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摘要：根据辖区31座变电站近年来的52次10kV电容器连接组件发热缺陷统计数据，分析了电容器接头连接方式、检修处理工艺、连接组件材质等因素对10kV电容器连接组件发热现象的影响。基于10kV电容器连接组件发热原因分析，结合目前电容器接头连接线夹的不足，自主设计了一套拆装方便、连接可靠的抱箍式带丝扣电容器接头专用线夹，提出了一系列完整的检修维护优化工艺，以此保证10kV电容器连接组件各连接点的机械连接及有效载流的可靠性，为今后10kV电容器连接组件发热缺陷现场处理提供参考。
关键词：10kV电容器连接组件；发热；接头专用线夹；检修工艺
1 引言
10kV并联电容器组作为电网系统无功补偿的重要设备，其运行质量和状态是电力系统安全稳定运行的重要制约因素，同时关乎电力系统的降损节能水平及运行经济性[1-2]。如何做好电容器组的日常检修、维护工作及降低电容器组故障发生率已成电力工作者思考的重要问题之一，而在电容器日常检修工作中，检修人员也从组件材料、处理工艺等多种途径改进和提升电容器组维护水平，但10kV电容器连接组件的发热缺陷仍频繁发生，严重影响了电网的运行安全和质量，同时也增加了电容器组全寿命周期的维护成本及检修工作量。
目前，随着红外测温及其他测量技术水平的提升，在对10kV电容器连接组件的发热监测方面已无技术障碍，对发热组件缺陷处理后其运行的可靠性、有效性及时效性仍然是该领域的技术壁垒。针对电容器组件连接点发热问题，研究人员及变电检修工作者都进行过原因分析，且提出了一些改进措施，文献[5-6]从电容器运行环境、安装工艺、过负荷频率等方面分析了组件过热的原因；文献[7]结合统计学原理，基于统计数据分析了电容器连接组件的发热点及发热原因，并结合检修工作实践，给出相应的改进措施；文献[8-9]重点从检修工艺、缺陷处理辅助措施等方面研究了不同检修手段对电容器连接组件连接点接触电阻及载流效果的影响。尽管对电容器组连接组件发热问题的研究已取得一定的成果，但现有电容器接头均采用哈弗线夹夹住引流线，以螺栓紧固实现载流，接头连接处由于长期暴露于空气中易氧化或因接触面积不足，易引发连接点发热，严重威胁电容器的正常使用，事故发生率频繁，检修任务繁重，增加了站内停电检修次数，对人力、物力、时间成本都是巨大的浪费，且对站内设备正常运行构成安全隐患。
2 10kV电容器连接组件发热缺陷统计分析
结合在运变电站10kV并联电容器运行环境状况、组件连接工艺及组件发热故障频发的现状，基于辖区31座变电站近年来的52次10kV电容器连接组件发热缺陷统计数据，从组件发热位置及发热组件主要归属进行统计分析，（发热组件主要归属根据红外测温温度最高来确定）10kV连接组件发热缺陷主要集中在电容器组桩头螺栓、哈弗线夹与软铜线连接处，其故障率占统计数据的84.6%，如何有效解决桩头处连接点组件发热问题成了解决电容器组件发热的核心。
3 10kV电容器连接组件发热缺陷原因分析
针对上述52起10kV电容器连接组件发热缺陷，通过现场查勘对比及理论分析，并结合经电容器接头线夹改进设计、接触面打磨、引流线线径合理匹配、涂抹优质导电膏和螺栓紧固等一系列处理措施后取得的良好成效，综合分析可知，造成10kV电容器连接组件发热缺陷的原因主要包括组件表面氧化、螺栓松动、线夹与线径不匹配、有效接触面不足、引线断裂、接触面处理工艺不合格及部分组件设计缺陷等。
总之，根据统计数据及理论分析可将10kV并联电容器连接组件发热缺陷原因整体归纳为以下三类。
1）电容器连接组件表面氧化
现有电容器接头均直接采用哈弗线夹夹持圆形引流线，以螺栓紧固力实现电容器桩头与引流线的连接，连接处长期暴露于空气中易氧化，加之直接夹持连接处引流线表面存在间隙，当水分或空气中的杂质浸入后会加剧接头处的氧化。此外，采用哈弗线夹压接的散股软导线长期暴露在空气中自身表面也容易氧化，这又增加了电容器组件连接处发热的可能性。尤其是当变电站位于水泥厂、化工厂等高污染区附近时，电容器组件表面的氧化和腐蚀将更加严重。各连接组件表面的氧化和腐蚀，直接导致连接处接触电阻的急剧增大，进而引发连接组件发热故障的发生。
2）安装或检修工艺不合格
安装检修工艺不合格主要包括安装时螺栓紧固力不足、线夹与线径选择不匹配、接触面处理不到位等因素。电容器接头螺栓紧固力不足及线夹与引流线线径的不匹配主要造成连接处的夹紧度不足和孔隙过大
4 10kV电容器连接组件发热缺陷处理措施
基于上文对10kV并联电容器组连接组件发热缺陷的原因分析，结合个人长期从事变电检修工作中所积累的经验，从改进电容器接头线夹及优化检修工艺两方面入手，自主设计了一套提出了抱箍式带丝扣电该抱箍式带丝扣电容器接头专用线夹整体呈“T”型，使用时通过立管内表面内螺纹安装于电容器桩头上，以侧面两颗螺栓实现紧固，上平面两侧端部各预留一个螺孔，以螺栓固定铜鼻子实现引流线与专用线夹的可靠连接。该自主设计的T型抱箍式带丝扣电容器接头专用线夹使电容器桩头杆的外表面均充当起到良好的过渡和分散发热点的作用，减少热量集聚，大大降低了发热缺陷发生的可能性。
4.1 10kV电容器组连接组件检修维护工艺优化
为保证10kV并联电容器组连接组件的检修质量及安全运行，结合现场实际及工作经验，提出了一系列电容器连接组件发热缺陷处理的标准化检修工艺及改进措施，主要优化措施如下。
1）组件改进及优化材料选择。电容器接头线夹采用自主设计的T型抱箍式带丝扣专用连接线夹，连接螺栓选用不锈钢材质螺栓，引流线选用防氧化全密封透明软铜线，软铜线端部采用烫锡压接鼻子实现组件连接，从改进线夹设计、优化组件材质及组件连接方式等方面入手，尽可能地降低或消除电容器连接组件发热故障发生率。
2）检修工艺优化。对10kV并联电容器组连接组件发热缺陷处理工艺的优化主要体现在对组件平面接触面处理工艺的优化及连接螺栓紧固力的复核两个方面。对平面接触面的处理需经过打磨、酒精擦拭、涂抹导电膏等一系列工序，并保证打磨后接触面平整无破损、酒精擦拭后接触面光洁无残粒、涂抹导电膏薄而均匀。此外，进行螺栓紧固时必须使用力矩扳手进行，保证紧固力满足规范要求。
5 结束语
本文通过对辖区31座变电站共计52次10kV电容器连接组件发热缺陷记录数据的统计分析，总结了导致电容器连接组件发热故障频发的主要原因是连接组件表面氧化、安装或检修工艺不合格及连接组件设计缺陷。基于原因分析，自主设计了一套拆装方便、连接可靠的T型抱箍式带丝扣电容器接头专用线夹，提出了一系列完整的检修维护优化工艺，确保组件连接点具有足够的抗氧化能力和载流能力，从而提高10kV电容器的全寿命周期运行质量，减少维护费用及检修工作量，为今后处理10kV电容器连接组件发热缺陷问题提供指导。
参考文献:
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[4]祖树涛,张宁,李光,等.35kV电容无功补偿装置发热缺陷分析及对策[J].电力电容器与无功补偿,2014, 35(4):62-78.
论文作者:凃斌,朱绍铁,刘秀峰,柯小会
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：电容器论文; 组件论文; 缺陷论文; 螺栓论文; 工艺论文; 接触面论文; 紧固论文; 《电力设备》2017年第36期论文;