銅鋁過渡線夾事故分析及預防措施

摘 要：在電力系統中，電力設備質量是電網安全穩定運行的最重要因素，在上世紀九十年代變電站建設中銅鋁過渡線夾的廣泛使用已是一種普遍現象，但經過多年的實踐檢驗，銅鋁過渡線夾有著其自身的缺陷，因線夾斷裂造成變電站事故的現象越來越多，給電網的穩定運行帶來極大的隱患。如何進一步減少因銅鋁過渡線夾原因帶來的事故，是目前電力系統運營者亟需思考的問題。文章通過對銅鋁過渡線夾制造工藝的深刻剖析，以及對具體案例分析，對如何解決銅鋁過渡線夾問題展開了探討，提出了相應的對策和建議。

關鍵詞：過渡線夾；設備；變電站；案例

引言

現代電力系統中，銅鋁過渡線夾占據著比較重要的地位。尤其在變電站中，電氣設備與鋁導線的連接中往往采取銅鋁過渡線夾的方法，但因銅鋁過渡線夾內在的本質特性，銅與鋁的化學活性不一致使它們連接后通電會發生電化學反應，導致鋁線逐步氧化，降低鋁線的機械強度，銅與鋁的電阻率不同，通過電流時會產生大量余熱，較易產生過熱故障等，銅鋁線夾的使用給電力系統的穩定運行帶來了比較大的安全隱患，本文通過一起銅鋁過渡線夾斷裂造成的事故為例，分析并總結了設備線夾在選型及運行維護中注意事項，并提出相應的措施。

1 銅鋁過渡線夾典型結構

目前，根據銅鋁過渡線夾生產工藝一般有四種結構型式：閃光對接焊線夾、摩擦對接焊線夾、釬焊線夾和爆炸焊線夾四種。閃光焊線夾、爆炸焊線夾、摩擦焊線夾都是用生產好的銅鋁復合板沖壓而成，而釬焊線夾是先對其沖壓成型而后再進行銅鋁焊接復合。

1.1 閃光焊對接型式銅鋁過渡線夾

閃光焊線夾工藝是對接高溫熔化的銅板和鋁板各一端，然后結合在一起。這種工藝的成本雖然不高，但是生產效率也不高，而且這種工藝生產的復合板中間結合處較脆且中間結合處的導電性能極不好，受力后也極易斷裂。

1.2 摩擦焊對接型式銅鋁過渡線夾

摩擦焊的工藝的出現彌補閃光焊工藝的不足。這種工藝是將銅棒和鋁棒經過高速反向旋轉對接結合到一起，然后沖壓成板，最后進行沖壓成型。這種工藝的性能要優于閃光焊產品，且成本與閃光焊相差不大，但有其不足，一般用在6.0mm厚度以下產品的生產加工。

1.3 爆炸焊型式銅鋁過渡線夾

爆炸焊生產的銅鋁復合板具有很高的結合強度，所以爆炸焊的線夾具有很好的力學性能，在折彎、鉆孔、沖孔等深加工時很少出現問題，而且導電和耐熱等方面性能也都很好。但是，爆炸焊工藝受地理、天氣、爆炸后探傷補傷等諸多方面的影響，生產效率不高，生產周期長，生產成本相對較高。

1.4 釬焊型式銅鋁過渡線夾

釬焊線夾的工藝是先用鋁板沖壓成型，然后再用釬料將銅片焊在其上。雖然成本有了較大下降，但是這種工藝有嚴重缺陷，不耐高溫，當溫度達到170度時就會出現銅片脫落現象，銅鋁結合率不高、結合強度不夠，批量生產時復合率只能達到80%左右，易出現剝離現象等。

根據電網設備安全穩定運行維護要求，對于電網在運的采用閃光焊、摩擦焊對接工藝的設備銅鋁過渡線夾，應逐步予以更換，在設備設計選型階段要選用優質產品，載流量及動熱穩定性能，應符合設計要求，積極采用先進的銅、鋁焊接工藝的銅鋁過渡線夾，杜絕偽劣產品入網運行。

2 銅鋁過渡線夾斷裂事故

2015年10月21日6時44分，220千伏甲乙變1號主變220千伏側B相避雷器與導線相連的銅鋁過渡線夾運行中斷裂，導致220千伏1號主變差動保護動作跳開主變三側開關。

2.1 故障前運行方式

220千伏甲乙變故障前，220千伏I、II母并列運行，1號主變運行于220千伏I母、2號主變熱備用；1號主變帶甲乙變110千伏母線負荷41MW（故障前），其中110千伏池安441線運行帶靜某變、齊某變負荷，110千伏池杏442線運行帶杏某變負荷，110千伏楓池445開關運行作楓某變備用，110千伏池江446線運行作江某變備用，110千伏池靈447線運行作靈某變備用，110千伏池潘429線運行供紅某變、蓬某變供電，110千伏池殷444線檢修。故障時110千伏靜某變備投雙靜472線，杏某變備投楓杏515線、紅某變、蓬某變遠方備投查紅438線，備投成功，110千伏齊某變備投未成功。甲乙變#1主變跳閘共損失負荷近28MW，其中甲乙變所供齊某變損失9MW，所供某礦業等大用戶和民用電器減少負荷約16.5MW。

2.2 跳閘及恢復供電處理經過

2015年10月21日6時44分21秒14毫秒，甲乙變220千伏#1主變差動速斷動作，故障相別為B相，動作時間6mS，故障電流6600A。6：45調度監控匯報：甲乙變220千伏#1主變差動保護動作跳閘，三側開關均已跳開，110千伏杏某變備自投動作成功，110千伏靜某變備自投動作成功。6：47地調口令監控：將220千伏#2主變由熱備用轉運行，6：50匯報送電正常，甲乙變恢復供電，6：51將事故情況簡要匯報省調、公司有關負責人。

2.3 現場檢查處理情況

現場檢查發現，220千伏1號主變220千伏側B相避雷器引線線夾型號為“寧SYG-400B”型，初步確認為閃光焊對接型式銅鋁過渡線夾。將1號主變220千伏側避雷器A、B、C三相線夾更換，更換為“SYG-400”型釬焊型式銅鋁過渡線夾（非對接型），并對主變本體進行了常規例行試驗并進行色譜分析，未發現異常。

3 銅鋁過渡線夾整改及預防措施

一是在公司范圍內立即組織開展對所轄變電站內銅鋁過渡線夾全面排查，落實到責任班組、責任人，排查發現問題，分輕重緩急、立即安排或結合設備停電進行整改，重點加強對同批次、同型號線夾整改工作。二是加強基建技改工程銅鋁過渡線夾設計選型、設備采購、安裝驗收等階段入網前技術監督檢測工作。嚴禁采用閃光焊、摩擦焊對接工藝的設備銅鋁過渡線夾，并加強線夾性能抽檢、送檢工作。三是進一步開展安全大檢查及設備缺陷隱患治理工作，梳理近年來公司下發的反措和隱患排查相關要求，加強對基層班組及一線人員宣貫，落實責任，對正在開展的安全大檢查及設備缺陷隱患治理工作進行補課，提升公司反措執行和隱患排查水平。

4 結束語

通過對此次銅鋁線夾設備斷裂而造成變電站停電事故的分析可知，對電力設備投運前、投運中的設計、驗收工作都要給予足夠重視，源頭治理，對設備的日常運維要做到無隱患運行。這次事故教訓也時刻提醒專業人員加強對運行設備細節的重視，努力提高設備運維的可靠性，保證電力系統健康、安全、穩定運行。

參考文獻

[1]吳萬利，張浩.一起銅鋁過渡設備線夾斷裂事件分析[J].電子世界，2014（17）.

[2]張衡武，李勇.35千伏關馬線崇高支線設備線夾燒壞原因分析[J].農村電氣化，2015（12）.

作者簡介：楊軍偉（1985-），男，河南周口人，研究生學歷，工程師，從事電力一次、二次設備運行維護、檢修管理及安全管理等。