輸變電設備電連接發熱故障分析

乙朋

摘要：輸變電設備電連接部位接觸性能的主要因素有接觸壓力、接觸面積、環境溫度、氧化膜厚度與防護材料涂覆等情況。當接觸電阻過大時，電流產生的大量焦耳熱會使接觸表面金屬發生軟化、粘結，影響接觸性能。基于此，本文筆者就輸變電設備電連接發熱故障進行簡要闡述。僅供業內同行參考。

關鍵詞：輸變電設備;電連接;發熱故障;

1 輸電設備與變電設備概述

輸電設備與變電設備都是電網中的重要組成結構，其設備構成的部分可分為輸電網與變電網。其中，輸電網主要是負責輸送電力，其組成部分包括輸電線路、供電的發電站以及相匹配的其他設備等，輸電網也是保證供電穩定的重要基礎，具有覆蓋范圍廣及檢修工作量大的特征;變電網則是負責改變電力系統中輸送電力的電壓，在必要時變電網還可直接切斷電壓，輸變電設備電連接作為配電與輸電的一個集結點，直接影響著供電的安全性，溫度是反映電纜運行狀態十分重要的參數，當電纜處在非正常的過熱狀態會加速電纜的絕緣老化，甚至會發生熱擊穿。電纜發熱情況不僅與電纜本身的參數相關，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熱會有較大差異。

2 輸變電設備電連接發熱故障

2.1 制造安裝維護不滿足要求

部分設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為所示為檢修現場遇到的發熱缺陷照片，電連接部位為螺紋型樣式，且螺紋較深，無法用傳統方法進行打磨處理，接觸電阻過大而發熱。

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材料或涂敷過多的防護材料;電連接部分采用螺栓搭接而不是性能更可靠的壓接。

2.2 防護材料選用不當

目前，一般采用常規的凡士林、導電膏或者電力復合脂作為防護材料。凡士林能夠減少接觸面之間的摩擦，但凡士林不含導電介質，不能有效降低接觸面的接觸電阻，減少發熱，而且滴點很低，在高溫環境中容易液化。導電膏在一定程度上可降低接觸電阻，但是導電膏中的金屬導電介質，暴露在空氣之中很容易發生氧化，時間一長就會使導電膏氧化變硬，在電連接部位形成氧化膜，而且這種氧化膜非常難以消除，成為新的發熱隱患。尤其是市場上導電膏的種類五花八門，質量參差不齊，質量差的導電膏更容易導致電連接發熱。電力復合脂以礦物油、合成脂類油、硅油等作基礎油，經皂化、增稠，加入導電、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，也稱為電接觸導電膏。目前市場上電力復合脂一般分為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，現場若電力復合脂選型不當、技術參數不符合標準或者涂敷方式不當也會導致電連接部位發熱。

2.3輸變電設備運行環境差

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

3 輸變電設備電連接發熱故障處理措施

3.1 重視制造安裝維護工藝

督促制造廠及安裝運檢人員提高工藝水平，加強設備投運前的驗收關，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，開展輸變電設備檢修周期管理，運行年限漸久和發熱缺陷頻發的輸變電設備要縮短檢修周期。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使用可靠的防護材料

在處理輸變電設備電連接發熱問題上，傳統的防護材料存在先天的不足，可使用質量可靠的導電膏或者電力復合脂作為新型防護材料。新型電力復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率，具有優異的抗鹽霧性能、耐腐蝕性能、抗磨性能。輸變電設備電連接部位因為加工工藝原因，從細微結構來看，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，可以降低結合面粗糙結構，增大實際接觸面積。電力復合脂中細微的導電粒子在連接預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，減少接觸點發熱。同時，涂覆電力復合脂后可起到密封阻隔作用，可以有效防止腐蝕性物質、雨水腐蝕和電偶腐蝕，根據隧道效應等理論，在電接觸面涂覆電力復合脂后能增強導電性能，減少電阻損耗，提高連接處的導電性，降低電連接部位溫升。DL/T5161.4—2018電氣裝置安裝工程質量檢驗及評定規程規定接觸面應根據廠家技術要求涂電力復合脂。在處理輸變電設備發熱故障時可參考DL/T373—2019電力復合脂技術條件進行電力復合脂的選型，同時要嚴格執行電力復合脂涂敷的工藝，防止出現涂敷過少或過多情況。

3.3 改善輸變電設備運行環境

輸變電設備規劃階段要與政府部門溝通好，盡量避開高污染區域。輸變電設備投運后，附近又有電鍍廠、棉絮廠等污染企業進駐的，可考慮后期改造過程中選用耐污染級別的產品。條件允許的話，甚至可改造為戶內或半戶內形式，改善輸變電設備的運行微環境。

3.4 電連接部位發熱故障的處理步驟

（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，接觸面無發黑現象，只需用無水酒精或丙酮擦拭，若鍍銀層發黑，可用工業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，待揮發后均勻涂上一層電力復合脂，涂敷工具應保持清潔，電力復合脂涂抹后應用油灰刀刮平，但涂層厚度應保持在0.1-0.2mm左右，電力復合脂應均勻涂在有效搭接接觸面內，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定力矩，不能出現夾緊力不夠，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，處理后的電阻值應小于規定值。

結束語

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

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