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变电运行电气接头发热的原因及对策分析

2020-12-08刘丽君

中国金属通报 2020年24期
关键词:挡板变电介质

刘丽君

(河钢股份有限公司承德分公司、河北省钒钛工程技术研究中心,河北 承德 067002)

电力事故不分大小,因为任何小问题都可能引起严重的安全事故,不仅会影响附近居民的生产和生活,严重时还会危及人身安全。因此,应特别注意电气接头发热现象。

1 变电运行电气接头发热的原因分析

1.1 电阻损耗过大

热能是由电流产生的热量而形成的,特别是电阻有比较强的电流经过时,就会有具有破坏电气性能的热能产生,它是由一部分电能转化而来的,从而致使电阻有比较高的热量。这种电气发热的情况在电气设备的使用中是普遍会发生的。特别是有一些大型电气设备,在运行过程中会有比较强劲的电流产生,致使电阻损耗增大,使得电气设备接头发热的情况更容易出现。

1.2 介质损耗导致发热

通常情况,交变电场会强烈影响到电气绝缘介质的极化方向,电气绝缘介质就会发生非常大的变化,而这个变化过程又要消耗大量时间。在变电运行过程中,电气绝缘介质的损耗也会致使电气接头发热现象的发生,比如公式:P =U2ωCtgδ,它是介质损耗角正切值的测量计算公式;公式当中,P 为介质损耗,U为施加电压,ω 为交变电压角频率,C 为介质等值电容,tgδ 为介质损耗角正切值,电压效应而引发了发热现象,这种情况经常出现在变电运行过程中。而又有许多原因会导致由介质损耗引起的变电运行中电气发热情况产生。

1.2.1 工作人员方法不当

在变电站运行过程中,大量电流会产生一定量的热量。电气接头产生少量热量是正常现象;但是如果电气接头的热量明显高于正常范围,则意味着工作人员工作方法中必然有明显的错误。比如,一般情况下,通常设备的接触面只有一面进行接触,但是由于工作人员对导电膏进行的过多涂抹,就会导致吹附灰尘后发热情况再次发生。

1.2.2 环境因素

环境因素严重的影响到了电气接头。特别是在恶劣情况,例如高温、大风的影响下,电气接头就会更容易出现发热情况。一般情况下,电气设备的接头都是金属制品,长期暴露与空气接触并经历了一定的风吹雨打,同时在大气活性气体的作用下,电气设备的接头处就极易出现生锈和氧化现象。由于大风天气的影响,电气设备接头松动致使接触不良从而增加热能的产生。使得出现电气接头发热的情况。

1.2.3 设备问题

在变电站运行中,电气设备本身的质量问题将对整个变电站运行过程产生很大的影响,绝缘介质的质量会很差;电源负载超过正常水平;发生电路故障和一系列弊端。

1.2.4 材料问题

电气接头的金属膨胀效应还有微电池的腐蚀问题都是经常出现的情况。

1.3 电气设备接头接触面过小

变电设备接头的接触面积过小产生的主要原因包括:①处理接头接触面工艺差;②变电设备接头的错误选择;③连接螺栓松动使接触面压力减小。但是在实际施工过程中要想加大变电设备接头的接触面积,要做到以下两点:①接头上面的氧化层直接进行清除,从而加大有效接触面积;②对电气设备接头进行改造。对比这两种措施,氧化层清除则更简便、更快捷,电气设备在很大程度上制约着设备接头的改造,但是其效果明显优于氧化层清除的办法。

2 变电运行设备发热带来的危害

在电力设备运行当中,温度逐渐上升,升高的温度就会在一段时间的使用后绝缘材料出现脆化问题,材料就会失去绝缘性,如果绝缘性降到最低,设备的绝缘体系就会失去其作用,造成短路事故的发生,最终会引起火灾。如果在变电设备运行中局部出现高温情况,设备的导体由于受热情况导致电阻值迅速上升,使电网损耗增加,就会不同程度的损毁用电设备。另外,单台主变压器运行当中运行方式的改变就会增加电流,这就要对发热的具体情况进行掌握,否则会致使非正常运行状态的出现,发生运行事故,出现大面积停电的现象。

3 变电运行电气接头发热的对策

3.1 提高安装的规范性

电气设备的安装过程应按照相应的规范和具体标准进行。 ①需要对设备质量进行全面检查,以检查设备是否存在质量问题,同时通过观察,技术检查等手段对设备进行全面检查,以确保设备质量符合特定标准。 ②电接头发热现象是普遍存在的问题。因此,在安装设备之前,有必要进行必要的电气实验。通常,电气设备接头由铜或铝制成,并且长度相同,其电阻值是普通金属产品的两倍。③电气设备中的关键部分就是母线和线夹,因此在选择母线和线夹时,它们的稳定性和实际载流量大小是人们特别要注意的,严格把握住质量,预防假冒伪劣产品,防止由于越来越严重的接头发热情况对整个变电运行的安全产生一定的影响。

3.2 前期做好预防措施

在变电运行过程中,电气接头发热的情况由于变电运行其自身的特点而无法规避,但是为了减少出现发热问题,可以在前期采取一定的举措。致使接头发热问题产生的因素有很多,因此在运行前期可以适当的采取一定的预防措施,例如,线夹之间的接触面要防止过小,还要注意铜铝的过渡板一定不能装反,又或者导电膏涂抹不均匀的情况、接头的接触面不平整等问题。设备的采购也要进行严格把控,安装工艺相对提高,检查要按照严格的标准、相应的规范,尤其是要保证设备的螺丝松紧和电阻值都没有任何问题。

3.3 设计和施工验收阶段的预防措施

通过变电设备接头发热产生的原因我们了解到,设计输变电设备接头当中要注意以下问题:防止线夹接触面太小、铜铝线夹之间铜铝过渡板没有安装或者装反、导电膏涂抹不均匀以及接触面不平整等。严格把控采购的质量以及安装工艺质量,并且对设备进行严格检验的时候要依照相关标准规范,加大对一次回路设备的螺丝松紧和电阻的检查力度,从而使得输变电一次设备接头的安装符合标准规范。

3.4 隔离开关保护罩的有效应用

以基板作为安装载体来对延长挡板和侧挡板进行安装,每一个隔离开关的保护罩体都是由基板、侧挡板和延长挡板共同组成,安装在隔离开关的上面、侧面对其进行一定的保护作用,防止由于鸟类、树枝等外力作用而导致隔离开关出现跳闸的情况。基板要高于延长挡板和侧挡板,这样雨水就能由于基板的作用直接滑落到侧挡板和延长挡板上,避免隔离开关由于雨水的落入而对其适用效果产生影响。风力拨料机通过叶片作用而完成风能收集,垂直轴由风力的推动而旋转,使垂直轴下面的拨料杆转动,把保护罩表面的杂物清理干净,使电力运行中的安全隐患在一定程度上减小。

3.5 强化电气接头发热检测技术

要想对电气设备接头发热进行维修检测,首先就要进行一定的故障检测,设备为何会出现故障,查找并确定根本原因,从而了解到故障监测的具体周期,使电气检修工作能够方便顺利的展开。其次,通过超声波检测的方式或者地电波检测方式对开关柜的状态进行检测。变压器和电缆诊断也属于变电设备检测,变压器和电缆设备的检测主要是根据地电波局放检测和震荡波局放检测来进行。另外,对变电设备进行检测时,对变压器的检测则主要根据油质分析、油色谱分析、绕组变形、油中腐蚀性硫分析、红外热成像和局部放电检测等来进行的。

3.6 安装使用保护罩

电气接头由于长时间暴露在空气中,因此环境因素严重影响电气接头,为了使环境因素对电气接头的影响在一定程度上能降低,保护罩的安装起到了一定的作用,从而使电气运行的稳定性也提高了。比如,为了避免鸟类和雨水等外力因素影响隔离开关接头,对隔离开关安装的保护罩一般就是安装基板、延长挡板和侧板,其中基板的高度要高于延长挡板和侧板的高度,这样才能使隔离开关的接头位置不受环境影响得到保护,避免由于接头松动而导致发热的情况产生,从而使变电设备的使用寿命得到有效延长,使变电设备的稳定运行以及安全都有了一定的保证。

3.7 加强设备运行巡视

人员在变电站设备运行过程中,应适当加强对变电站设备的检查,及时发现发热的电气接头,保证变电站设备的安全稳定运行。通常情况下,大多数变电站所建造的位置气候条件和地理条件都非常恶劣。电接头更容易被风,日晒,雨淋和活性气体腐蚀。金属导体的接触表面经常被氧化并产生生锈现象,使电阻率值比正常值高80-120 倍。因此,对于易发生故障而又长时间处在室外空旷地区的部位,要适当的采用红外线测温仪对设备的运行增强巡视,从而有效避免电力故障的发生。此外,山区地带大多比较空旷而且风大雷密,由于风力的作用变电线路极易出现接头松动的现象,导致接触不良而发生发热的情况。因此,电力人员就要加强在大风多雷的季节对变电线路的防风和避雷措施提起一定的重视。

4 结语

作为电力系统的重要组成部分,变电站的运行对于确保其稳定运行非常必要。为了防止因为型号的问题或者接头面积的问题而留下隐患,在进行设计时,必须按照标准化的步骤和施工技术进行,安装并处理好细节。另外,在安装和控制期间预先注意设备的性能。设备正式使用后,必须及时进行检查和维护,及时发现并解决问题,并确保电源系统的安全。

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