兩起500千伏變電站站內設備發熱缺陷的檢修分析

盛曉文 劉勇

摘 要：判斷內部發熱還是外部發熱是正確處理設備發熱問題的前提，且對發熱缺陷定性也具有重要幫助。本文對兩起500千伏變電站站內設備發熱缺陷處理的檢修過程進行分析與思考，提出電力設備內部發熱具有隱蔽性，紅外測溫要結合設備的原理結構的建議，并根據發熱類別歸納總結出熱像特征、故障原因及處理建議。

關鍵詞：電力設備 發熱缺陷 原因分析 內部發熱

引言：

變電一次設備導電觸頭連接采用機械擰緊螺栓的方式。在安裝連接過程中，盡管接觸面是光滑的，但仍會存在接觸面不能完全吻合的問題，實際只是一些點在接觸。運行中負荷電流從截面較大的導體過渡到截面很小的接觸點時，由于電流密度的變化，產生了收縮電阻，接觸部位電阻增大，所以使金屬發生蠕變，導致螺栓壓力下降，并隨著負荷電流及接觸點的溫度變化，接觸面在不斷減小，電阻隨之增大。因此接頭當在大電流長時間運行時就會出現發熱，溫度相應升高。如果長時間的運行下去，將會進一步惡化，導致內部放電。

一、電力設備發熱原因概述

電力設備發熱是常見的運行缺陷，發熱類別有三種，分別為電流致熱型、電壓致熱型、綜合致熱型。變電站內設備依靠運維專業紅外測溫排查運行狀況，常用相對溫差作為標準，即兩個對應測點之間的溫升之差與其中較高溫度點的溫升之比的百分數：

（T0被測設備區的環境溫度）

設備發熱的原因可分為以下五類：

（一）電阻損耗增大

（二）介質損耗增大

（三）鐵磁損耗增大

1.鐵芯局部或多點短路，回路磁滯或磁飽和或短路環流

2.變壓器、電抗器出現磁回路漏磁，在鐵制箱體產生渦流

（四）電壓分布異常和泄漏電流增大

（五）缺油及其他

1.設備內部油位面上下介質（如空氣和油）熱容系數不同所致

2.嚴重時引起油面放電，表面溫度分布異常

二、現場檢修過程

案例一：500千伏QY站運維人員發現LCWB-35W型 CT接線板發熱缺陷，在檢修處理時接線板部位并未有燒蝕痕跡，螺栓力矩合格亦無松動情況。檢查紅外圖譜：導電觸頭和電流互感器本體連接處的溫度是78.8℃，線夾的溫度是73℃，它們的溫差是5.8℃;而電流互感器上部溫度是71.6℃，與本體連接處的溫度相差7.2℃。

原因分析：CT一次導流接線柱分別用螺絲固定。因接頭在設備內部，且外圍有瓷瓶和絕緣油包裹，測溫時不易發現是內部接頭發熱。測溫時，其與線夾發熱的紅外圖譜很相似，只有經過仔細對比才能發現它與線夾發熱存在細微的不同。紅外圖譜中觸頭和電流互感器本體連接處的溫度最高，線夾是觸頭的一部分，熱量可直接傳導，所以溫度次之。而電流互感器上部溫度是通過絕緣油傳導出來的，溫度要比其它兩處低一些。可以判斷出此次發熱是由電流互感器內部引起的。

解體檢修后，電流互感器內接線柱上的螺絲墊片有疑似閃絡痕跡，這也證明了上述的判斷是正確的。將墊片和緊固螺絲進行拋光處理，并重新進行緊固。

案例二：2020年9月29日，500千伏XS變電站上報GW4-40.5DW型隔離開關A相電抗器側線夾發熱97.6度嚴重缺陷。11月12日檢修人員對母線、開關兩側六個接線板進行回路電阻測量，處理前最高為65uΩ、最低為4.8uΩ，處理后最高3.7uΩ、最低1.9uΩ，均不大于20uΩ，螺栓力矩120N·m。2021年1月5日該站又上報生產監控中心該隔離開關A相母線側接線座發熱94.6℃。1月11日檢修人員結合上次檢修試驗數據，判斷設備為內部發熱故障，運維描述缺陷部位不準確，遂對隔離開關上導電部分解體，更換導電帶后缺陷消除。

電力設備發熱，通過肉眼不能完全肯定其是外部還是內部發熱，測溫有時也難以區分。常有的易發熱點——接頭和線夾，特別要認真觀察紅外熱成像圖。若接線柱線夾顯示結果是線夾處發熱97℃，其他部位都低于97℃，而且螺絲發熱比較明顯，則屬于外部發熱。需注意熱量直接傳導，內部發熱溫度最高，周圍溫度次之的考慮因素。

三、結論

電氣設備內部發熱具有隱蔽性，不宜被發現。當紅外測溫時，要結合設備的原理結構，仔細分析并不斷積累經驗，才能保證測溫的準確性。針對不同的發熱類別，歸納總結如下：

參考文獻：

[1]《如何判斷35千伏充油型電流互感器是內部發熱還是外部發熱》路亞恒、姚宇《技術天地》

[2]《紅外測溫與紅外檢漏》董超群《帶電檢測》