變電載流設備接頭發熱帶電處理措施

高世偉

（忻州供電分公司，山西 忻州 034000）

變電載流設備接頭發熱帶電處理措施

高世偉

（忻州供電分公司，山西 忻州 034000）

提出了解決35～220 kV電壓等級變電設備接頭發熱缺陷帶電處理的綜合措施，并且研發了一套安全可靠的帶電處理接頭發熱的裝置。該裝置采用空壓機做為帶電操作的動力源，同時在操作時進行了有效的氣水分離，在保證操作人員和設備安全的前提下，實現了帶電緊固螺栓、帶電除銹和帶電進行短接分流。

變電設備；接頭；發熱

1 接頭發熱原因分析

通過對近幾年來所有接頭發熱引起的故障進行分析，發現95%的發熱點集中在兩個部位：隔離開關觸指接觸處、線夾與導線的螺栓固定接觸處。

1.1 隔離開關觸指接觸處

隔離開關觸指之間是靠彈簧壓力接觸緊密的，但隨著運行時間的延長，彈簧會產生兩種變化：彈簧本身氧化，有效直徑變小，彈簧壓力減小；彈簧長期受壓疲勞，倔強系數變小，失去彈性。彈簧的這兩種變化最終都將引起觸指之間接觸不緊密而發熱。

1.2 線夾與線夾的螺栓固定接觸處

由于該連接方式是在戶外運行，運行條件較為惡劣，線夾通過螺栓的縫隙始終處在風霜雪雨、日照、溫差以及自身磁場的共同作用下，加速了接觸面的氧化和結垢程度，最后導致了發熱。另外，由于施工質量原因，在檢修后或投產啟運前連接部位螺栓緊固不夠，也可導致發熱。發熱現象通常發展很快，因為受發熱的影響接觸部分更容易氧化，使其電阻增加更快，溫度上升更高，若不斷發展下去便可能會引起電弧，進而燒損設備，給設備和系統帶來沖擊，影響系統安全穩定運行[1]。在停電的情況下，以上缺陷可通過打磨接觸面的氧化層和污垢、涂抹導電硅脂、更換不符合要求或老化的連接部件來解決。但由于近幾年國民經濟的高速發展、用電負荷的急劇增加，非正常停電檢修必然會給用電企業帶來重大損失和安全經營風險，同時也必將給電力企業帶來社會負面影響并損失一定的電量。如何在帶電情況下進行接頭發熱處理，減少停電時間、減少負荷及電量損失顯得尤為重要和迫切。

2 解決方案

針對以上兩種常見的發熱現象，研制了帶電螺栓緊固和帶電引流短接組合裝置。該組合裝置具有以下特點。[2-3]

a）攜帶方便。操作及固定部分由環氧樹脂桿組合而成，能自由收縮并可90°旋轉連接頭，各類設施發熱帶電處理的元件均為各種型號的系列組合，可滿足不同電壓等級、不同角度、不同型號隔離開關及設備線夾螺栓的需要。

b）操作簡單。該套設備可單人或雙人操作，簡單便利，適合緊急情況搶修需要。

c）安全性能符合系統要求。各部分均經過高電壓耐壓試驗，滿足系統不同電壓等級的絕緣及安全性能要求。

2.1 帶電螺栓緊固法

對于線夾連接處發熱，可首先用帶電螺栓緊固裝置，實現帶電緊固載流設備線夾螺栓的功能，達到發熱處理的目地。

帶電螺栓緊固裝置主要包括落地式動力源和手持緊固器兩部分。沉重的動力源固定在落地小車上，手持緊固器部分主要由主絕緣部件、緊固套筒組成。采用大功率空氣壓縮機作為動力源，絕緣軟管傳遞氣源動力，帶動手持緊固器的氣動扳手套筒高速旋轉，完成緊固作業。緊固器的各個部件均可靈活、方便地拆卸、組合。該機具有重量輕、功率大、使用壽命長、操作安全可靠、檢修維護簡便等特點。

整套裝置由氣動扳手、空氣壓縮機、氣水分離裝置、操作桿、固定桿、觀察鏡頭組成。氣動扳手在滿足力矩要求的前提下，重量盡可能要輕，將其固定在操作桿上，氣體控制開關裝在操作桿下部手持部分，便于操控。氣水分離裝置將空壓機輸出的氣體進行氣水分離，保證氣體含水量符合安規要求，保證人員安全，同時附帶硅膠顯示裝置，可直接觀察氣體含水量變化。操作桿用于固定氣動扳手并進行帶電螺帽緊固，由環氧樹脂材質制成，多節組合，滿足不同電壓等級的操作要求。固定桿用于固定螺桿，防止螺桿旋轉，便于氣動扳手進行螺帽緊固工作。由環氧樹脂材質制成，多節組合。觀察鏡頭采用無線發射、接收視頻裝置，配置筆記本電腦，實現現場對操作面的實時監控。

2.2 帶電分流短接法

當隔離開關觸頭部分產生發熱或者線夾連接處發熱經帶電緊固螺栓后效果仍不理想時，可采用分流短接的方法，將產生發熱的部位臨時進行短接分流，起到減小載流體通過電流，降低發熱部位溫度的作用，從而保護觸頭不致燒損的目的。該設備分為四個部分：短接卡具、短接引流線、操作桿、打磨器。

2.2.1 短接卡具

用于將短流線固定在短接發熱部位兩側，采用外凸內凹形張口、限位螺栓固定、旋轉緊固原理。根據不同的設備形式（如導線、導電桿、設備線夾等）制作不同的短接卡具來滿足不同需要，采用銅材制作，電阻極小（如圖1所示）。

圖1 短接卡具

2.2.2 短接引流線

主要負責分流短接發熱部位的電流，除采用多股裸銅線等高導流材質外，還考慮導線截面要求，考慮到山西省電力系統220 kV及以下系統實際情況，根據需要采用不同截面、不同長度的多股裸銅線，滿足不同情況使用（如圖2所示）。

圖2 短接引流線

2.2.3 操作桿

可將短接頭固定連接于發熱部位，連接完畢后，即可通過旋轉分離，從而實現將短接引流裝置固定于發熱部位的目的。使用同樣的接口方式連接打磨器，清理銹蝕，以及帶電螺栓緊固裝置（如圖3所示）。

圖3 操作桿

2.2.4 打磨器

采用小型氣動扳手，同樣采用氣體作為動力，打磨頭可在市場上選購，也可定做，實現多角度旋轉，用于短接前清除表面污垢、氧化層，以保證短接分流效果（如圖4所示）。

圖4 打磨器

2.2.5 觀察鏡頭

便于現場操作人員掌握操作過程到位情況，確保打磨、短接效果（如圖5所示）。

圖5 觀察鏡頭

通過以上兩種方法處理后，可使用紅外測溫儀觀察處理效果，如仍不理想，可再加一套短接裝置來保證分流效果。

3 檢測試驗

為了保證操作安全以及處理效果，對變電載流設備接頭發熱帶電處理的相關部件進行了應用測試，總體分為絕緣耐壓、微水試驗、力矩值試驗三個方面。

3.1 微水試驗

3.1.1 測試目的

通過檢測帶電螺栓緊固裝置動力源氣體微水指標變化，也就是空氣壓縮機輸出的氣體經過氣水分離裝置前后的氣體微水值的變化情況，檢驗最終送達氣動扳手的空氣是否滿足絕緣要求，以保證操作安全的目的。

3.1.2 檢測設備

DMT-242P型微水測試儀。

3.1.3 試驗數據及分析

試驗數據如表1。根據以上試驗數據不難看出：在加裝氣水分離裝置后，用于源動力的空氣微水值發生了明顯的變化，而且所測試數據也完全滿足電力系統相關規程要求[1]。

表1 加裝氣水分離裝置前后氣體微水值比較

3.2 絕緣耐壓試驗

3.2.1 試驗目的

檢測操作桿以及氣體絕緣管的絕緣耐壓水平是否滿足系統要求。

3.2.1 檢測設備

HDSR-f220/220串聯諧振試驗設備。

3.2.3 試驗數據及分析（見表2）

表2 絕緣耐壓試驗數據

可以看出，絕緣桿裸桿及絕緣氣管在通氣狀態下的絕緣性能完全滿足電力系統安規中關于工頻耐壓試驗的要求[1-3]。

3.3 力矩試驗

3.3.1 試驗目的

檢驗帶電螺栓緊固裝置氣動扳手的力矩值是否滿足電力系統常見螺栓的力矩要求。

3.3.2 檢測設備

Bunker 0-300NM。

3.3.3 試驗數據分析（見表3）

表3 力矩試驗數據

可以看出，該帶電螺栓緊固裝置氣動扳手的力矩值完全滿足電力系統常見螺栓的力矩要求。

4 應用效果

圖6 帶電分流短接法的應用

220 kV義井變電站220 kV 2851隔離開關（見圖6），A相觸頭桿與線路側連接線夾發熱達180℃，經搶修人員帶電處理，采用短接分流裝置分流后，發熱部位的溫度降低到17℃。隨后保持該狀態運行，運行人員跟蹤測試溫度，一直不再上升，直至2011年1月5日，2851隔離開關停電檢修時才拆除分流裝置并進行了消缺處理。

［1］ 國家電網公司.電力安全工作規程［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［2］ 武漢高壓研究所.DL/T878-2004帶電作業用絕緣工具試驗導則［S］.北京：中國電力出版社，2004.

［3］ 國網武漢高壓研究院.GB 13398-2008帶電作業用空心絕緣管、泡沫填充絕緣管和實心絕緣棒［S］.北京：中國標準出版社，2008.

On-line Treatment of Heat Joints on Transformation Equipment

GAO shi-wei
（Xinzhou Power Supply Company，Xinzhou，Shanxi 034000，China）

The on-line treatment of heat joints on transformation equipment of 35 kV to 220 kV voltage grade is presented,and a set of on-line treatment device for this fault is developed.The driving power for this device is from air compressor.For safety,the water moisture is separated from gas in the air.With this device，on-line bolt fastening,rust removing and current diversion can be realized.

transformation equipment；joint；heating

TM762

B

1671-0320（2011）04-0011-04

2011-04-11，

2011-05-23

高世偉（1962-），男，山西定襄縣人，2002年畢業于太原理工大學電力系統及其自動化專業，高級工程師，從事電力設備檢修及試驗工作。