输电电缆引线端子过热故障成因

发表时间:2020/7/20   来源:《当代电力文化》2020年7期   作者:江 阳
[导读] 近年来,电缆取代架空线路已成为输电线路建设和搬迁的主要方向。与架空线路相比,输电电缆设备更为复杂,故障的可能性相对较大。
        摘 要:近年来,电缆取代架空线路已成为输电线路建设和搬迁的主要方向。与架空线路相比,输电电缆设备更为复杂,故障的可能性相对较大。引线端子过热故障过程中如果发生传输电缆操作,必须对整个文章输电线路的传输电缆操作在这个过程中,这样的故障频率较高,不仅造成了大量的人力物力消耗,更频繁的中断造成的电网已经成为常见的电缆传输线路故障。目前,由于运行年限、生产批次、材料、结构、型号等原因,输电电缆线路引线端子的应用尚未得到有效控制。基于引线端子过热故障的分析中发现传输电缆的运行和维护,本文总结了引线端子过热的主要原因和改进措施,这有助于减少传输电缆线路的故障率,提高电网安全运行的稳定性。
关键词:输电电缆;引线端子;过热;故障成因
1 引线端子结构与材料
        传输电缆通过引线端子连接到架空线路上。电缆终端芯线为纯铜。架空线路由钢芯铝绞线组成。引线端子的尺寸、形状和弯曲角度因架空导线直径、电缆端子布置和端子塔类型的不同而不同。
1.1 功能结构
        从连接对象的角度,将引线端子的功能结构分为两部分。首先与电缆终端连接,即图1中的A区。侧面设置两个螺孔,通过螺栓与电缆端子牢固连接。二是与架空线钢芯铝绞线连接的压力连接器,即图1中面积B,钢芯铝绞线与端子压力连接器连接。
           
图1 45度引线端子
1.2 材料组成
        在输电系统中投入使用的引线端子很多,其材料组成也有很大不同。a.纯铜终端。与纯铜的应用终端,铜和铝材料的接触表面过渡连接的液压和位于区域b。然而,由于铜的高成本和操作时间长,纯铜终端目前在操作的数量是非常小的。b.纯铝终端。铜铝材料过渡段的接触面采用纯铝端子,由螺栓连接,位于a区。纯铝端子的成本低于纯铜端子。c.铜铝过渡终端。该类型端子的结构可以理解为:在纯铝端子的基础上,通过焊接工艺在L平面上焊接一块铜片,形成铜-铝过渡端子。纯铜和纯铝端子铜铝过渡表面的形成取决于现场施工。铜铝过渡片端子在端子生产过程中形成铜铝过渡面。这样的终端在系统中有一些应用。d.铜铝过渡端子。通过熔焊工艺,将2种不同材质金属熔化后再浇筑成型,形成了区域A材质为铜,区域B材质为铝的端子。与铜铝过渡片端子类似,此类端子生产时就实现了铜铝2种金属间的过渡,降低了施工风险,但此类型端子制造工艺相对更精密、更复杂,此端子在系统中也有部分应用。
2 引线端子发热原因分析
输电电缆运行过程中,部分引线端子会有发热现象,如图2即为一处引线端子过热故障的红外测温图,Sp1点与相邻相Sp2点温度差已高达约40℃。

图2引线端子过热故障的红外测温图
        如遇过热故障,必须断电处理,更换。根据输电线路检查数据,端子过热导致的停电数量占停电数量的50%以上。因此,研究端子过热的原因对于今后如何避免此类缺陷的频繁发生具有重要意义。本文根据实际运检情况,对引起引线端子过热的原因进行分析。
2.1 原电池效应
        根据过热终端的变化的分析发现,当有铜铝过渡表面铝金属活动比铜、铜和铝过渡表面将产生电效应,导致的加速度氧化铝,氧化铝和接触表面之间的水分子,将氧化铝氧化膜形成的铝金属表面,切断了铜和铝之间的过渡表面,水分子的存在会加速氧化还原反应,导致过渡表面存在差距,和氧化铝的状态下不导电,因此,铜铝表面的过渡电阻会逐渐增加一起运行,高电压大电流放电的作用下分解和发热,最终,接触表面过热。铜铝过渡片端子和纯铝端子均存在铜铝接触面。铜铝过渡片端子因将铜片与铝端子焊接在一起,不同金属焊缝间成分复杂,存在的多种非金属化合物会降低焊接面的力学强度和导电性能,将导致焊缝增大,发生断裂,综合原电池效应,使铜铝结合强度进一步降低,导致运行一段时间后铜片从铝端子上脱落,铜铝过渡面接触电阻急剧增大,发生过热。纯铝端子在运行过热也多因原电池效应,但是发生过热的纯铝端子数量相对较少,此类因素缺陷主要发生于铜铝过渡片端子上。
2.2 质量因素
        引线端子在生产时,因生产工艺执行不到位、材料纯度不达标等原因,导致端子质量不合格,也将导致运行中发生过热。若端子内部存在杂质、端子表面平整度不达标,可导致端子运行中铜铝过渡面之间放电、氧化加速等现象,最终导致过热。
2.3 现场施工因素
        引线端子现场施工主要分为与钢芯铝绞线压接、与铜排螺栓连接2个部分。钢芯铝绞线压接时,端子压接管和线径尺寸须相符,并使用对应尺寸模具进行压接,此部分施工工艺简单、成熟,因此在压接管处很少发生过热。端子与铜排连接时,首先要消除金属表面毛刺,并在端子表面进行涂抹导电膏处理,以抵消金属表面细微的凹凸不平,但是导电膏本身并非良导体,接触面上的导电性是借“隧道效应”实现,如果有导端子表面、电膏太厚、螺栓紧固力度不够等情况发生,则端子发生过热可能性也相应增大。
2.4 其他因素
        运行环境对端子的运行也有较大影响。例如,潮湿、大气污染的环境可加速金属的氧化速度,增强原电池效应,同时也将放大材料、质量、现场施工因素带来的影响。受塔型和电缆终端布置影响,端子与铜排间不同程度存在角度,螺栓紧固后,静态下端子即存在一定的应力,架空引下线存在弛度,运行时受风力、电动力作用长期舞动,使端子与铜排接触面、压接管等部位均可发生松动或形变,加之其他因素影响,导致接触电阻增大,发生过热现象。若个别地理位置或塔上的端子发生反复过热,并可排除端子类型、质量、施工工艺等影响,即可能是受到环境或塔型等特定因素影响而发生。
结束语:
a.熔焊形成的过渡表面的化学稳定性高于焊接形成的过渡表面。
b.水压形成的接触面强度高于螺栓的接触面强度。c.施工因素等因素的影响可以降低,但不能完全排除。因此,在传输电缆设计、施工和运营维护工作,应该尽可能使用纯铜或铜铝过渡终端使用熔焊,压焊的形式过渡金属更稳定,同时通过加强施工质量监督,提高物料需求,优化选址和肯塔基州的塔型设计方法降低其他因素的影响,如可使引线端子过热次数有效减少这一缺陷的发生。
参考文献:
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