高壓接頭發熱應急帶電處理的方法

顧群

摘 要：高壓設備接頭在運行過程中由于受各種因素的影響，如大電流沖擊、化學腐蝕、電腐蝕等，容易引起發熱，這樣會嚴重影響系統的安全、穩定運行，嚴重時會發生短路事故及燒毀主設備，立即停電處理又影響供電的可靠性。針對這個問題，進行應急帶電處理的方法的研究，以確保供電的可靠性。

關鍵詞：高壓接頭；發熱；處理方法；研究

1 概述

高壓接頭發熱是電力系統中最常見的故障，據資料統計，非人員責任的一次設備導致的電網事故中，有90%是因為高壓接頭發熱而導致的。高壓接頭一旦發熱會嚴重影響系統的安全、穩定運行，立即停電處理又影響供電可靠性。目前系統中依然沿用傳統的停電處理方法，那么進行應急帶電處理的方法的研究，對于保證供電的安全性和可靠性具有十分重要的意義。

2 高壓接頭的工作原理及發熱原因

為了弄清楚高壓接頭發熱的整個過程，我們首先對高壓接頭的工作原理，發熱原因，傳統的解決方法等方面進行了調查分析。

2.1 高壓接頭的工作原理

一次設備的連接，是通過導線（排）連接來實現的，在導線兩端安裝線夾，經過鉆眼、打磨、搪錫、涂導電脂等一系列處理工藝后，與高壓設備樁頭相連，形成回路。而線夾與高壓設備樁頭之間的連接部位，我們就稱之為高壓接頭。

2.2 高壓接頭的發熱原因

一次設備投入運行后，高壓接頭經過大電流I沖擊，接觸壓力受到影響，長期運行后，接觸面受化學腐蝕、電腐蝕等因素作用，接觸面氧化越來越嚴重。所以，接觸電阻R也越來越大，必然導致高壓接頭發熱，我們知道公式Q=I2Rt（大氣溫度，濕度，風速等干擾量作用微乎其微，在此不做計算。），也就是說高壓接頭的熱量是由電流I、接觸電阻R以及時間t決定的。

電流I由用戶負荷大小決定，是不可改變因素，于是我們可以得出結論，接觸電阻越大，拖延時間越長，高壓接頭發熱的情況就越嚴重，也就越危險。

3 傳統的處理方法存在的問題

高壓接頭發熱了，傳統的處理方法是將設備停電，待接頭冷卻后，將其拆卸，打磨線夾與接頭的接觸面，打磨光滑后，將接觸面搪錫，涂以導電脂，然后再用螺絲重新連接，恢復供電。

由這個過程我們可以看出，傳統的處理方法主要目的是降低了R值，對于t值沒有太多考慮，從發現設備發熱到將設備停電，需要時間較長。其中環節包括：運維人員發現發熱、匯報工區領導、工區領導看方案、匯報市公司相關部門、辦理臨時停電申請、市公司分管領導簽字批準等一些環節之后，調度部門才開始轉移負荷，安排停電處理。我們對2013年海安供電公司部分高壓接頭發熱的情況進行了數據統計，得出表1。

在經過數據統計之后，我們算出，t值的平均時間大約是6天。結合公司相關規定，用戶停電應至少提前7天向用戶公示，我們將t值定為6天。通過對事故通報，網絡一些資料里，我們看到，很多電網事故就是發生在6天里。所以，如何在發現高壓接頭發熱至調度發令停電處理的6天內，使得高壓接頭發熱處于可控狀態，不發生電網、設備事故，這個問題急需解決，刻不容緩。

4 高壓接頭發熱應急帶電處理方法的研究

如何保證在發現高壓接頭發熱至調度發令停電處理的六天時間內保證設備不因高壓接頭發熱而發生事故呢？針對這個問題，我們提出各種設想，總結歸納之后，分為三種：

（1）聯合調度、運行部門，針對高壓接頭發熱這一問題形成特殊規定，允許一經發現高壓接頭發熱，立即停電。（2）安排帶電作業人員，在發熱接頭部位涂以導電脂。（3）研究高壓接頭發熱帶電應急處理方法，帶電發熱部位使用金屬物理連接的方法。

為了尋找到最合適的方法，對這三種方案進行分析研究：經咨詢調度部門相關人員，如果一經發現高壓接頭發熱立即停電，第一負荷來不及轉移；第二，處理方法太過片面；第三，嚴重影響供電可靠性。排除第一種方法。

對于第二種方法，第一、安全風險太大，易導致人身設備事故；第二、高壓接頭發熱溫度很高，極有可能燙傷帶電作業人員及設備，造成人員事故；第三、基于導電脂的物理特性，在有大電流通過的高壓接頭發熱部位外表面涂以導電脂，受外部環境干擾非常大，基本上不能解決發熱問題。因此，方法二也被排除。

相對于導電膏而言，金屬的硬物理連接具有極大的優勢，外部環境干擾相對較小，基于金屬的硬度，安全性能也可以得到保證。所以，方法三可行。

可行性分析：首先對高壓接頭的實際電流回路進行分析。

如圖1所示，電流由A導線經過A線夾（樁頭）流向B線夾（樁頭），最終通過B導線流出。在這個過程中，AB線夾之間由于氧化，會產生接觸電阻R，高壓接頭的發熱，就源于這個電阻。

而我們所需要研究的高壓接頭帶電應急處理方法就是要在不停電的情況下盡量降低R值，我們只要在R上并聯一個極小的電阻，甚至是，將R短接，就能降低R值，如圖2所示。

由圖2可知，此時高壓接頭的R′=rR/r+R，如果r值為0Ω，根據公式，R′也等于0Ω。而高壓接頭發熱的情況Q=I2×R′×t也就等于0W，當然，實際上r值不可能為0Ω，但是可以做到盡量小，R′也就可以盡量小，發熱問題也就能夠得到解決。

隨著時間的變化，并聯的r電阻，也會受到大電流沖擊、化學腐蝕、電腐蝕等，也會逐漸變大（R同時也會增大）。那么，是否能夠撐到3天呢？

要使得高壓設備接頭發熱至處理前的數值，也就是R′≥R，那么由R′=rR/r+R公式可以知道，只有r>R，才有可能使得R′≥R，那么問題的關鍵就在于r值是否會在3天內達到甚至大于R值呢？

如何論證r值的大小變化呢？換個思路，我們可以這么理解，高壓設備接頭發熱通過金屬物理連接后，成為一個良好的新投運的高壓接頭設備，這個設備會不會在3天內就被嚴重氧化，導致發熱需要處理呢？答案是顯然的，不會。如何來實現并聯r值呢？現有三種設想：

（1）在發熱高壓接頭的兩側并接一根導線，用螺絲擰在接頭的備用螺栓孔上。

（2）利用類似掛接地線的方法，并聯兩根令克棒，使得兩根令克棒之間相連的導線跨過發熱接頭。

（3）采用應急卡夾，利用發熱接頭的上下外表面，使得電流從發熱接頭的外表面流過。

將三個方案加以分析：

方案一：（1）實現方法：在發熱高壓接頭的兩側并接一根導線，用螺絲擰在接頭的備用螺栓孔上。（2）優點：成本極低，安裝牢固。（3）缺點：安全性低，適用范圍不廣。

方案二：（1）實現方法：利用類似掛接地線的方法，并聯兩根令克棒，使得兩根令克棒之間相連的導線跨過發熱接頭。（2）優點：制作簡單。（3）缺點：安全性低，成本略高，適用范圍不廣。

方案三：（1）實現方法：利用發熱接頭的上下外表面，使得電流從發熱接頭的外表面流過。（2）優點：安全性能良好，適應范圍廣。（3）缺點：成本高。

因此，可確定方案三為最佳方案。操作時可以用絕緣性能良好的器具（如令克棒）將應急卡夾傳送到發熱接頭處（見圖3），能有效解決實際工作中遇到的問題。

5 結束語

利用發熱接頭的上下外表面，使得電流從發熱接頭的外表面流過，此種方法能夠有效的降低高壓接頭發熱情況，完全能夠在3天內使得溫度處于可控范圍內，不發生因為高壓接頭發熱而導致的電網、設備事故，從而保證了供電的可靠性。