摘要：现代电力系统中，铜铝过渡线夹占据着比较重要的地位。尤其在变电站中，电气设备与铝导线的连接中往往采取铜铝过渡线夹的方法，但因铜铝过渡线夹内在的本质特性，铜与铝的化学活性不一致使它们连接后通电会发生电化学反应，导致铝线逐步氧化，降低铝线的机械强度，铜与铝的电阻率不同，通过电流时会产生大量余热，较易产生过热故障等，铜铝线夹的使用给电力系统的稳定运行带来了比较大的安全隐患，本文通过一起铜铝过渡线夹断裂造成的事故为例，分析并总结了设备线夹在选型及运行维护中注意事项，并提出相应的措施。
关键词：铜铝；过渡线夹；事故分析；预防措施
铜铝直接连接会产生电化学反应，在潮湿的空气下铝材会迅速老化腐蚀，增大接触电阻，严重者甚至烧毁接头。故在变电设备间铜的连接点均采用铜材料连接，铝的连接点均采用铝材料连接。对铜铝接点之间要使用铜铝过渡型设备线夹连接。因目前电力系统大量使用的是采用闪光焊、摩擦焊等技术焊接在一起的铜铝过渡型设备线夹，在运行时较易在铜铝过渡连接处发生断裂事故。而设备线夹发生断裂会造成较为严重的电网事故，甚至是大面积停电事故，在电力生产中是一个很容易被忽视的重大安全隐患。
1铜铝过渡设备线夹断裂的原因
（1）设备线夹自身设计原因，铜铝过渡接触面小，容易发热，加上铜和铝两种金属本来就不易结合，还有就是不同厂家产品质量差异造成。
（2）施工工艺问题，在施工过程中，部分线夹受安装位置限制，需要有一定弯度，而现有线夹大多为平板或者很小的弯度（小于30度），就需要后期加工，人工握弯，在人工握弯过程中，通常是采用简单粗暴的办法进行，直接对铜铝过渡部分进行伤害，为今后故障埋下隐患。
在施工过程中，经常会出现设备线夹全铜部分钻孔过小不能使用，需要二次钻孔，在二次钻孔过程中，受外力影响，也对线夹有伤害。因此，《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》中明确规定：母线与母线、母线与分支线、母线与电气接线端子搭接时，其搭接面的处理应符合下列要求：
1）铜与铜：在室外，高温且潮湿或对母线有腐蚀气体的室内，必须搪锡；在干燥的室内可以直接连接。2）铝与铝：直接连接。3）铜与铝：在干燥的室内，铜导体应搪锡。室外或空气相对湿度接近100%的室内，应采用铜铝过渡板，铜端应搪锡。与此相应，铜电缆与铝电缆连接时可采用铜铝连接管，铜电缆和铝导线连接时可采用铜铝端子，铜端应搪锡等等。
（3）经常受不可抗拒风力、倒闸操作的人为外力的影响。
（4）经常受环境风、雨雪、空气污染使铜铝接触部位氧化，铜铝连接会产生电化学反应，增大接触电阻，烧毁接头。
2铜铝过渡线夹断裂事故
2015年10月21日6时44分，220千伏甲乙变1号主变220千伏侧B相避雷器与导线相连的铜铝过渡线夹运行中断裂，导致220千伏1号主变差动保护动作跳开主变三侧开关。
2.1故障前运行方式
220千伏甲乙变故障前，220千伏I、II母并列运行，1号主变运行于220千伏I母、2号主变热备用；1号主变带甲乙变110千伏母线负荷41MW（故障前），其中110千伏池安441线运行带静某变、齐某变负荷，110千伏池杏442线运行带杏某变负荷，110千伏枫池445开关运行作枫某变备用，110千伏池江446线运行作江某变备用，110千伏池灵447线运行作灵某变备用，110千伏池潘429线运行供红某变、蓬某变供电，110千伏池殷444线检修。故障时110千伏静某变备投双静472线，杏某变备投枫杏515线、红某变、蓬某变远方备投查红438线，备投成功，110千伏齐某变备投未成功。甲乙变#1主变跳闸共损失负荷近28MW，其中甲乙变所供齐某变损失9MW，所供某矿业等大用户和民用电器减少负荷约16.5MW。
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2.2跳闸及恢复供电处理经过
2015年10月21日6时44分21秒14毫秒，甲乙变220千伏#1主变差动速断动作，故障相别为B相，动作时间6mS，故障电流6600A。6：45调度监控汇报：甲乙变220千伏#1主变差动保护动作跳闸，三侧开关均已跳开，110千伏杏某变备自投动作成功，110千伏静某变备自投动作成功。6：47地调口令监控：将220千伏#2主变由热备用转运行，6：50汇报送电正常，甲乙变恢复供电，6：51将事故情况简要汇报省调、公司有关负责人。
2.3现场检查处理情况
现场检查发现，220千伏1号主变220千伏侧B相避雷器引线线夹型号为“宁SYG-400B”型，初步确认为闪光焊对接型式铜铝过渡线夹。将1号主变220千伏侧避雷器A、B、C三相线夹更换，更换为“SYG-400”型钎焊型式铜铝过渡线夹（非对接型），并对主变本体进行了常规例行试验并进行色谱分析，未发现异常。
3应采取的防范措施
从以上的原因分析中可以得出结论，此次事故先是因设备线夹的错误选型埋下了隐患。然后由于铜铝过渡线夹的特殊性质，该局在运行维护的过程中未能充分认识到铜铝过渡线夹可能断裂及断裂后产生的后果，因此笔者认为应从以下几个方面防范此类事故再次发生的措施。
3.1严把设计及验收初始关
在设备投运以前一定要严把设计验收的初始关，要严格审查线夹的选型是否符合要求。对于诸如此类选型不当的地方要及早提出整改，力求在设备投运以前解决。同时在验收时要重视穿墙套管及设备线夹等细小部位的验收。对于铜铝过渡线夹要重点检查铜铝过渡处有没有裂纹。
3.2使用新型的铜铝过渡线夹
钎焊是将一薄铜片与全铝设备线夹经药物升温粘连，机械力压接后将铜片焊接在铝板上的一种加工方式。该方式工艺简单、质量可靠，受其他条件影响时不会出现断裂，是最保险的铜铝过渡设备线夹。在线夹易受机械力且必须使用铜铝过渡线夹的地方，可使用采取钎焊工艺的新型铜铝过渡线夹，从根本上解决铜铝过渡线夹易断裂的问题。但应注意的是，在施工时要按照正确的方法对其进行钻孔或冲孔。
3.3减少线夹过渡处受力
运行人员要加强对设备线夹的巡视。在巡视过程中如发现某处线夹存在严重风摆或者受机械力的情况，要及时上报缺陷申请处理。同时在操作隔离开关等旋转设备时要注意与之连接的设备线夹是否会随之扭动。如果发现扭动，也应及时上报处理。在挂接地线时应注意不能用力过猛，使线夹受伤。应选择适当型号的接地线并按操作要求进行悬挂，以尽量减少对经常悬挂接地线部位铜铝过渡线夹的损伤。
结论
铜铝过渡型设备线夹是一种性能稳定电导率高，便于安装、具有稳定的输出性能导电材料；它用于高低压电器，铝制本体的管状端与铝材料连接，铜板与铜材料连接，从而实现了铝材料和铜材料的电气连接。
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论文作者:陈勇胜,陈嵩,潘栋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/13
标签：设备论文; 母线论文; 事故论文; 甲乙论文; 故障论文; 钎焊论文; 钻孔论文; 《电力设备》2018年第3期论文;