输变电设备电连接发热故障分析
乙朋
摘要：输变电设备电连接部位接触性能的主要因素有接触压力、接触面积、环境温度、氧化膜厚度与防护材料涂覆等情况。当接触电阻过大时，电流产生的大量焦耳热会使接触表面金属发生软化、粘结，影响接触性能。基于此，本文笔者就输变电设备电连接发热故障进行简要阐述。仅供业内同行参考。
关键词：输变电设备;电连接;发热故障;
1 输电设备与变电设备概述
输电设备与变电设备都是电网中的重要组成结构，其设备构成的部分可分为输电网与变电网。其中，输电网主要是负责输送电力，其组成部分包括输电线路、供电的发电站以及相匹配的其他设备等，输电网也是保证供电稳定的重要基础，具有覆盖范围广及检修工作量大的特征;变电网则是负责改变电力系统中输送电力的电压，在必要时变电网还可直接切断电压，输变电设备电连接作为配电与输电的一个集结点，直接影响着供电的安全性，温度是反映电缆运行状态十分重要的参数，当电缆处在非正常的过热状态会加速电缆的绝缘老化，甚至会发生热击穿。电缆发热情况不仅与电缆本身的参数相关，也取决于电缆的接地、布置或排列方式，在通流相同的情况下，不同的接地、布置方式所引起的电缆发热会有较大差异。
2 输变电设备电连接发热故障
2.1 制造安装维护不满足要求
部分设备厂家制造时未充分考虑接触面，搭接面的螺纹深度较深，无法有效接触。图1为所示为检修现场遇到的发热缺陷照片，电连接部位为螺纹型样式，且螺纹较深，无法用传统方法进行打磨处理，接触电阻过大而发热。
主要有：安装螺栓没有打力矩，造成压紧力不够;部分接触面存在磨损或氧化未及时开展检修;检修过程中未涂敷防护材料或涂敷过多的防护材料;电连接部分采用螺栓搭接而不是性能更可靠的压接。
2.2 防护材料选用不当
目前，一般采用常规的凡士林、导电膏或者电力复合脂作为防护材料。凡士林能够减少接触面之间的摩擦，但凡士林不含导电介质，不能有效降低接触面的接触电阻，减少发热，而且滴点很低，在高温环境中容易液化。导电膏在一定程度上可降低接触电阻，但是导电膏中的金属导电介质，暴露在空气之中很容易发生氧化，时间一长就会使导电膏氧化变硬，在电连接部位形成氧化膜，而且这种氧化膜非常难以消除，成为新的发热隐患。尤其是市场上导电膏的种类五花八门，质量参差不齐，质量差的导电膏更容易导致电连接发热。电力复合脂以矿物油、合成脂类油、硅油等作基础油，经皂化、增稠，加入导电、抗氧、抗腐、抑弧等特殊添加剂，再研磨、分散、改性，精制成软状膏体，可改善电接触性能，也称为电接触导电膏。目前市场上电力复合脂一般分为5大类：可动电接触型、高温固定电接触型、超高温电接触型、宽温电接触型和灭弧电接触型，现场若电力复合脂选型不当、技术参数不符合标准或者涂敷方式不当也会导致电连接部位发热。
2.3输变电设备运行环境差
户外输变电设备电连接部位经常运行在雨、雪、冰冻、日晒等恶劣大气环境下，而且部分户外输变电设备附近有电镀厂、棉絮厂等污染企业，部分输变电设备甚至处于高温、高湿、高盐雾的湿热海洋性气候环境下，在电连接部位会产生氧化脏污和电化学腐蚀，容易导致发热。
3 输变电设备电连接发热故障处理措施
3.1 重视制造安装维护工艺
督促制造厂及安装运检人员提高工艺水平，加强设备投运前的验收关，检查紧固螺栓的紧固情况。加强红外测温及时跟踪温度变化，开展输变电设备检修周期管理，运行年限渐久和发热缺陷频发的输变电设备要缩短检修周期。通过大修或技改工程将采用螺栓搭接的电连接部分改造为性能更可靠的压接。
3.2使用可靠的防护材料
在处理输变电设备电连接发热问题上，传统的防护材料存在先天的不足，可使用质量可靠的导电膏或者电力复合脂作为新型防护材料。新型电力复合脂一般选用皂基作为稠化剂，通过加入炭黑提高脂的滴点和电导率，具有优异的抗盐雾性能、耐腐蚀性能、抗磨性能。输变电设备电连接部位因为加工工艺原因，从细微结构来看，表面是凹凸不平的，实际有效接触面只占整个接触面的一小部分，金属表面的氧化膜使有效接触面积更小。将电力复合脂涂覆于电连接部位，使其填充到电接触面的缝隙中，可以降低结合面粗糙结构，增大实际接触面积。电力复合脂中细微的导电粒子在连接预紧时有一定的去膜作用，有效打破接触面上的金属氧化层，减少接触电阻，減少接触点发热。同时，涂覆电力复合脂后可起到密封阻隔作用，可以有效防止腐蚀性物质、雨水腐蚀和电偶腐蚀，根据隧道效应等理论，在电接触面涂覆电力复合脂后能增强导电性能，减少电阻损耗，提高连接处的导电性，降低电连接部位温升。DL/T5161.4—2018电气装置安装工程质量检验及评定规程规定接触面应根据厂家技术要求涂电力复合脂。在处理输变电设备发热故障时可参考DL/T373—2019电力复合脂技术条件进行电力复合脂的选型，同时要严格执行电力复合脂涂敷的工艺，防止出现涂敷过少或过多情况。
3.3 改善输变电设备运行环境
输变电设备规划阶段要与政府部门沟通好，尽量避开高污染区域。输变电设备投运后，附近又有电镀厂、棉絮厂等污染企业进驻的，可考虑后期改造过程中选用耐污染级别的产品。条件允许的话，甚至可改造为户内或半户内形式，改善输变电设备的运行微环境。
3.4 电连接部位发热故障的处理步骤
（1）用砂布或钢丝刷打磨接触面，去除毛刺、较大的麻点、油污和氧化膜，使接触面保持平整和清洁。若电连接部位有镀银，接触面无发黑现象，只需用无水酒精或丙酮擦拭，若镀银层发黑，可用工业百洁布或金相砂布轻轻打磨。（2）接触面打磨后再用干净的纱布蘸无水酒精擦拭干净，待挥发后均匀涂上一层电力复合脂，涂敷工具应保持清洁，电力复合脂涂抹后应用油灰刀刮平，但涂层厚度应保持在0.1-0.2mm左右，电力复合脂应均匀涂在有效搭接接触面内，而且不可涂得太厚。（3）将接触面重合，将螺帽拧紧，紧固时用力矩扳手并施加规定力矩，不能出现夹紧力不够，也不能使接触面过紧而变形。（4）用电阻测试仪测量电连接部位的接触电阻，处理后的电阻值应小于规定值。
结束语
综上所述，输变电管理工作是较为重要的一项工作，因此，要提高输变电设备制造安装维护工艺，参考DL/T373—2019电力复合脂技术条件进行电力复合脂的选型，尽可能改善输变电设备的运行环境，这些措施可减少输变电设备电连接部分的发热缺陷数量，提高电连接部位的可靠性和稳定性。
参考文献：
[1] 刘成义，侯晓峰.浅议输变电设备安全管理的风险控制 [J].矿业装备，2020（01）：180-181.
[2] 高玉强，钱瑞琦.浅议输变电设备电连接发热故障 [J].农村电工，2019，27（09）：145-146.
[3] 王海生，孙才新.基于输变电设备电连接发热故障分析与前景 [J].中国电力，2020（02）：111-117.
[4] 国家能源局.电气装置安装工程质量检验及评定规程第4部分：母线装置施工质量检验：DL/T5161.4—2018[S].北京：中国标准出版社，2019：05.