论高压电气设备接头发热故障分析及处理方法

　　摘要：变电所内的各类高压电气设备的接头、线夹和软硬母线等设备间的连接、并接部位以及隔离开关的动、静触头，高压开关柜等，由于制造质量、安装工艺、调试手段、设计不合理等诸多因素的影响，有时会出现不正常的发热现象，如果不及时正确地进行处理，会使故障蔓延扩大。有的会引起燃弧、放电，直至烧断引线；有的会使热量传导至设备内部，直接造成设备损坏。有的会直接危及电力系统的安全稳定运行，后果不堪设想。近几年电力生产中广泛运用各种先进的温度测试设备，如：红外热成像仪、红外线点温仪等，取得了很好的效果，电力设备接头的温度得到了有效监视，接头发热情况得到了及时处理，从而也将会使由于接头发热引发的事故大大减少。对于过热部位的检修处理，如果方法不正确、不彻底，也将会使设备过热部位恶性循环，造成电力设备重复停电，少送负荷，直接影响社会效益、经济效益。
　　关键词：高压；电气设备；故障；处理方法；
　　
　　1、软母线连接、搭接处的过热处理
　　对于此类故障的处理方法有两种，一是开夹检查处理，就是将过热的设备线夹打开检查，如发现过热点，进行处理；二是不开夹检查处理，就是将过热的线夹固定螺丝紧固一遍。以上这两种方法都存有一定弊病。如果草率的把线夹打开，而过热点又不在内部，这就造成不必要的工作；如果贪图省事，把应打开检查的线夹不开夹，而过热点确在内部，只是简单的紧固线夹螺丝，这样的紧固如果用力过度，有时会造成线夹机械变形或者过死点，使接触部位出现缝隙，反而造成接触更不紧密，结果适得其反，给安全运行留有隐患。从2006年开始，我厂所辖变电所运用了红外成像仪进行高压电气设备进行温度情况监测，共发现了软母线发热情况7起，其中二次是母线引下线连接处发热，其余五次是由于线路阻波器与软母线连接处发热；经过检查发现母线引下线发热是由于安装人员没有规范执行安装工艺及设备线夹的制造质量不良引起，而线路阻波器与软母线连接处是由于阻波器连接铝板与设备线夹规范不统一引起，且随着电力光缆的普遍使用，线路阻波器已基本无人使用，因此设备也就缺乏正常的维护。因此我认为正确的处理方法，应该按以下步骤进行：
　　(1)检修前首先查看测温数据的最高温度值，查看运行记录，了解通过此过热点的最高负荷电流，如果有进行红外成像，应通过红外图片进行分析判断发热点及发热原因。
　　(2)在进行检修工作时细心观察过热线夹的外部现象，如颜色、气味、烧痕、内外部接触缝隙、螺丝的紧固强度和均匀程度等。
　　(3)检查过热部位线夹与导线的金属材料、结构和尺寸，是否铜铝压接，导线的截面积与线夹所选型号是否配套一致，然后确定开夹或不开夹的检修方案。
　　(4)闲置没有用的线路阻波器建议在此间隔设备检修时进行拆除，这样也就减少了一个不必要的发热点（温州局已经有明确规定要求通讯部门安排拆除）。
　　(5)如发现是由于设备线夹使用不规范，应选择合适的设备线夹进行更换。
　　
　　2、硬母线的搭接、连接处过热处理
　　这种过热现象，经常会发生在户外变压器的套管、断路器、隔离开关、电流互感器的接线柱上以及户内高压开关柜的隔离开关、电流互感器、开关连接处。它们共同的特点多为在硬母线上开圆孔，用螺栓压接而形成线或面接触。从2006年以来，发现此类发热情况一共有10多起，从发热原因分析主要是使用螺栓不规范引起，有的是螺栓没有加装弹簧垫、有的是使用螺栓的大小不一样，最多的是由于螺栓的压紧力不够引起。通常的处理方法是将过热处拆开，处理放电烧伤痕迹，重新配上螺栓并加备母（防松）。处理步骤是：
　　(1)对于烧伤较轻的可以将铝、铜排与导电棒表面的烧痕处理平整，清除硫化物和氧化物后，用合格的螺母上紧并锁紧备母。
　　(2)对于烧伤严重或重复过热的部位，因为铜、铝排的接触面已经多次烧伤且接触面的结构分子已经离散疲劳，电阻率成倍增大，这时就应更换新母线或进行表面镀银处理。对于开孔尺寸与导电棒直径有误差的，一定要按标准重新开孔打眼。对于电流互感器等压接部位只有一个孔能改成两个眼的，就改成两个眼，使接触压力更为合理；对于电缆出线的开关柜出线母排建议用二排夹接使出线接触面加大，同时也使接触压力更加合理减少发热可能性。
　　
　　3、隔离开关动、静触头的过热处理
　　隔离开关的接触过热、接线柱过热情况较为复杂。其中有制造质量的问题，如触指及触指弹簧和导电带、软连接的材料不合格、装配工艺差，更多见于安装、调整、检修不当等原因，也有由于设计容量不够（隔离开关输送容量一般为不超过额定容量的50%为宜）。从2006年以来，我厂所辖变电所共发生由于隔离开关动、静触头发热的故障有9次，主要是由于地处山区，水电开发迅速而送出设备容量不变，在丰水期输送大容量时发生，此时处理意见为更换大容量隔离开关，如果在输送小电流时发生过热现象的处理步骤：
　　(1)依靠红外图片进行分析判断发热点及初步判断发热原因。
　　(2)从外向里查找，找出发热点和传热点。
　　(3)将静触头拆开并分解，检查静触头内表面与导电杆接触部分是否有放电痕迹、氧化物，固定螺母是否松动，弹簧垫是否退火老化，最后清除氧化物，磨平烧痕，复装锁紧螺母。
　　(4)将动触头整体分解，清除动触头表面烧痕及氧化物，检查触指弹簧是否退火变形，检查触指与内部接触面有无烧痕及氧化物，更换烧伤严重的触指和弹簧，更换老化的螺栓和弹簧垫，最后按工艺标准要求顺序复装。
　　(5)接线柱的过热，要解体接线柱与铝帽内的转动连接部分，接触软连接的接触表面有无烧伤痕迹和氧化物，固定螺丝是否松动、滑丝，弹簧垫圈是否老化断裂，然后进行表面处理和更换部件。
　　(6)整体复装后，要按标准进行调整试验，项目包括：动、静触头的接触深度和面积，接触电阻。测试仪器要选用直流电流为100A及以上的接触电阻测试仪，隔离开关接触电阻符合标准。
　　4、设备线夹的过热处理
　　此类发热情况主要由于变电所的投运时间较长，原来安装使用的设备线夹一般为螺栓紧固式，在以后的检修维护中缺乏经验，使得由于时间久经过多次热胀冷缩，螺栓紧固度不够或线夹内部氧化程度严重而导致设备线夹发热情况普遍发生。2006年来，我厂所辖变电所共发生6次，一般情况为在输送大电流时发生，为了更好地保证在以后不再重复发生此类发热故障，我们均采用更换设备线夹为压接型。
　　5、封闭式高压柜的过热监测与处理
　　以上各种高压电气设备的发热情况均可采用红外成像仪、红外线点温仪等进行监测，接头发热情况也得到了及时处理，但封闭式高压柜在运行中不能打开，因此无法测量运行中开关柜内各触头的实际温度。密封式开关柜内接头发热事故在近几年有增长的趋势，已经成为严重影响安全生产的难题。结合生产实践，我们发现接头发热事故主要发生在负荷较重的10kV小车式封闭开关柜内，开关柜的一次设备分布在3个相互独立的隔室内，分别是开关室、母线室、出线室。所有隔室呈封闭状态。由于发热点在密封柜内，运行中的柜门禁止打开，值班人员无法通过正常的监视手段发现发热缺陷。发热严重时接头会变红甚至熔断，直接造成生产事故。
　　密封高压开关柜内的接头发热是生产中的难题，通过采取各种措施，如：实行检修人员责任制，更新老旧设备，改进接头的连接、安装工艺等，可以大大减少接头发热事故，但是从目前的设备状况看要想完全避免接头发热事故也是不现实的。于是希望通过监视的方法，提前发现开关柜内设备接头发热的迹象，以便采取措施，防止出现恶性事故。现在经常使用的柜内接头发热监视方法主要有：在接头粘贴测温蜡片；手摸柜门感知柜内温度；通过异常气味发现设备过热；通过异常音响发现设备过热等。粘贴测温蜡片是室外接头常用的测温法，用在封闭柜内有很大局限性，大部分接头通过柜门的观察窗看不到，只能在开关停电检修时检查接头有无过热情况，对预防事故作用不大。手摸柜门的方法可大概判断温度有无异常，有很大的随意性与偶然性。总之，通过综合应用以上几种方法可以大概判断开关柜内有无接头发热故障，但是不科学、不严谨，对无人值班的变电站、开闭站无实用价值。从有关资料上了解到的方法是在每台开关柜内安装一个温度传感器，如果空气温度达到规定值即发出报警信号；或是柜内空气温度与环境温度差值到规定值时即报警。这一测温方法温度传感器安装方便简单，运行可靠，投入较小。我们不妨在开关柜订货时将此要求作为一个要求来实时监视开关柜内接头温度还是必要的。总结以上分析看出，通过监视柜内空气温度来间接监视柜内接头的运行状况是可行的，完全可以起到预防接头事故的目的。
　　6、结束语
　　综上所述，对变电站高压设备的过热处理，决不能掉以轻心，麻痹大意，要以严肃负责的态度，科学合理的方法，标准规范的工序，严谨细致的工艺，认真彻底地进行检修处理。只有这样，才能确保电网安全运行。
　　参考文献：
　　［1］户内高压开关柜订货技术条件，DL404—91.中华人民共和国行业标准
　　［2］变电站液压型设备线夹技术条件浙江省电力公司标准
　　［3］电气设备检修技术问答中国电力出版社发行部
　　［4］发电厂变电所电气设备检修(上、中、下)中国水利水电出版社

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