变电运行电气接头发热的原因及对策分析

发表时间:2021/5/14   来源:《中国电业》2021年2月第4期   作者:许雪波
[导读] 变电运行在电力系统中主要负责道闸操作、电网管理运行、处理电力事故等工作
        许雪波
        国网高平市供电公司,山西省高平市048400
        摘要:变电运行在电力系统中主要负责道闸操作、电网管理运行、处理电力事故等工作。变电运行过程中普遍会出现电气接头发热现象,导致电力系统无法安全、稳定的运行。因此,本文变电运行电气接头发热原因进行简单剖析,而后提出相应的解决办法,使变电运行电气接头发热现象可以大幅度降低,保障电力系统的安全运行。
        关键词:变电运行;电气接头发热;原因;对策
        1变电运行电气接头发热的原因
        1.1电阻损耗
        发热现象是指在电阻中持续流通过度的电流时,电流产生的电能一部分会转化为热能从而使物体表面稳定升高的现象。载流电气设备运行过程中普遍存在发热现象,当载流电气设备长期处于电流过大的状态时,所产生的发热现象更为明显严重。根据电力公式可知,电流增大的同时电热也会随着增大,相反则会减少,基于此,在载流电力设备运行过程中如果大量电流流经电阻时就会使电热增大,而电气接头发热现象也就越加严重。
        1.2介质损耗
        (1)由于工作人员不当的操作方法导致发热现象产生。在变电运行过程中电流量过大时就会产生热能,这时也会使电气接头出现轻微发热现象,这种轻微发热是电气运行过程的正常现象,但是当电气接头发热超过一定程度时,如果工作人员没有正确加以处理,就会导致发热现象更为严重,甚至会影响整个电力系统的安全、稳定运行。例如,工作人员在处理电气接头发热时使用过量的导电膏,在电气设备恢复运行时会再次出现发热现象。
        (2)电气设备质量未达到标准。电气设备在变电运行过程中影响较大,如果电气设备质量未达到使用标准、内部结构以及运行方式存在不合理现象,都会导致电气接头发热现象发生。电气设备质量为达到标准的具体表现为绝缘介质质量不合格时就会增大供电负荷,使供电负荷出现不稳定状态,以及电气回路经常出现故障等情况到会导致电气设备发热。
        (3)自然环境对电气设备的影响。电气接头因天气原因造成发热的现象较为常见,电气设备接头由于长期处于室外环境中,天气温度过高、大风天气和雨天都会对电气设备接头造成一定的影响,同时在活性气体作用下电气接头的金属导体接触面经常会出现氧化生锈现象,也会造成导线接头松动出现接触不良现象,会使电气接头发热现象发生。
        1.3电气设备接头接触面过小
        导致变电设备接头接触面积小的原因有以下几种:①接头接触面的处理工艺较差导致的;②错误选取变电设备接头;③连接螺栓松动降低了接触面压力。在实际工程中想要使变电设备接头的接触面积增大,可以采取两种措施:①去除接头上面的氧化层使有效接触面增大;②改造电气设备接头。两种方法相比较而言,去除氧化层的方法较为便捷,设备接头的改造作业时受电气设备的制约较大,但是效果比去除氧化层的方法更加明显。
        2变电运行设备发热带来的危害
        当电力设备温度升高后,会造成绝缘材料在使用一段时间后出现脆化的问题,使材料的绝缘性能丧失,一旦低到一定程度,会导致设备的绝缘体系被击穿,出现短路事故,最终引发火灾。当变电设备运行过程中出现局部高温问题时,会导致设备的导体在受热情况下电阻迅速上升,从而增加电网损耗,且会对用电设备造成不同程度的损害。此外,在单台主变压器运行过程中,当运行方式改变后,会使电流增加,需要掌握发热的具体情况,否则将导致运行方式出现非正常状态,造成运行事故,引发大面积停电。
        3电气设备发热故障的诊断
        3.1接头部位发热故障诊断
        电网线路接头部位发热的故障主要是由于电阻损耗增加造成的。电力系统中的线路在运行过程中,因为金属内部存在对应的电阻,通过的电流受到对应阻力而产生发热现象。

此时,因为线路的连接部位电阻较小,产生的热功率也不大,属于正常现象。但是,若线缆的接头部位由于接触不良而导致电阻迅速增加时,则会出现热功率过高的问题,导致异常发热。通常,接头部位电阻迅速增加的原因主要是线路的结构设计不合理,在施工过程中没有按照标准施工,导致线路接触不良,或线路在长时间使用过程中,接头被污染、侵蚀等,从而导致电阻损耗增加。
        3.2铁芯发热故障诊断
        铁芯发热故障的主要原因是铁损增加。铁损是指线缆在通电后其自身成为了一个导电的磁体,在这个过程中电能会以磁场能的形式耗散。若在电网设计过程中,存在不合理的问题,或者不正常的启动和运行等,也会导致铁损发热的问题。此时,线缆或铁芯的质量不达标时,会出现局部过热,甚至短路。另外,变压器的漏磁现象也会导致铁损发热故障。
        4对策分析
        2.1严格规范设备安装步骤
        由于设备质量和人为不规范操作而引起的电气接头发热现象,可通过严格规范设备安装步骤及变电工作操作流程来避免。对设备的质量采用目视、手触、技术检验等方法进行全面的检验,确定符合使用标准,避免使用低质量设备,对设备中的母线和线夹的动热稳定性与载流量等进行检验,确定符合技术规范;还应检查电气接头材料,一般选用电阻值较大的铜或铝材料,在相同长度下其电阻值是其它金属材料的两倍,从而避免因设备内部结构或接头材料引发接头发热现象。此外,还应根据设备特点和安装要求,严格按照安装步骤进行设备安装,避免因安装不规范而留下隐患,比如如果电气接头焊接质量不合格,容易导致接头松动,从而引起接触不良,容易出现接头发热现象。
        4.2做好电气接头发热维修工作
        电气接头发热在变电运行中属于一种常见现象,要确保电气设备运行的可靠性,必须做好电气接头发热的日常维修工作。由于每次电气接头发热位置不同,须通过维修调试找准发热的准确位置以及发热原因。在隔离开关发热处理时,其发热源并不是单一而固定的,一般在动触头触指、导线与设备线夹处和旋转球头3个位置会出现发热现象,因此变电人员在接头发热维修时,在明确发热源的基础之上,再使用接触电阻仪进行检查,根据检查结果及经验值进行整体分析,结合接头发热产生的原因采取相应的解决措施。对于常见电气接头发热的处理方法有更换线夹的形状、接触面积、铜铝过渡工艺、载流量指标以及动热稳定性等符合使用标准的接头;锉平电气接头接触面突出的毛刺和明显凸出的地方,以减少电气接头的接触电阻,增大有效接触面积;按照正规的操作流程做好电气接头接触面抗氧化处理工作。
        4.3加强对变电设备的巡视与检查
        在变电运行管理中,加强对变电设备的巡视与检查是十分必要的,有利于及时发现电气接头发热问题,防止更严重的电力事故发生,维护变电运行的安全稳定。变电站一般建设在环境和位置条件相对较差的山区,变电设备的接头部位长时间受到日晒雨淋以及活性气体的侵蚀,容易出现氧化及生锈问题,导致电阻达到正常水平的80~100倍,因此须用红外线测温仪加强对室外易发热的设备电气接头部位进行巡查,及时发现发热的设备,有效预防因发热引起的电力事故。此外,由于山区风大雷电密集,对裸露在外的变电线路影响较大,受风力影响,电气接头容易出现松动,变电人员在巡视与检查过程中如发现问题,应使用合格的力矩扳手紧固电气接头,同时还应做好变电线路的防风和防雷工作,避免出现因电气接头松动引起发热现象。
        5结束语
        变电设备接头发热直接影响着电力系统的正常运行,严重时也会威胁到整个电网的安全性和可靠性。因此,在日常设备安装过程中要重视对变电设备接头质量的选择,在设计环节要避免因选型问题以及接头的有效接触面积缺乏导致的接头发热,在变电设备出厂安装过程中也要根据相关的工艺技术要求变电设备的接触面加以处理,同时对整个电力设备进行全面细致检查,从而有效降低变电设备接头发热现象发生几率,保障电力系统的安全、稳定运行。
        参考文献
        [1]孔德骏.浅谈变电运行电气接头发热的原因与解决办法[J].科技展望,2017,27(4):99.
        [2]徐帆.探讨变电运行电气接头发热的原因及对策[J].科技创新与应用,2016(36):194.
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