某電廠出線線路T型線夾發熱的原因分析與處理

冀 鵬

（江蘇華電通州熱電有限公司，江蘇南通226300）

0 引言

某電廠發電機組為2×200 MW燃氣-蒸汽聯合循環發電機組，于2016年12月正式建成并投運，按發電機-變壓器組單元接線方式接入220 kV廠內升壓站內。220 kV升壓站采用雙母線接線方式，4回主變進線，1回啟備變進線，2回出線分別至電網。該電廠出線線路由導線、耐張線夾、三角聯板、直角掛板固定到龍門架上，通過跳線與站內一次設備進行電氣聯系。

出線線路長期暴露在戶外，運行環境復雜，使得線路設備易產生銹蝕、磨損和發熱等問題，其中線夾發熱是輸電線路運行中經常出現的問題之一。在電廠雙機運行高負荷情況下，T型線夾發熱問題尤其突出，如不及時消除，會影響發電量的正常輸送，嚴重時會發生熔斷事故，從而造成機組非停事故。為此，本文重點對電廠出線發熱突出點進行分析和研究，為日后解決線夾發熱問題提供一些參考。

1 事故經過

2019 年8 月27 日，環 境 溫 度32 ℃，1/2、3/4號機組雙機運行。紅外熱成像如圖1所示，26A7線路A相出線T型線夾處溫度為66.5 ℃，B相熱點溫度為36.8 ℃，C相熱點溫度為35.6 ℃，A相紅外測溫高出其他兩相約30 ℃。

2019年9月6日，環境溫度30℃，1/2、3/4號機組雙機運行。用紅外成像儀檢查26A7線路A相出線T型線夾最高溫度為65.7 ℃，B、C相溫度為36.2 ℃，其中A相比B、C兩相高出29.5 ℃。

連續紅外跟蹤觀察26A7線路A相出線T型線夾溫度，發現未有上升趨勢，且與其他兩相溫度差維持在30 ℃以下。根據帶電設備紅外診斷應用規范（DL/T 664—2016），該缺陷判斷為一般缺陷，可選擇適當時機停電處理。帶電設備紅外診斷應用規范如表1所示。

2 線夾發熱機理

線夾的發熱量、散熱量受環境（溫度和濕度）、接頭接觸面狀態、負荷以及線夾溫度等因素的影響。發熱量與散熱量之間有一個平衡點，如發熱量大于散熱量，線夾的溫度就持續上升，線夾發熱，嚴重時甚至肉眼可看到線夾表面發紅。根據焦耳定律，電流將電能轉化為熱能，電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電的時間成正比，計算公式如下：

圖1 紅外熱成像圖

表1 帶電設備紅外診斷應用規范

式中：Q為產生的發熱量；I為通過導線的電流；R為導線的接觸電阻；t為電流通電的時間。

由此可知，導線發熱必須是有電流通過，而且導線有阻礙電流的作用，即有接觸電阻的存在，電阻越大，線路發熱量越多。線夾接觸電阻過大的主要原因有：（1）導線與線夾連接螺栓松動。（2）線夾內導電脂質量存在缺陷或者老化。（3）電纜接頭壓接質量存在缺陷。

3 原因分析

線夾的發熱量受環境、負荷及線夾本身的影響。根據熱量的表達方程：線夾的發熱量Q=I2Rt可知，線夾發熱量與電流平方成正比。檢修人員調取當時電流曲線，發現三相電流平均為527 A左右，可排除電流對A相出線T型線夾發熱的影響。另外，電阻大小由導體性質決定，如果線夾存在連接螺栓松動、接觸面有毛刺不平、電纜接頭壓接質量不良，則接觸電阻會增大，從而引起線夾發熱。

現場檢查T型線夾連接狀況，發現螺栓緊固，不存在松動現象；拆解T型線夾對接引流板，查看接觸面有導電膏發熱炭化的跡象，但接觸面仍平整光亮，無毛刺；查看對接引流板接觸面，平整、光亮，說明不存在接觸面處理不當的情況。T型線夾接觸面如圖2所示，對接引流板接觸面如圖3所示。

圖2 T型線夾接觸面標

圖3 對接引流板接觸面

檢修人員測量拆下的鋼芯鋁絞線兩端的絕緣電阻基本為0，用直阻測試儀測量兩端直阻值為0.497 mΩ；打開電纜接頭壓接處，檢查壓接牢固，無氧化現象，說明引下線電纜液壓壓接牢固。電纜接頭壓接如圖4所示。

圖4 電纜接頭壓接

綜上所述，判斷A相出線發熱原因為T型線夾與出線壓接不牢固導致，所以改接至耐張線夾處。目前，A相運行溫度為27 ℃，基本與其他兩相溫度一致。

4 處理經過

根據焦耳定律可知，解決出線線夾發熱問題的辦法有兩個方向：（1）減小電阻；（2）減小電流。機組的發電量是由省調控制，電廠本身無法控制，所以只能通過增加引流部件進行分流，但實現過程較為困難。簡單易行的方法是減小接觸電阻，重新打磨線夾接觸面、緊固螺栓、涂抹導電膏，可減小接觸電阻，緩解線夾發熱問題。

為徹底解決該隱患，本廠在通姜26A7線路停電后，拆解T型線夾對接引流板，更換新的鋼芯鋁絞線，現場重新壓接電纜頭，打磨耐張線夾接觸面，由原T型線夾改接至耐張線夾處。

5 防范措施

（1）相關人員加強對備品備件入庫驗收檢查，對架空線路金具把好入廠質量關，杜絕劣質產品。（2）相關人員嚴把施工質量，螺栓緊固時必須用力矩扳手緊固，嚴格按照緊固力矩的數據大小施工，引流板光潔面要打磨使其表面光滑，連接耐張線夾。（3）相關人員跟蹤修后質量，在夏季高溫期，及時測量發熱點溫度。聯系方天來廠開展紅外、紫外檢測。（4）舉一反三，對26A8、主變出線等高壓易發熱部位開展紅外測溫，做好數據對比分析。

6 結語

該線路復役后，持續對該區域內溫度變化進行紅外跟蹤測量，26A7線路三相溫度一致，約為27 ℃，相比于異常時溫升顯著下降。經處理后的線路運行紅外圖像如圖5所示。

圖5 經處理后的線路運行紅外圖像

修后線路運行正常，各更換的新部件運行工況良好，無異常放電、氧化現象，異常發熱故障經更換引流線及線夾措施已經被順利消除，運行至今，均無異常。