刘旸 郭冬青 齐建伟

【摘  要】随着科技不断发展和生活水平的步步提高，人们对电力供应也提出了更高的要求，为了保障群众生产活动能够继续得到保障，变电站也需与时俱进实现更持续、稳定、高效的供电工作。从变电站设备的运行状况来看，仍旧存在某些环节运作不够完善的现象，而造成设备出现异常的原因之一往往是站内设备接头发热。本文就我国变电站环境中所使用的设备接头发热现象进行分析，并提出改善这一状况的预防策略，以期能为实际工作的执行带来借鉴。

【关键词】变电站设备;接头发热;分析;预防

1 引言

我国各项基础设施建设日臻完善，国家电力工程飞速发展起来，变电站建设项目在各项现代化技术的支撑下为社会创造了极高的价值。现阶段，在诸多自动化设备及技术的整合应用之下，国家电网系统的整体功能较以往有了很明显的提升，电力系统的服务质量也有所提高，这些成绩的取得与变电站的日常运行管理的加强密切相关。从整体来看，变电站设备的日常维护工作的有序执行对于电网系统的正常运作而言至关重要。基于此，需要采取一切有效措施来避免变电站设备出现异常情况。具体来看，就要针对变电站设备接头发热现象进行解决处理。

2 发热原因分析

2.1螺栓头和螺帽的大小设计不合理

电气触头当中的有效载流面积指的是充足压力作用下的电气触头导体的面积，螺帽表面的截面积以及螺帽作用于触头导体之处的面积均为有效的载流截面积。在使用寻常的螺栓对电气触头进行紧固的过程中，由于螺帽的外径较小，导致电气触头的有效载流截面积的大小无法满足相关要求;如果在螺帽下安装弹垫，相较于螺帽外径而言，弹垫的外径较小，在对其进行紧固的过程当中，螺帽所施加的作用力通常会作用于弹垫上，弹垫的受力侧面积即弹垫作用于平垫上的面积，实际直接着力于触头上的面积与弹垫受力侧的面积相等，即有效的电气触头载流面积，其有效的载流截面积相对更小，进而造成设备局部产生大量热量。

2.2接头或线夹的表面氧化

电气设备之间的连接接头通常使用螺栓进行连接，当连接接头由于流入电流的密度过大或者冬夏季节气候的变更等原由发生设备过热现象的时候，便会造成其发生膨胀，而铜与铝的膨胀系数相较钢而言较大，由于受到钢制垫圈的限制，母线接头不可任意发生膨胀;当由于母线电流的减小等原由致使温度发生下降的时候，相较于螺栓而言，母线的收缩较大，进而使压力降低，形成间隙，这个时候接触面的位置相互错开，接触压力得以下降，而接触电阻却相应加大。温度上升会造成母线接触面发生氧化，对原有的接头金属面直接接触造成破坏，形成氧化膜，进而造成接触电阻的增大。每次的温度循环都会致使接触电阻发生增大，进而造成二次循环时的热量得以提升，高温会使得接触发生更为巨大的恶化。此外，金属在空气当中均会发生氧化，进而造成氧化薄膜的形成。

2.3接触面不平整

在对电气设备连接接头材料的接触面进行加工的过程当中，不管怎样处理，从微观上而言，接触面的表面总是呈现不平整状态，所以接触面的吻合度也是不够的。当两个金属表面进行相互接触的时候，仅少部分凸出点进行了切实的接触，当中只是很少部分的准金属接触或者金属接触的斑点可以进行导电。当电流经过该些较小的导电斑点的时候，相关电流线势必会发生收缩的情况。由于电流线的收缩，致使通过导电斑点的电流路径得以加长，进而导致有效导电面积的缩小，其电阻也随之增加，进而造成接头发热的现象发生。

2.4设计原因导致载流密度超过规定值

从设计着手，尤其是在新型的螺栓、连接导线及接头截面等的载流密度的探究方面应当保持高度重视。相关厂家在对设备接头进行设计的过程当中，没有进行较为认真的核算，进而致使载流密度相较规定值较大，造成接触电阻的增大。相关电气设备接头的横截面积以及所运用螺栓、导线等在载流量方面都存在着相应的限制，倘若相关厂家没有对电磁场与核算体系进行详细的分析，经过长时间的大电流、高电压运行，很快便会造成电力设备的大面积发热。

3 变电站设备接头发热现象的有效预防措施

3.1 电气设备接头的分类

通过对变电站设备接头发热现象的深入探究，并且，结合不同情况下设备接头发热的原因，可以将电气设备接头分为2类：影响负荷传输类和不影响负荷传输类。从本质上来看，无论是这两类中的任何一类状况发生，都可能会对整个电网环境的稳定运行带来一定程度上的威胁。因此，分别就两类接头提出相关建议处理措施和控制指标。

1）探究影响负荷传输的设备接头发热现象的预防措施。针对变电站设备接头发热状况的判断，需要相关技术人员具备一定的经验，因为在某些情况下，可以凭借过往经验来判别接头根部导线是否有异常的情况发生。大体上来看，如若设备故障致使电力负荷发生变化，则预防电气设备接头发热的措施主要有两方面内容：一方面，要严格按照检修工艺的硬性规定来检修或维护设备，尤其在选择设备接头材料时，更要选择优质的电力复合脂来强化设备的性能，还要在设备接头处的表面增设一个防氧化、防水保护层，起到防止水份进入，并隔绝空气，增强导电性和减少接触电阻。另一方面，要做到有效控制接头接触电阻，或者将接头接触电阻控制在既定的范围内，从而避免发热现象的产生。尽量采用扭矩扳手判断压力，杜绝人为力量因素盲目仅将螺栓拧紧为止。即母线等接头处的对接螺栓，不能拧的太紧。一般环境下，拧紧一点，环境温度高时，拧松一点。

2）探究不影响负荷传输的设备接头发热现象的预防措施。从现实情况来看，并非所有的设备接头发热现象都会导致电力系统的负荷传输效率，但都或多或少地影响到电网环境的稳定性，所以，仍需要对这种情况进行有效预防。理想化的设备接头既可以在实际操作中拆装便捷，又能在运行的过程中接头接触良好，因此，在实际工作中，需要采取科學化的检测手段来保证设备的有序运行。其中，最为重要的预防措施，便是确保设备在安装或检修过程中所采用的工艺技术水平达标。此外，从我国长期以来所执行的无人值班变电站的管理模式来看，通常采取“集控站”管理模式，即变电站日常监控与系统操作等环节按照区域集控站的职责分配来进行统一管理。在这一要求下，各项技术及策略需要进行科学运用与筹划。由此可见，我国基层变电站系统的有效运作有赖于设备性能的发挥以及设备的有效维护。

3.2表面处理

首先必须保证接头表面平整光洁，并清除氧化层和均匀涂抹导电膏。导电膏可以在接触面处形成一层保护膜，起到防止水份进入，并隔绝空气，增强导电性和减少接触电阻。对接头的检查处理时，必须对接头表面进行处理并将导电膏重新更换，避免原来导电膏灰尘等杂物影响接头接触电阻。

3.3加强点检、定期维护工作

以上措施能有效杜绝一些电气设备接头过热事故，但有时由于各种原因还可能会出现过热的情况，必须加强定期的设备巡检和温度监视，坚决杜绝此类事故的发生。从过去的涂蜡判断，到点温计测量，目前采用热成像技术的应用，能及时发现电气设备温度的变化情况。

4.结语

综上所述，伴随着特高压直流输电的不断发展，一旦特高压换流站设备电路接触部位产生较大热量，便会造成非常大的危害，更甚至造成直流闭锁的现象或一次设备发生毁坏的现象，进而对特高压直流的稳定安全运转造成极为严重的影响。所以，对于接头产生热量这一问题，应当采用相应的防范措施对其进行及时地解决，从解决问题或设备安装的根源上采取相应的对策，进而使检修与施工的质量得以提升，降低接头发热现象的发生率。

参考文献：

[1]中国电力科学院.电气设备交接试验标准[M].北京：中华计划出版社，2016.

[2]张血琴，高波，包健康.500kV输电线路耐张线夹电接触计算及其发热研究[J].中国电力，2016，49（11）：25-30.

（作者单位：山西省电力公司检修分公司）