梁炳钧
广东电网有限责任公司肇庆供电局，广东 肇庆526060
摘要：在当前电网系统中，变电站的刀闸是不可或缺的设备，可以有效保证系统正常运行,但随着我国现代电力系统的技术进步和不断发展,系统的容量日益增加,使得刀闸通过的电流越来越高,随之而来的主要问题之一便是系统刀闸的发热频繁，特别是刀闸接线掌发热缺陷。本文从设备发热的本质、原因出发，根据工作实际提出一套解决措施，为解决500kV变电站大电流刀闸接线掌在实际运行中发热问题以及预防发热缺陷提供一定的参考价值。
关键词：刀闸；接线掌；发热；措施
1 设备发热的本质
当设备运行时，相应电流通过刀闸的导电部件时会直接产生一个相应的热量，从而导致导体的工作温度增加，根据电热效应公式Q（热量）=I（电流）2R（电阻）T （时间），导体所需要产生的热量由相应的流经导体的电流、相应的实际电阻、通电持续时间等因素来决定。在实际工作环境下,刀闸运行时所经过的电流增加越大,导体承受的温升就越高,从而引起刀闸接线掌出现发热情况。
2 刀闸接线掌发热的原因
刀闸发热形成原因一般可以划分为外因和内因两种,外因主要包括:环境的变化温度、产品的生产制造质量(包括材料和工艺)、外力影响、自然灾害等;内因主要包括:刀闸接线掌安装的工艺、刀闸过负荷能力、接线掌互相接触处接触不良。
下面就实际工作中中常见的各种影响因素进行了分析。
2.1 刀闸所处环境影响
（1）设备在不同温度的条件下,所能承载的实际电流也存在差异。在夏季,一方面是因为环境温度较高、设备本身的电阻阻值也会相应地变大。另一方面，夏季用户用电量较大,负荷率也随之升高，此时负荷电流也明显变大，再者由于气温较高，刀闸无法及时散热，又会极大地增加刀闸接触电阻，形成一个恶性循坏。最终极易产生设备的材料老化、导电性能下降，致使刀闸接线掌出现发热故障。
（2）在变电站施工现场,由于容观等原因而致使刀闸存放的条件不完全符合规定。加上安装工期时间的推迟，设备零部件长期暴露于露天场所，若遇上雨雾、雾霾的潮湿环境，部件未安装之前的刀闸接线掌接触部位容易受潮而形成氧化膜，将会增加刀闸接线掌接触电阻。
2.2 刀闸安装、操作、验收不规范
当刀闸首次安装时,安装质量达不到要求。如导线长度不合适，勉强相互连接，没有预留导线热胀冷缩的伸缩裕度，导致在投入运行时拉扯连接线掌；接线掌的接触面粗糙处理，冲孔质量差，产生毛刺、凹痕、表面不平整等问题；线耳弯曲或扭转角度控制不到位，导致受力不均匀；接线掌螺丝紧固力不平均、由面接触变成部分接触，甚至是点接触；导电膏使用不规范,甚至使用不合格的导电膏，这不仅增大了其接触电阻，而且过厚的导电膏容易吸收空气中的尘埃，使刀闸接线掌运行状况变差。
2.3 刀闸紧固力矩不到位
（1）螺丝过松。螺丝拧紧力不足，在正常运行中因受到负荷和电动力的影响,长期处于微振动状态，加上接线掌本身的温度随负荷电流变化而有所变化，温度差异会造成接线掌的热胀冷缩，久而久之就会使得接线掌紧固螺丝本身出现松动，导致接线掌压紧力不足，另外在雨水、空气中的尘埃侵蚀下，接触面脏污，导致接触电阻的不断加大而引起发热。
（2）螺丝过紧。在进行安装时出于螺丝不紧会引起发热的考虑，用最大力矩标准拧紧，但由于接线掌的板材材料一般为材质较软的铜或者铝，螺丝过紧也会造成接线掌的两端微微向上翘起，而螺丝孔却出现凹陷情况，使接线掌有效地接触面积不断减少，接触电阻变大，过负荷能力大大降低，导致发热。
3 实例
结合上面阐述，介绍一起已处理的500kV变电站大电流刀闸发热事件，通过对该事件的处理，可为日后有效解决该类型问题提供参考。
3.1 设备情况
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3.2 缺陷内容
#2主变变低3023刀闸靠主变侧接线掌发热，A相84.7℃、B相50.2℃、C相53.2℃，热点温度≥80℃，<100℃，属一般缺陷（测温环境温度21℃，相对湿度66%，负荷电流2891A）。
3.3 缺陷部位
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3.4 缺陷原因
500kV变电站#2主变变低侧3023刀闸多组电容同时投入时，负荷电流达到3000A左右，设备承受极大过流，刀闸接线掌安装时工艺或材料差异导致过负荷能力不足，出现发热现象。
3.5 解决措施
通过组织多个专业研究，决定采取综合性的针对措施，结合停电处理缺陷：
（1）打磨接线掌：首先用平锉锉平刀闸接线掌接触面的一些金属毛刺，并用打磨砂纸把整个接触面全部研磨均匀，然后用细细的钢丝刷彻底地除去其接触面表面的一层氧化薄膜，再用干净的白色棉纱抹布蘸适量酒精将整个接触面彻底擦拭干净。
（2）接线掌渡银：通常刀闸接线掌均为铜质，很容易在表面形成一种氧化膜，而且该氧化膜电阻率很大，超出铜本身的电阻率十几倍。同时，要想彻底地除去这层铜的氧化薄膜又非常困难，几乎需要在略低于这层铜的熔点上高温中，才能够会融化；也很难因为在强电的环境中而受到破坏，只有经过打磨后才能把它彻底去除。但是接线掌的接触面是静止的，它们之间并没有存在相应的运动，所以一旦形成了氧化膜，就只能一直保持这种状态。而且因为接线掌多了一层氧化膜，使得铜接线掌的接触电阻增加许多，以至于该处的温升得到提升，能源的损耗非常大。另外，由于金属材料在高温下的蠕变,还会直接造成金属螺栓的连接松动，致使接线掌接触电阻变得更大，形成一种恶性循环。因此用镀银机器对接线掌进行镀银，尽量使膨胀系数接近，从而降低接触电阻和能量损耗，减少电解发热。
（3）涂抹导电膏：刀闸接线掌导电表面干燥以后，先在表面预涂0.05~0.1mm厚的一层导电膏，将这些导电膏均匀地进行抹平，使得整个接触面完全覆盖，并用工具轻轻地将其擦拭，重新再次涂抹0.2mm厚的一层导电膏。值得注意的一点就是,导电膏本身不一定属于良好的导体物质，它在整个接触面上的这种导电效应特性仅仅是靠它凭借"隧道效应"来来达到的，所以不能随意在接触面上涂抹太厚，否则将会大大地严重影响其使用效果。
（4）更换螺丝：更换全部螺丝，材质换成不锈钢，并在每根螺栓涂上硅橡胶平面密封剂，减少渗水机会，提高引线的固定力度。
（5）增加软连接：在每个刀闸接线掌之间相应的螺孔处增加铜质软连接片，然后利用螺丝把铜质软连接片紧紧地固定在刀闸接线板和导线接线掌之间，这样起到了分流作用，减少了每个刀闸接线板和导线接线掌之间的电流。
（6）力矩板手坚固：对同类型螺丝使用同一标准规范，保证压紧力相同。
3.6 缺陷现状
2020年11月20日停电处理后，各侧单面接线掌测量回路电阻在2-8μΩ范围之间。在合格范围内，符合投运要求。后续跟踪测温也在正常范围。
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4 总 结
本文主要是通过深入了解 500kV变电站大电流刀闸接线掌存在发热问题的原因，加上实践中的检修经验，得到上述浅析及处理措施的办法。但若需彻底解决 500kV变电站大电流刀闸接线掌发热问题，最佳的解决方法之一就是对它们进行完善化或者重建改造、更新。但在技术条件不足的特殊情况下，我们只能检修管理和运行维护两个层面充分发挥技术人员各个层面的主观能动性，通过对刀闸检修周期管理、刀闸检修工艺质量管理、运行维护管理、运行操作关键节点控制，保证旧设备平稳、可靠地正常运行。
参考文献
【1】电气安装工程母线装置施工及验收规范-中国计划出版社-2007
【2】导电膏在K2000E发动机上的应用-俞敏-《采矿技术》
【3】变电站电容器组连接处发热的处理与改进-檀英辉-《电气技术》-2017
【4】梅花触指压力测试仪的研制-吕晨生《中国设备工程》-2018