要縮短檢修周期。通過大修或技改工程將采用螺栓搭接的電連接部分改造為性能更可靠的壓接。

3.2使用可靠的防護(hù)材料

在處理輸變電設(shè)備電連接發(fā)熱問題上，傳統(tǒng)的防護(hù)材料存在先天的不足，可使用質(zhì)量可靠的導(dǎo)電膏或者電力復(fù)合脂作為新型防護(hù)材料。新型電力復(fù)合脂一般選用皂基作為稠化劑，通過加入炭黑提高脂的滴點和電導(dǎo)率，具有優(yōu)異的抗鹽霧性能、耐腐蝕性能、抗磨性能。輸變電設(shè)備電連接部位因為加工工藝原因，從細(xì)微結(jié)構(gòu)來看，表面是凹凸不平的，實際有效接觸面只占整個接觸面的一小部分，金屬表面的氧化膜使有效接觸面積更小。將電力復(fù)合脂涂覆于電連接部位，使其填充到電接觸面的縫隙中，可以降低結(jié)合面粗糙結(jié)構(gòu)，增大實際接觸面積。電力復(fù)合脂中細(xì)微的導(dǎo)電粒子在連接預(yù)緊時有一定的去膜作用，有效打破接觸面上的金屬氧化層，減少接觸電阻，減少接觸點發(fā)熱。同時，涂覆電力復(fù)合脂后可起到密封阻隔作用，可以有效防止腐蝕性物質(zhì)、雨水腐蝕和電偶腐蝕，根據(jù)隧道效應(yīng)等理論，在電接觸面涂覆電力復(fù)合脂后能增強導(dǎo)電性能，減少電阻損耗，提高連接處的導(dǎo)電性，降低電連接部位溫升。DL/T5161.4—2018電氣裝置安裝工程質(zhì)量檢驗及評定規(guī)程規(guī)定接觸面應(yīng)根據(jù)廠家技術(shù)要求涂電力復(fù)合脂。在處理輸變電設(shè)備發(fā)熱故障時可參考DL/T373—2019電力復(fù)合脂技術(shù)條件進(jìn)行電力復(fù)合脂的選型，同時要嚴(yán)格執(zhí)行電力復(fù)合脂涂敷的工藝，防止出現(xiàn)涂敷過少或過多情況。

3.3 改善輸變電設(shè)備運行環(huán)境

輸變電設(shè)備規(guī)劃階段要與政府部門溝通好，盡量避開高污染區(qū)域。輸變電設(shè)備投運后，附近又有電鍍廠、棉絮廠等污染企業(yè)進(jìn)駐的，可考慮后期改造過程中選用耐污染級別的產(chǎn)品。條件允許的話，甚至可改造為戶內(nèi)或半戶內(nèi)形式，改善輸變電設(shè)備的運行微環(huán)境。

3.4 電連接部位發(fā)熱故障的處理步驟

（1）用砂布或鋼絲刷打磨接觸面，去除毛刺、較大的麻點、油污和氧化膜，使接觸面保持平整和清潔。若電連接部位有鍍銀，接觸面無發(fā)黑現(xiàn)象，只需用無水酒精或丙酮擦拭，若鍍銀層發(fā)黑，可用工業(yè)百潔布或金相砂布輕輕打磨。（2）接觸面打磨后再用干凈的紗布蘸無水酒精擦拭干凈，待揮發(fā)后均勻涂上一層電力復(fù)合脂，涂敷工具應(yīng)保持清潔，電力復(fù)合脂涂抹后應(yīng)用油灰刀刮平，但涂層厚度應(yīng)保持在0.1-0.2mm左右，電力復(fù)合脂應(yīng)均勻涂在有效搭接接觸面內(nèi)，而且不可涂得太厚。（3）將接觸面重合，將螺帽擰緊，緊固時用力矩扳手并施加規(guī)定力矩，不能出現(xiàn)夾緊力不夠，也不能使接觸面過緊而變形。（4）用電阻測試儀測量電連接部位的接觸電阻，處理后的電阻值應(yīng)小于規(guī)定值。

結(jié)束語

綜上所述，輸變電管理工作是較為重要的一項工作，因此，要提高輸變電設(shè)備制造安裝維護(hù)工藝，參考DL/T373—2019電力復(fù)合脂技術(shù)條件進(jìn)行電力復(fù)合脂的選型，盡可能改善輸變電設(shè)備的運行環(huán)境，這些措施可減少輸變電設(shè)備電連接部分的發(fā)熱缺陷數(shù)量，提高電連接部位的可靠性和穩(wěn)定性。

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