(贵州电网有限责任公司安顺供电局 贵州安顺 561000)
摘要：电气一次设备连接头发热是变电运维专业中最常见缺陷，变电站内接头众多，故障率高，如处理不及时容易引发事故，影响设备的安全和电网的可靠运行。本文主要对设备接头的发热原因进行分析，提出了一些有效防止设备接头发热的措施。
关键词：接头、过热、腐蚀、红外测温
1、接头发热原因分析
1.1设计不当或无设计施工
设计未按照设计标准，选用构件型号偏小或选材不恰当，不能满足实际容量要求，长期过载运行。
1.2运行温度的影响
电气一次设备接头一般采用螺栓进行紧固连接，目前电气一次设备接头绝大部分为铜或者铝的结构，而连接螺栓一般为镀锌或不锈钢材质。一般螺栓的膨胀系数比铜（铝）的膨胀系数小，在日常运行过程中，由于负荷的不断变化，造成了设备接头部分运行温度随之发生变化，当温度升高时，铜和铝膨胀，但由于受钢质螺栓的限制，接头部位不能自由膨胀；而当温度降低时接头的收缩系数大于钢制螺栓的收缩系数于是接头之间的压力下降，接头间产生一个间隙，导致接触电阻增加，使接头部位温度升高造成接触面氧化，形成氧化膜，进而使接触电阻增加。如此恶性循环，最终造成设备接头部位过热，严重时导致接头烧坏，影响设备的正常运行。
1.3接头压力因素
接头压力是保证接触电阻的最主要因素。金属在压力下会发生蠕变。蠕变就是金属在压力下缓慢的冷变形。压力松弛的速率又与运行温度密切相关,因此蠕变的大小更大程度取决于温度。温度的变化是造成电气设备接头逐渐劣化的原因，而温度变化往往取决于负荷的变化。
1.4连接螺栓的品质因数
就目前的设备运行状况而言，连接部位螺栓生锈也是一个普遍状况。敞开式变电站的运行条件恶劣，在设计中一般要求连接螺栓应使用8.8级热镀锌螺栓，但在设备安装过程中，施工单位为节约成本，往往会使用劣质螺栓替代，在设备前期运行过程中，缺陷不明显。当达到已定年限后，螺栓生锈，螺牙受损，弹簧垫弹性缺失，运行中因震动或热胀冷缩引起的松动，造成接头发热热。
1.5施工工艺因数
当铜、铝导体直接连接时，这两种金属的接触面在空气中水分、二氧化碳和其他杂质的作用下极易形成电解液，从而形成的以铝为负极、铜为正极的原电池，使铝产生电化学腐蚀，造成铜、铝连接处的接触电阻增大。同时，由于铜、铝的弹性模量和热膨胀系数相差很大，在运行中经多次冷热循环(通电与断电)后，会使接触点处产生较大的间隙而影响接触，也增大了接触电阻，最后导致接头过热。
施工工人责任心不强。部分设备厂家在设备出厂后，均在在接头表面涂抹凡士林，并用纸套将接头套住防止氧化，在施工过程中，接触面杂质清理不干净，连接使不涂抹导电脂造成接触不良。在引流线的制作加工过程中，不清除引流线表面及压接线夹内被氧化层，压接部位接触电阻增大。
2、一次设备接头发热处理方式
在进行设备接头发热缺陷处理时，应首先查看红外测温图，确定发热部位，其次，动手操作前，应细心观察过热部位的外部现象，如色泽、烧蚀痕迹、接触缝隙、螺栓的紧固强度和均匀程度等，针对不同情况制定不同检修方案。
对于引流线接头部位发热缺陷，首先清除导线和线夹内部的烧伤痕迹，使用砂纸打磨表面氧化层，然后使用钢丝刷清除导线内的杂质污垢，使用无水酒精清洗金属碎屑后均匀涂抹导电脂，按规定紧固螺栓。若发现引流线散股或断股现象，建议更换引流线。
对于铜铝接头硬接头部位发热，应使用锉刀对接触面烧蚀痕迹进行清除，将接触面打磨平整后涂抹均匀导电脂按照螺栓紧固工艺对角拧紧。
最后所有连接螺栓螺牙处均应涂抹黄油，防止螺栓螺牙氧化锈蚀失效。
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3、一次设备接头发热的预防措施
3.1把好设计关
严格按照设计规程要求施工，设计人员要考虑接头允许负荷电流，要考虑接头处因打孔，折弯造成的截面积的损失，选择合适的材质，选择大小合适的螺栓及接头打孔的位置（我局某站10kV电容器组连接安装时选用了40mm的铜排进行连接，但在安装时接头部位设计为30×30，Φ10的眼孔，使用M8螺栓进行连接，由于M8螺栓紧固的力量达不到压紧铜排的要求，该站电容器组发热缺陷频发）。
3.2严格执行导线连接安装技术规范
1）一次设备接头螺栓建议使用8.8级热镀锌螺栓；
2）将铜铝接头之间连接，接头之间严格要求使用铜铝过渡片，并注意铜铝过渡片不得装反；
3）设备接头安装前，应仔细清理所有接触面上的杂物及氧化层并涂抹均匀导电脂，特别注意表面安装有热缩套的铜（铝）排连接时不得将热缩套压入接触面；
4）按标准紧固螺栓，紧固螺栓的顺序原则：按先中间、后两边、对角、顺时针方向依次分阶段紧固,第一步拧50%左右的力矩，第二部拧100%的力矩，紧固完成螺栓末端应露出螺母外1-3个螺牙；
3.3严格执行验收规范
1）检查接头制作是否与设计相符；
2）使用力矩扳手抽查螺栓是否按力矩要求进行紧固;
3）检查铜铝接头之间的铜铝过渡片安装方向是否正确；
4）检查螺栓螺牙是否涂抹黄油。
3.4使用新技术防止螺栓松动；
1）使用记忆合金智能垫片替代传统弹簧垫，该平垫可根据温度变化，输出不同弹力，降低接头接触电阻，能够有效地缓解接头发热问题；
2）使用唐式螺纹结构的螺栓进行设备接头连接能够有效防止螺栓松动；
3）由于凡士林或导电膏使用在电力设备接头上存在着一些难以克服的老化、吸潮、污染等问题，建议使用DJB-823型新产品，它具有特殊化学结构，能和金属形成化学键结合，牢固地附着在金属表面，隔绝了空气和水等腐蚀介质对金属的侵蚀具有优良的防腐蚀性能。
3.5定期开展红外测温工作；
严格执行变电运维相关规程，定期对一次设备接头部位进行测温，特别是高温和重负荷期间应适当增加测次数，发现设备接头发热时及时上报缺陷处理。
3.6同步设备检修周期维护接头；
在设备周期停电检修时，对设备接头部位同步开展检修维护工作，严格执行检修标准，清理接触面，必要时更换锈蚀螺栓或线夹，使用力矩扳手按力矩要求紧固所有螺栓。
4、结语
电力生产事故无大小，降低接头发热故障率，除了加大设备改造力度、提高设备档次外，还应制定合理的规章制度，以便发现问题及时处理，确保电网的安全稳定运行。
参考文献:
[1]杨平礼，《对变电一次设备接头发热的思考和对策》，甘肃省电机工程学会2005年年会，2005年度获奖优秀学术论文集
[2]孙福滨，变电站运行设备发热原因分析及监控方法[J]，水利科技与经济.2007.8.
论文作者:张津,苏剑锋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/18
标签：螺栓论文; 设备论文; 紧固论文; 接触面论文; 部位论文; 力矩论文; 测温论文; 《电力设备》2018年第23期论文;