胜利石油管理局有限公司公共事业服务中心 王建国 谭红波 袁立雷
摘要：在电气设备发热故障管控过程中，为确保各类发热故障风险隐患被消除，需对电气设备运行中的发热趋势进行细致分析，切实提升相关运维人员的专业技能水平，使其能够基于电气设备发热故障特征，制定出更加有效的设备发热故障运维方案，保障电气设备稳定可靠运行。
关键词：电气设备；发热；故障
通过最近几年来的缺陷统计和分析,发热故障的上升趋势越来越明显, 严重影响了设备的安全运行, 已经引起了电力系统各部门的重点关注。本文主要讨论电气设备外部发热故障及处理,总结故障类型和原因,提供相应的处理方法,使发热缺陷防患于未然,从根本上消除或降低发热缺陷的发生。
1、发热故障现状调查和主要发热部位解析
发热故障严重影响设备安全运行,且近年来缺陷发生频率有迅速增高的趋势,部分发热缺陷需要连续处理几次也不能达到满意的效果,为可靠供送电埋下隐患。通过统计分析,发热地点主要集中在隔离开关、设备线夹和电气接头。
对于隔离开关发热,原因主要有以下几点:(1)触头发热。触头发热多数是由于隔离开关长期运行触指压紧弹簧疲劳或者弹簧锈蚀老化造成特性变差,使触头与触指的压力变小,触指与触头单边接触,接触电阻增加和通流截面变小造成发热。并且在运行中由于触指压紧弹簧长期受压缩,如果工作电流较大,温升超过允许值,会使其弹性变差,弹性变差会使压紧力不足,加速发热,恶性循环,最终造成发热、烧损,这是造成隔离开关发热的主要原因。(2)隔离开关接线座发热。接线座是隔离开关重要部件之一,既要导电,还需要配合隔离开关的分合转动,零部件多,与出线连接设备线夹构成一个连接线路的整体,因此,应用螺栓较多,对于应用软连接的接线座,内部软连接与接线柱连接螺栓在检修中也很难检查,长期运行,会出现螺栓锈蚀、接触面氧化,经常操作会出现软连接断裂使通流截面变小,这些原因都会造成接线座部位发热,由于接线座零部件很集中,一点的发热会传导到另一零部件,加速其他部位连接螺栓的老化和锈蚀,造成多点发热。(3)隔离开关更新缓慢,某些变电站隔离开关容量已经不能满足负荷的要求,运行电流超过额定电流,造成发热。(4)隔离开关触头处每年检修都需要涂导电膏(电力复合脂),导电膏是一种复合材料,并不是良导体,如果在涂抹新导电膏前不将往年涂抹的导电膏去掉或者涂抹太多,反而会使隔离开关触头的导电性能下降,形成发热。
对于电气接头和设备线夹发热主要原因是:(1)接触面氧化。接触面无论压接多紧,总有缝隙,长时间运行后,在接触面上会形成一层氧化膜,增大接头和线夹的接触电阻,接触电阻的增大使本部位运行时接头变热(发热是相对的),这种接头变热又会加速接触面氧化,如此反复,最后形成发热缺陷。(2)接触面太小。主要表现在计量CT和电缆接头上,这些部位一般只有一个螺栓连接,使通流接面面积不足,在大电流作用下,形成发热。
2、发热故障原因分析
(1)设备老化。很多设备运行多年,虽然设备改造持续在进行,但一次设备的改造速度相对滞后,经过多年的运行,某些电气接头和线夹及其紧固件锈蚀严重,增大了接头的接触电阻,造成发热。
(2)腐蚀。空气会进入进入电气接头接触面,发生化学反应,形成不易导电的物质,增大接触电阻,形成发热,而发热又会使化学反应加速,形成恶性循环。特别是在不同材质的接头接触面处,由于其材质不同,导电率不同,会发生原电池效应,使接触面电阻增大,引起发热缺陷。
(3)接触面氧化。
(4)环境因素。近几年来,随社会的不断发展进步,用电量也越来越大,环境温度持续增高,造成变电站负荷越来越大,原先设计的设备不能承载现在的负荷,而巨量额待改造的设备不可能一起完成改造,使部分设备一直在超负荷状态下运行,无法承载超过额定电流的大电流,形成发热。从变电站发热缺陷统计数据看,在负荷大的变电站,发热缺陷发生率明显偏大。
(5)客观因素。电力接头和设备线夹数不胜数,检修中不可能将每一个接头都进行检查和处理。这种现状使部分接头在检修中无法得到检查和处理,在运行时,无法检查到位的接头容易发生发热缺陷。
3、缺陷处理和解决方法
发热缺陷对设备和供送电危害巨大,严重时可能烧损设备、线夹或导线,影响运行,耽搁生产,但处理相对比较容易,只需要将接头打开,打磨接触面,正确涂抹电力复合脂(导电膏),更换不锈钢螺栓,对接头重新紧固;如果设备线夹或设备零部件由于发热烧损严重,可对烧损严重的线夹和零部件进行更换。但要从根源上降低或消除发热缺陷,必须做到以下几点:
(1)提高材料质量。变电所母线及设备线夹金具,根据需要选用优质产品,载流量及动热稳定性能,应符合设计要求。特别是设备线夹,应积极采用先进的铜、铝扩散焊工艺的铜铝过渡产品,坚决杜绝伪劣产品入网运行。
(2)防氧化。设备接头的接触表面要进行防氧化处理,接头接触面可采用锉刀或砂纸把接头接触面严重不平的地方和毛刺锉掉,使接触面平整光洁,然后涂抹电力复合脂(俗称导电膏),对涂抹的电力复合脂应复合标准,一般以017~1mm为宜,同时用复合接触面通流要求的螺栓紧固,保证接触面的紧固力量和密封性能。
(3)紧固压力控制。部分检修人员在接头的连接上存有误区,认为连接螺栓拧的愈紧愈好,其实不然。因铝质母线弹性系数小,当螺母的压力达到某个临界压力值时,若材料的强度差,再继续增加不当的压力,将会造成接触面部分变形隆起,反而使接触面积减少,接触电阻增大。因此进行螺栓紧固时,螺栓不能拧得过紧,以弹簧垫圈压平即可,有条件时,应用力矩板手进行紧固,以防压力过大。
(4)提高设备性能,对到大修年限的设备,有计划的进行大修,防止缺陷发生,提高设备寿命,同时对未增容的隔离开关等设备进行增容,满足设备负荷的要求。综合分析变电站及设备老化情况,对运行时间长锈蚀严重的刀闸触指弹簧,刀闸帽内部软连接等导电部件进行更换,对长期在恶劣环境(空气潮湿,腐蚀严重)运行的接头螺丝、弹簧垫更换不锈钢螺丝。(5)每年的检修前,进行红外检测。红外检测技术集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身,通过接收物体发出的红外线(红外辐射)将其热像显示在荧光屏上,从而准确判断物体表面的温度分布情况,可以通过温度分布情况分析设备三相接头的温差,将温度明显升高的部位(接头、线夹),根据当时的环境温度和负荷情况,在检修中与变电站人员巡视检查到的发热部位一起进行针对性处理。
随着经济的飞速发展,用电量不断增加,设备负荷逐步加重,用户对供电可靠性要求提高,设备的发热缺陷在设备缺陷管理中成为一个越来越突出的问题,已经引起了有关部门的重视,因此,通过研究发热形成的原因,从根本上解决或降低发热缺陷的发生率,对保障用电高峰期电网安全,保障生产和社会发展有着重要的作用。
参考文献
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