變電設(shè)備接頭發(fā)熱的原因與解決方案

變電設(shè)備接頭發(fā)熱的原因與解決方案

1　運(yùn)行中變電設(shè)備接頭發(fā)熱的原因

(1)接頭聯(lián)接安裝工藝不當(dāng)。聯(lián)接安裝過(guò)程中，錯(cuò)誤使用砂紙打磨鋁質(zhì)母線接觸表面時(shí)，將會(huì)有一定數(shù)量的玻璃屑及砂粒嵌入鋁質(zhì)金屬接觸表面內(nèi)，導(dǎo)致有效接觸面積減少接觸電阻增大而發(fā)熱。

(2)緊固螺栓壓力不當(dāng)。部分檢修人員在母線接頭的聯(lián)接上存有誤區(qū)，認(rèn)為聯(lián)接螺栓擰的愈緊愈好，其實(shí)不然。因鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)小，當(dāng)螺母的壓力達(dá)到某個(gè)臨界壓力值時(shí)，若材料的強(qiáng)度差，再繼續(xù)增加不當(dāng)?shù)膲毫?，將?huì)造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大。

(3)不同金屬的膨脹效應(yīng)引起。鋼制螺栓的金屬膨脹系數(shù)要比銅質(zhì)、鋁質(zhì)母線小得多，尤其是螺栓型設(shè)備接頭，在運(yùn)行中隨著負(fù)荷電流及溫度的變化，其鋁或銅與鐵的膨脹和收縮程度將有差異而產(chǎn)生蠕變。所謂蠕變就是金屬在應(yīng)力的作用下緩慢的塑性變形，蠕變的過(guò)程還與接頭處的溫度有很大的關(guān)系。實(shí)踐證明，當(dāng)接頭處的運(yùn)行工作溫度超過(guò)80℃時(shí)，接頭金屬將因過(guò)熱而膨脹，使接觸表面位置錯(cuò)開(kāi)，形成微小空隙而氧化。當(dāng)負(fù)荷電流減少溫度降低回到原來(lái)接觸位置時(shí)，由于接觸面氧化膜的覆蓋，不可能是原安裝時(shí)金屬間的直接接觸。每次溫度變化的循環(huán)所增加的接觸電阻，將會(huì)使下一次循環(huán)的熱量增加，所增加的較高溫度又使接頭的工作狀況進(jìn)一步變壞，因而形成惡性循環(huán)。

(4)不同材質(zhì)接頭接觸表面的微電池腐蝕效應(yīng)。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)文獻(xiàn)資料表明，銅的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)為+0.34V，鋁的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)為-1.28V，銅鋁之間的電勢(shì)差為+1.62V。若銅鋁直接接觸，空氣中的水和氧化碳及其它有害雜質(zhì)會(huì)在接頭接觸表面形成電解液。由于兩極直接接觸，便會(huì)有微弱的電流流動(dòng)，在電解液的作用下，使接觸表面逐漸腐蝕，引起接觸電阻增大而發(fā)熱。

2　防止變電設(shè)備接頭發(fā)熱的對(duì)策

(1)變電所所用的母線及設(shè)備線夾金具，根據(jù)需要可選用適當(dāng)型號(hào)的合格產(chǎn)品，載流量及動(dòng)熱穩(wěn)定，使之符合設(shè)計(jì)要求。特別是設(shè)備線夾，應(yīng)積極采用先進(jìn)的銅、鋁擴(kuò)散焊工藝的銅鋁過(guò)渡產(chǎn)品，防止偽劣產(chǎn)品入網(wǎng)運(yùn)行。

(2)設(shè)備接頭的接觸表面防氧化處理，應(yīng)優(yōu)先采用電力復(fù)合脂(即導(dǎo)電膏)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)常規(guī)的凡士林。實(shí)踐表明，中性凡士林無(wú)任何導(dǎo)電作用，只能起到防止水分滲入和隔離空氣的作用，并且凡士林的滴點(diǎn)僅為54℃。所謂滴點(diǎn)就是在標(biāo)準(zhǔn)條件下，油脂物質(zhì)從半固體變成液體狀態(tài)的溫度。當(dāng)運(yùn)行溫度高于54℃時(shí)，凡士林就會(huì)慢慢滲化流失而干涸，空氣的有害介質(zhì)沿接觸表面空隙侵入，使接頭表面氧化腐蝕。而新型的電力復(fù)合脂，滴點(diǎn)達(dá)180～220℃，凝固點(diǎn)低(-20～-30℃)，其中所含的鋅、鎳、鉻等金屬細(xì)粒填充在接頭接觸表面的縫隙中，金屬細(xì)粒在螺栓緊固力的作用下，能破碎接觸面的氧化膜層，降低接觸電阻。同時(shí)還可以在接頭整個(gè)表面形成一個(gè)保護(hù)層而起到隔絕空氣和水分的滲入，起到防止氧化的作用。這里需要指出的是，導(dǎo)電膏并非良導(dǎo)體，它在接觸面上的導(dǎo)電性能是借"遂道效應(yīng)"來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所謂"遂道效應(yīng)"就是指粒子通過(guò)一個(gè)勢(shì)能大于總能量的有限區(qū)域。這是一種量子力學(xué)現(xiàn)象，按照經(jīng)典力學(xué)是不可能出現(xiàn)的。因此，導(dǎo)電膏在接觸面上不可涂得太厚，否則會(huì)影響其使用效果。

(3)接頭接觸面的處理。用銼刀把接頭接觸面嚴(yán)重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔，但應(yīng)注意母線加工后的截面減少值：銅質(zhì)不超過(guò)原截面的3%，鋁質(zhì)不超過(guò)5%。用除油劑除去接頭表面的油污，再用鋼絲刷除去表面的氧化膜，最后再用干凈的棉紗蘸酒精或丙酮把接觸面擦拭干凈，立即在接頭表面涂0.05～0.1mm厚的DC型導(dǎo)電膏，并輕輕抹平，以剛能覆蓋接觸面為宜，然后用銅絲刷輕輕擦拭，使接頭表面氧化膜破碎酥松脫落，再薄涂一層導(dǎo)電膏后方可進(jìn)行接頭的聯(lián)接。

(4)選擇合適的緊固壓力，接頭的壓力是保證降低接觸電阻的重要因素之一，要合理選擇聯(lián)接用的螺栓，平墊圈及彈簧墊圈。進(jìn)行螺栓緊固時(shí)，螺栓不能擰得過(guò)緊，以彈簧墊圈壓平即可，有條件時(shí)，應(yīng)用力矩板手進(jìn)行緊固。

3　結(jié)束語(yǔ)

防止變電設(shè)備接頭發(fā)熱，除必須嚴(yán)格按照安裝檢修工藝規(guī)程操作及使用新型技術(shù)的導(dǎo)電膏外，在加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查的基礎(chǔ)上，還應(yīng)采用必要的技術(shù)手段進(jìn)行接頭運(yùn)行中溫度的在線監(jiān)測(cè)。如示溫蠟片、紅處線測(cè)溫儀、紅外線熱成像儀等。以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。避免因電力接頭劣化嚴(yán)重發(fā)熱而導(dǎo)致設(shè)備、母線事故的發(fā)生，真正把安全運(yùn)行落到實(shí)處。