变电设备发热缺陷的原因及对策.doc

变电设备发热缺陷的原因及对策xx电业局 摘 要 电力系统中变电设备的接头普遍存在着发热的缺陷，分析了变电设备发热的原因，介绍了变电设备发热缺陷的检查及判断方法，总结了利用红外成像仪监测变电设备发热情况的经验，提出了预防设备发热的措施。关键词 变电设备，热故障，分析，红外线成像仪，预防措施正 文在变电站的各类缺陷中，设备发热缺陷普遍存在，发生率极高。以成为影响电力系统安全运行的重要因素。及时发现设备发热缺陷，应当将发热缺陷消除在初始状态，这样可以作到确保电网的安全运行。降低检修成本，避免被迫停电。1、电设备发热的原因分析1.1接头发热的原因（1） 接头联接安装工艺不当。联接安装过程中，错误使用砂纸打磨铝质母线接触表面时，将会有一定数量的玻璃屑及砂粒嵌入铝质金属接触表面内，导致有效接触面积减少接触电阻增大而发热。 （2）紧固螺栓压力不当。部分检修人员在母线接头的联接上存有误区，认为联接螺栓拧的愈紧愈好，其实不然。因铝质母线弹性系数小，当螺母的压力达到某个临界压力值时，若材料的强度差，再继续增加不当的压力，将会造成接触面部分变形隆起，反而使接触面积减少，接触电阻增大。 （3）不同金属的膨胀效应引起。钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜质、铝质母线小得多，尤其是螺栓型设备接头，在运行中随着负荷电流及温度的变化，其铝或铜与铁的膨胀和收缩程度将有差异而产生蠕变。所谓蠕变就是金属在应力的作用下缓慢的塑性变形，蠕变的过程还与接头处的温度有很大的关系。实践证明，当接头处的运行工作温度超过80时，接头金属将因过热而膨胀，使接触表面位置错开，形成微小空隙而氧化。当负荷电流减少温度降低回到原来接触位置时，由于接触面氧化膜的覆盖，不可能是原安装时金属间的直接接触。每次温度变化的循环所增加的接触电阻，将会使下一次循环的热量增加，所增加的较高温度又使接头的工作状况进一步变坏，因而形成恶性循环。 （4）不同材质接头接触表面的微电池腐蚀效应。据有关试验文献资料表明，铜的标准电势为+0.34V，铝的标准电势为-1.28V，铜铝之间的电势差为+1.62V。若铜铝直接接触，空气中的水和氧化碳及其它有害杂质会在接头接触表面形成电解液。由于两极直接接触，便会有微弱的电流流动，在电解液的作用下，使接触表面逐渐腐蚀，引起接触电阻增大而发热。1.2 刀闸发热的原因（1）刀闸本身质量问题。部分老刀闸，如GN6-10系列，在检修调剂确无问题的情况下，正常运行电流不超过额定值60%,但仍然会发热；刀闸的转动支点因制造工艺不良引起发热。（2）安装检修工艺质量问题。安装检修调剂质量不过关会导致发热。10KVGN系列刀闸，动静触头部在一条轴线上，动触头和压簧偏松，可能会造成接触不良或一侧接触不良；GW4型系列刀闸，动静接触头部在同一水平面上，上下误差较大时，会降低通流能力，动静触头连杆不在同一轴上或U型刀闸口的压簧偏松，可能会造成接触不良或一侧接触不良。（3）环境污染。环境污染造成刀闸上的弹簧部件锈蚀，失去应有的弹性，甚至断裂，完全失去弹性效应，引起接触不良。1.3变压器本体及电缆等发热的原因变压器本体的发热。因漏磁通产生的涡流损耗，导致变压器上下节油箱的部分连接螺栓发热。或者中部放油阀发热，一般发热点在高压绕组侧；谐波异常升高；固定单相电缆使用的普通金属环会产生涡流而发热。开关本体内部发热一般是由接触不良引起。2、怎样准确判断设备发热缺陷2.1正常的定期巡视检查2.1.1 看设备发热时，一般都有以下现象：油漆变色或者有鬼裂、金属异常变色、导线散股断股、试温片熔化、导电膏或电力脂熔化，金属构件变形、小雨天气接头上不积水有雾气蒸发或雨水淋湿后迅速蒸干、下雪时不积雪、接头上有异常氧化物，电缆头有溢胶等，对同一设备不同相进行比较，可以很直观地发现问题。2.1.2 听仔细听运行中的设备是否有异常的震动或放电声，需要灵敏的耳朵和丰富的运行经验。2.1.3 嗅户内应用效果较好。当设备发热时，一般都有异味出现，可能是油漆被烧烤蒸发的味道，也有可能出现脂烧焦的味道。2.1.4 摸用手触摸有发热嫌疑的设备外壳，进行比较，大多数人的手掌可以明显地感觉到0.5C以上的温差，有可能发现一些隐藏发热缺陷，如开关柜内设备发热时，开关柜的外表温度可能高于相邻柜体温度，甚至可以判断出发现的位置，此种方法对于发现开关柜的出线侧发热陷特别有效。设备由严重发热缺陷时，不要以手直接接触，防止烫伤。2.2 利用停电操作的机会发现发热缺陷有些缺陷在平时巡视中不可能发现，需要在停电操作是注意。如拉开刀闸时，注意对比拉开后的刀闸触头，注意检查平时不能观察到的部位，手车开关拉出后，注意检查开关触头有无异常等。2.3 应用远成像仪发现和分析发热缺陷远红外成像仪可以方便地获得带电蛇别的热图像，正常情况下使用远红外成像仪定期对设备进行全面的检查，进行温度比较，每季度至少进行1次。即使是冬季低温时。室外设备如果发现温差0.5C以上的测量点，该点应列入检修计划。高温高负荷时要适当增加检测次数，对怀疑对象进行跟踪检测。运行方式更改后，特别是负荷增加较大时，要及时进行检测。有的发热缺陷在负荷低时症状不明显，一旦负荷增加，缺陷迅速发展。使用成像仪扫描设备时，必须选择不同的视角进行全面检测，防止视角盲漏过缺陷。使用远红外成像仪式应之一以下情况：（1）测量到的最高温度不一定是真正发热点的温度，因为受测量场地的限制，扫描时不一定得到发热点的正面图像，即使是正面图像，发热点大部分不在表面，热量从发热点发出后，经过金属的快速传导发散，表面的温度远远低于发热点的温度。例如对某一设备的检查，3天前测量温度为97.3C，但检修拆下线夹时，发现开关桩头和线夹的表面上已经有轻微的熔化痕迹。（2）利用发热点与正常相存在的温差，判断发热缺陷。例如对某一220KV刀闸测量温度，其中一相测量温度为60.9C，但其它两相的测量温度只有39C，此刀闸安装在220KV天桥上，无法对发热部位全面扫描，虽然测量温度不算高，但在后来的大修中发现，该相有显著的发热痕迹，且真正的发热点在上部的固定螺丝处。（3）测量到的发热即使很轻微，也要作为缺陷列入检修计划。例如，某220KV刀闸母线侧有一项测量温度为47.2C，其它两相为38.7C，当时已经过了高温期，且经跟踪测量也无温度升高的趋势，但在次年的6月份发热情况严重恶化，被迫停电处理。因此，只要确认是发热缺陷，必须列入检修计划，且检修时间要在下一个高温高负荷期前。（4）使用成像仪扫描设备时要做到全面。只要有电流流过，就有可能发热，因此，不单要注意一次设备，还要注意二次设备，还要注意电磁发热，变压器上下节油箱高压侧的连杆螺杆发热在大型变压器中也不是个别现象。（5）当发热点被发现后，要立即进入缺陷处理流程，缺陷纪录中要明确发热点的详细位置，在工作票中要同样明确，防止缺陷不能真正得到处理。3、防止设备发热的对策3.1变电所所用的母线及设备线夹金具，根据需要可选用适当型号的合格产品，载流量及动热稳定，使之符合设计要求。特别是设备线夹，应积极采用先进的铜、铝扩散焊工艺的铜铝过渡产品，防止伪劣产品入网运行。 3.2设备接头的接触表面防氧化处理，应优先采用电力复合脂(即导电膏)以代替传统常规的凡士林。实践表明，中性凡士林无任何导电作用，只能起到防止水分渗入和隔离空气的作用，并且凡士林的滴点仅为54。所谓滴点就是在标准条件下，油脂物质从半固体变成液体状态的温度。当运行温度高于54时，凡士林就会慢慢渗化流失而干涸，空气的有害介质沿接触表面空隙侵入，使接头表面氧化腐蚀。而新型的电力复合脂，滴点达180220，凝固点低(-20-30)，其中所含的锌、镍、铬等金属细粒填充在接头接触表面的缝隙中，金属细粒在螺栓紧固力的作用下，能破碎接触面的氧化膜层，降低接触电阻。同时还可以在接头整个表面形成一个保护层而起到隔绝空气和水分的渗入，起到防止氧化的作用。这里需要指出的是，导电膏并非良导体，它在接触面上的导电性能是借遂道效应来实现的。所谓遂道效应就是指粒子通过一个势能大于总能量的有限区域。这是一种量子力学现象，按照经典力学是不可能出现的。因此，导电膏在接触面上不可涂得太厚，否则会影响其使用效果。 3.3接头接触面的处理。用锉刀把接头接触面严重不平的地方和毛刺锉掉，使接触面平整光洁，但应注意母线加工后的截面减少值：铜质不超过原截面的3%，铝质不超过5%。用除油剂除去接头表面的油污，再用钢丝刷除去表面的氧化膜，最后再用干净的棉纱蘸酒精或丙酮把接触面擦拭干净，立即在接