变电设备接头发热原因分析及防范措施.doc

变电设备接头发热原因分析及防范措施 甘肃电力技术29 变电设备接头发热原因分析及防范措施 雒树麟 (天水超高压输变电公司 陈功 甘肃省天水市741000) 【摘要】变电站电力设备接头发热是影响电力设备安全稳定运行的一个重要因素,通过对设备接头发热 原因的深入分析,提出了有针对性的防范措施,对电力设备安全稳定运行有一定的借鉴作用. 【关键词】电力设备接头发热原因防范措施 1前言 电力设备载流元件的联接触点(简称接头)很 多,由于各种原因造成温升超值的事故比较普遍, 尤其是运行方式改变,负荷变化较大,高温天气时 更为突出,而变电设备接头发热一直是影响电力系 统安全稳定供电的一个重要难题.在变电设备的实 际运行中,相关电气设备大电流回路连接点,刀闸 触头比较容易产生发热等异常情况,如果发热严重, 将造成重要设备或重要用户临时紧急停电进行处 理,不但对当地可靠供电和重要用户供电造成严重 影响,而且影响供电企业在当地的形象.因此对电 力设备的接头发热问题,应给予高度重视.如某 330kV枢纽变电站1lOkV线路断路器外部引接头同引 流线连接螺栓发热和2号主变中压侧B相引流线跳 引线连接头发热,造成llOkV线路和2号主变停电 检修.图1,图2分别为设备发热部位和接头温度. 图111okv断路器引流线连接螺栓发热图图22号主变中压侧B相接头发热图 2设备发热原因分析 2.1电力设备外部发热缺陷的常见部位 电力设备外部发热缺陷可分为两类:一类是长 期暴露在大气中的各种裸露电气接头因接触不良等 原因引起的发热缺陷,另一类是由于表面污秽或机 械力作用引起绝缘性能降低造成的发热缺陷.电力 设备外部发热缺陷常见部位如下:①隔离开关两端 顶部及线夹接触处,弹簧压接处的刀口及导电杆的 焊接,铆接部位;②断路器外部引接接头同引流线 30变电设备接头发热原因分析及防范措施 的连接螺栓:⑨引流线接头受风力或外界引起振动 的机械力作用导致的连接部位松弛,或周期性过载 及环境温度周期性变化,引起部件周期性热胀冷缩 导致的连接部位松弛以及锈蚀等引起的连接部位松 弛;④安装施工不严格或不符合工艺要求,如接触 面氧化层未除净或有污垢,焊接工艺差,螺栓紧固 用力不当导致接触面受力不均匀而出现虚接触的部 位等等. 通常引起接头发热的原因有以下四种:金属腐 蚀,被覆层失效,接头压力失当,金属磨损.其中 又以金属腐蚀造成的影响最为明显.金属腐蚀是不 可抗拒的自然现象.造成腐蚀金属的因素有:大气 中的氧,二氧化硫,硫化氢,环境污染和潮湿水蒸 汽等的侵蚀,微生物的侵蚀,以及不同种类金属相 接触所产生的电化学腐蚀等等.我们知道当电气设 备有电流通过时将产生损耗,如载流导体的电阻损 耗,载流导体周围金属构件处于交变磁场中所产生 的磁滞和涡流损耗,绝缘材料内部的介质损耗等, 这些损耗都将转变成热量使电气设备的温度升高, 导致电气设备发热.而发热会导致电气设备绝缘性 能降低,金属材料的机械强度下降,导体接触部分 的接触电阻增加.对于电气接头类的纯电阻设备来 说,由公式=觚可以看出,当电气接头的接触 电阻由于某种因素如接触表面状况不良,氧化程度 严重,接触压力较小,有效接触面积减小导致增大 时,或电流增大时,其发热量(温度)将相应增大, 电阻由于热效应也相应增大;电阻增大又使温度增 加,如此恶性循环,将使接触面的温度升高超过其 熔点,从而会使接头温度超过熔点温度而熔化,破 坏正常的工作状态.而导体之间接触面的接触电阻, 除与环境温度和通过的电流有关外,还与以下因素 有关:①接触面的接触材料;②接触表面状况(粗 糙程度);③接触面积的大小;④接触表面氧化程 度;⑤接触压力. 通过以上分析和某330kV枢纽变电站现场缺陷 处理发现,1lOkV线路断路器外部引接头同引流线连 接螺栓发热,主要是检修安装时连接螺栓用力不当, 连接螺栓同断路器外部引接头接触面受力不均,再 加上该变电站上风口硅铁厂除尘管理不到位,晚上 经常黑烟滚滚,携带大量的漂浮物,对变电站设备 污染严重,从而加剧了设备的金属腐蚀,进一步导 致了连接螺栓失压,最终造成连接螺栓发热.2号主 变中压侧引流线跳引线连接头发热缺陷处理时发现 跳引线接头出现松动,由于该变电站负荷非常重, 经常出现电流超限的情况,因而在导线发热和环境 污染金属腐蚀的恶性循环反复作用下,接头开始逐 步松动,.出现接头失压,从而逐渐演变成接头严重 发热的缺陷.从以上分析可以看出,由于螺栓用力 不当和金属腐蚀造成设备接头连接部位压力失当是 两起发热缺陷的主要原因.因为连接部位压力失当 时,接头的有效接触面积减少,接触电阻增大,根 据式=I可以看出,接头温度进一步升高,金 属与环境中腐蚀介质的反应加快,有效接触面积进 一 步减小,接触电阻变得更大,温升更高.如此形 成