摘要： 在变电站运行过程中，设备线夹发热是一项非常严重的问题，不仅会造成短路事故，也会一定程度影响到电网的安全运行。高压接头发热也是电力系统中最常见的故障之一，根据国网安全事故数据统计，在非人员责任的一次设备导致的电网事故中，有90%是因为高压接头发热而导致的。
关键词：变电站设备 发热 带电 处理 夹具
一 引言
高压设备线夹在运行过程中由于受各种因素的影响,如大电流冲击、化学腐蚀、电腐蚀等,容易引起发热,这样会严重影响系统的安全、稳定运行,严重时会发生短路事故及烧毁主设备,立即停电处理又影响供电的可靠性。针对这个问题,进行应急带电处理的方法的研究,以确保供电的可靠性。根据带电设备红外测温诊断应用规范，根据红外测温的结果，制定检修方案，高压接头连接处的热点温度高于80℃时，为严重缺陷，高于110℃时为危急缺陷，需要立即停电处理。若处理不及时，可能导致短路事故和烧毁主设备。但是正是随着供电负荷的增大，高压接头发热现象才会出现，此时极有可能处于电网负荷较大，无法倒转负荷，对出线进行停电的情况。这时候停电处理便不是最佳的方案了。
我们需要一种方案，在不停电的情况下能够切实的解决高压接头发热的问题，并且安全可行。
二、项目的理论和实践依据
设备线夹发热带电处理装置的研究为先进的绝缘操作技术与丰富的实际工作经验相结合的产物。
如图所示，电流由A导线经过A线夹（桩头）流向B线夹（桩头），最终通过B导线流出。在这个过程中，AB线夹之间由于氧化，会产生接触电阻R，高压接头的发热，就源于这个电阻。而我们所需要研制的高压接头带电应急处理装置就是要在不停电的情况下尽量降低R值，换句话说也就是要在不断开电流回路的情况下，减小R值。基于电路的基本原理，我们只要在R上并联一个极小的电阻，甚至是，将R短接，就能降低R值，图2所示。
图1 图2
由图二可知，此时高压接头的R′=（R1+R2+r）R/（R1+R2+r+R），R1、R2分别为线夹跟导体A和导体B的接触面电阻，r为线夹本身电阻。从公式可以看出R′的电阻跟R1、R2、r、R的关系，因为R为固定值，且比较大，如果R1+R2+r值为足够小趋近于0，根据公式，R′也等于0 Ω。而高压接头发热的情况Q= I2×R′×t也就等于0 W，当然，实际上R1+R2+r值不可能为0 Ω，但是可以做到尽量小，R′也就可以尽量小，发热问题也就能够得到解决。所以问题的根本就是要保证R1+R2+r足够小。我们以下面三点为研究方向：
1、收集归纳不同型号的高压接头。针对不同型号规格的、不同电流等级的接线排研制与之对应的专用夹具。
2、保证线夹本身电阻的阻值足够小。采用高导电率金属材质保证载流量的同时可减少自身电阻。
3、保证线夹与导体的接触电阻足够小：a、对导体表面进行带电打磨处理以减少接触电阻。b、线夹的夹具进行特殊设计，能够在足够的夹紧力下冲破导体的氧化膜，实现点接触c、并能够使用力矩扳手保证线夹的夹紧力。
而工程上现有的一套设备线夹发热带点处理装置，能够解决初步研发目的，只具备简单的结构，仅仅依靠人力手动旋转绝缘棒在把装置紧固在夹持位置，设备发热处理多在夏天，不仅操作起来十分费力导致检修人员疲惫不堪，而且设备夹紧力度也会因人而异，存在十分不稳定的因素，可能完全无法改善设备线夹发热情况，甚至还会烧损设备。
针对这些现有处理发热的简易设备所存在的不足之处，本发明有两个方向的改进。
（1）方向一：在原有设备基础上，把原有的依靠人工手动旋转绝缘棒紧固夹具，优化成通过拉杆使夹具开口并缩紧设备上弹簧，在发热位置加好后，通过绝缘棒底部按钮释放夹具和弹簧，使弹簧紧紧地压紧设备夹板，使加紧压力大于300N。
（2）方向二：在原有设备基础上，把原有的依靠人工手动旋转绝缘棒紧固夹具，优化成通过远程遥控电机使夹具加紧在发热位置。该方案在原有夹具装置上增加了电池、电机驱动模块，采用超远距离遥控，电机具有低转速高出力的特点，使加紧压力大于300N。
三、项目研究内容和实施方案
1、夹具的设计制造
收集归纳不同型号的高压接头。针对不同型号规格的、不同电流等级的接线排研制与之对应的专用夹具。
2、夹具设计。
a、对夹具钳口进行特殊设计，使之既能够在受力的同时破除导体表面的氧化膜，又有足够的长度，能够可靠的咬合住发热线夹。
b、弹簧式夹具要设计专门的弹簧，要求能够承受多次的拉伸操作而不致疲软，并且有足够的弹力能够压紧夹具钳口，保证夹具夹住线夹的压力足够，大于300N。
c、电动式夹具要寻找合适的电机，具有低转速高输出的特性，使其能够在电池的供电下，能够提供足够的动力带动钳口加紧，保证夹具夹住线夹的压力足够，大于300N。
3、导电专用装置
导电装置采用具有良好的导电性、抗氧化性、强度高，同时具有良好的锁紧功能的镀银铜线夹。
4、绝缘操作装置
绝缘操作工具采用良好的绝缘性能、饶度高的绝缘操作杆，对接接头与导电装置进行很好的对接，对接接头实现多角度旋转，保证各种方向的发热接头都可进行处理。
四、预期目标和成果形式
将研究成果用于现有运行中的变电站，实现在高负载情况下对高压接头发热的带电处理，保证了电网的安全运行。
1.预期目标：
（1）实现对高压设备接头发热缺陷无需停电就能得到及时处理，克服原有设备因人工操作因素，设备夹紧力度因人而异而造成的十分不稳定因素，提高了缺陷处理的效率，从而提高了供电可靠性。
（2）减少了高压接头发热处理的工作量，让夏天高温处理设备发热变得更加轻松便捷，在保障效果的前提下，使发热带电处理的工作变得更加轻松。
（3）研制出适用于220kV及以下不同电压等级的断路器、隔离开关、电流互感器、电容器等高压电气设备高压接头。
2.成果形式：
（1）针对不同型号、不同载流量的高压接头各研制出一套“变电站设备线夹发热带电处理专用夹具”。
（2）在220kV或以上变电站试点应用。
论文作者:钱聪,钱林清
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/18
标签：夹具论文; 高压论文; 设备论文; 电阻论文; 装置论文; 变电站论文; 导体论文; 《电力设备》2017年第33期论文;