避免電網電氣設備接頭過熱的施工措施探討

陳平

【摘 要】電網運行過程中，電氣設備與導電體相連接的接頭出現發熱現象較為普遍，若不采取有效措施進行預防或控制，就極有可能會導致嚴重事故的發生，甚至可能僅僅是為了一個接頭發熱點的處理，就會導致變電站失壓、電網運行中斷，可以說接頭發熱現象的危害性是極大。本文對電網電氣設備接頭發熱問題展開深入探討。

【關鍵詞】電網運行；電氣設備；接頭發熱；相關問題分析

電力網是由若干個電器設備組合而成的，這就產生了電器設備之間相互連接的問題，受諸多因素的影響，在設備接頭連接處存在接觸電阻。如果接觸電阻超出一定的數值，就會嚴重降低設備的載流能力，同時還會在電氣設備連接處產生熱效應，直至產生故障和障礙。有效降低電力設備連接處的接觸電阻，防止接頭處發熱，是電力企業的重要工作之一。

1 設備接頭發熱的原因

根據生產實踐經驗的積累可知，引起電網電氣設備接頭發熱現象的原因主要有：

1.1 連接金具接觸面處理不佳

無論是接線端子或連接管，由于生產或保管條件影響，管體內壁常有雜質、毛刺和氧化層存在，鋁表面極易生成一層堅硬而又絕緣的氧化鋁薄膜，使鋁導體的連接比銅導體的連接更加麻煩。造成連接發熱的主要原因除機具、材料性能因素外，關鍵是工藝技能。施工人員不了解連接機理，沒有嚴格按照工藝要求操作，就會造成連接處達不到要求的電氣和機械強度。設備實際運行證明，當壓接金具與導線的接觸面愈清潔，在接頭溫度升高時，所產生的氧化膜就愈薄，接觸電阻就愈小，自然接頭發熱的可能性就愈低。

1.2 導體損傷

交聯電纜絕緣層強度較大、剝切困難，施工人員使用電工刀盲目剝切，有時干脆用鋼鋸環切，往往由于力度掌握不好，導致電纜芯線損傷。剝切完畢，導體損傷雖然不是很嚴重，但在線芯彎曲和壓接蠕動時，會造成受傷處導體損傷加劇或斷裂，壓接完畢不易發現，但因截面減小而引起嚴重發熱。

1.3 受到腐蝕

金屬在自然界中除受到氧化、硫化（SO2）、高溫等大氣的腐蝕外，還會受到細菌的污染，即所謂電化學腐蝕。當兩種不同的導電金屬接觸在一起，在水與二氧化硫等氣體的作用下，便出現了電化學反應，對金屬進行腐蝕，使接觸面減小引起發熱。

1.4 過負荷

隨著近些年電力負荷的迅猛增長，如果原有的供、用電設備不及時更新改造，無論是對設備，還是對設備接頭的危害，都將會很大。一旦供電設備或線路發生故障，其故障點電流和相關支路電流都將急劇增加，原有的設備接頭比同等截面的導線更難以承受這突如其來的超限負荷，其后果是：輕者開始松動，逐漸演變成接頭發熱并惡性循環；重者則可能發生接頭熔焊和熔斷事故。

1.5 設備陳舊、接頭氧化

眾所周知，在一定的電流條件下，接頭發熱的嚴重程度主要是由接觸電阻的大小所決定的。隨著導流面的逐漸氧化，必然引起接頭連接處接觸電阻的增大，導致過熱。

1.6 安裝檢修工藝不到位，質量控制缺少標準

在當前的設備安裝檢修中，除按技術指標或按設計要求施工外，對設備接頭部分的工藝質量控制一般局限在比較粗略的方法上：如接觸面平整、涂導電脂或凡士林、連接螺絲加彈簧墊并緊固、用塞尺對接觸面進行測量等。由于目前對接頭裝配質量的工藝控制上缺少定量技術指標。因此接頭的接觸質量就可能因現場工作人員對此項技術的掌握或工作經驗差異而有所不同，導致對接頭的接觸質量難以保證。

在實際工作中，一些檢修人員工作責任心不強，安裝或大修時調整不當或工藝不到位，造成部分接頭裝配存在明顯的質量問題，如有關接觸面處理不到位連接螺栓緊固不到位，銅鋁連接沒有加裝過渡片，選取線夾不合適，刀閘的觸指和彈簧等部件該更換的未更換以及合閘狀態加緊力不夠或插入不夠等，都可致使一些接觸部位發熱等。

2 避免電網電氣設備接頭過熱的施工措施探討

要減少甚至避免電網電氣設備接頭過熱問題，就應當嚴格按照《電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗收規范》進行施工。具體措施如下：

2.1 對螺栓緊固件，按照有關鋼制螺栓的緊固力矩值用力矩扳手進行緊固。若使用的是鋁合金螺栓或銅螺栓，亦應使用力矩扳手進行緊固。當螺栓強度級別相當于鋼制螺栓4.6級時，其緊固力矩值也應按設計要求的力矩值進行緊固。

2.2 母線搭接面應清理干凈、平整，表面氧化層打磨干凈，表面清理應采用細銼，而不應用砂紙、砂布打磨。對軟導線而言，若有扭結、斷股和明顯散股也不應使用。硬母線的搭接面加工尺寸應按照《電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗收規范》的要求來加工。

2.3 對于硬母線，應考慮到熱膨脹效應，合理設置伸縮節，并設置好固定死點，每一段設置1個，并位于全長或兩伸縮節的中點。其他支柱絕緣子上部壓板與母線保持足夠間隙，以能讓母線自由伸縮。有時多片硬母線在通過大電流時，會由于相互之間2倍工頻的電磁力的作用而產生響聲，這時可以適當縮短母線中間夾板的距離，并在支柱絕緣子與母線之間添加彈簧，減小母線振動，而不影響母線伸縮。

2.4 對于母線穿墻套管等大電流設備，其導體與母線的連接必須采用軟連接，不能采用硬過渡連接，其截面積最好能在母線截面積的1.2倍以上，與其他設備的連接也最好能采用軟連接方式。

2.5 加強對接頭質量的監測。可以采用測量接頭回路電阻的辦法判定接頭接觸情況。對于新安裝的設備，接頭回路電阻值不應超過相同長度原金屬電阻值的1.2倍；對于運行中的設備接頭，若回路電阻值不超過相同長度原金屬電阻值的2倍，在下一個檢修周期內均可安全運行，不會在運行過程中發生過熱，這樣只需對回路電阻超標的接頭處理即可。對隔離開關、斷路器等本體接觸部分，按制造廠規定即可，需要注意的是常見的GW型隔離開關接觸點比較多，應逐點檢查，若個別點與其他點相比電阻偏大，即使整體未超制造廠規定，也應該分解檢修。

2.6 設備接頭的接觸表面防氧化處理。應優先采用電力復合脂（即導電膏）代替傳統常規的凡士林。實踐表明，中性凡士林無任何導電作用，只能起到防止水分滲入和隔離空氣的作用，且凡士林的滴點僅為54℃。滴點就是在標準條件下，油脂物質從半固體變成液體狀態的溫度。當運行溫度高于54℃時，凡士林就會慢慢滲化流失而干涸，空氣的有害介質沿接觸表面空隙侵入，使接頭表面氧化腐蝕。新型的電力復合脂滴點達180～220℃，凝固點低（-20～-30℃），其中所含的鋅、鎳、鉻等金屬細粒填充在接頭接觸表面的縫隙中，金屬細粒在螺栓緊固力的作用下，能破碎接觸面的氧化膜層，降低接觸電阻，同時還可以在接頭的整個表面形成一個保護層而起到隔絕空氣和水分滲入，起到防止氧化的作用。這里需要指出的是，導電膏并非良導體，不可在接觸面上涂得太厚，否則可能對使用效果產生不良影響。

3 結語

電網電氣設備接頭過熱問題如不進行積極預防和處理，不僅會給電力企業帶來經濟損失，還會給電力用戶帶來生產上的損失，造成負面社會影響。所以，解決設備接頭發熱問題是提升電網健康運行的重要條件之一。電網電氣設備連接頭發熱是目前存在的普遍性問題，尤其是電力系統在高溫、大負荷運行期間，因接觸不良、設備缺陷等原因而引起連接頭過熱，常常會造成設備停運處缺，使電網安全穩定運行受到威脅，這就難以保障電網的供電可靠性了。因此，深入探討和分析電網產生電氣設備接頭發熱問題原因及預防、解決措施具有十分重要的現實意義。

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