變電運行電氣接頭發熱的原因及對策分析

張善銘

福建晉江熱電有限公司，福建 泉州 362200

0 引言

變電運行電氣接頭是變電站穩定運行的保障。電氣連接的絕緣是能源生產中的常見現象，尤其是在一些惡劣天氣條件（例如夏天的高溫和強風）的影響下，變電運行電氣接頭的發熱現象特別明顯[1]。但是，電連接器在電力的生產和運行中起著重要的作用[2]。為此，電力公司需要消除事故風險和工作壓力，并調整變電站的運行，以提高供電的可靠性。然而，引起電連接器發熱的因素較多，難以準確找出其原因，導致難以采取有效的處理措施，從而影響變電站的穩定運行。

1 電氣接頭發熱的危害

隨著變電運行電氣接頭溫度的升高，在一段時間后會使絕緣材料變軟，導致材料喪失其絕緣特性，達到一定程度后，設備的絕緣系統將失效，發生短路。如果變電站設備在運行過程中出現局部溫度高的問題，設備的發射機受熱會迅速增大電阻，從而增加功率損耗，導致設備出現不同程度的損壞。另外，主變壓器在運行過程中改變工況時，電流會增大，最后導致工況異常，影響供電效率，甚至還會導致電源大規模中斷和維修工傷事故。

2 電氣接頭發熱的原因

2.1 內部原因

（1）電阻損耗。焦耳定律的原理是計算電能轉化為熱能的定理。根據焦耳定律，如果大電流持續流經電阻，則部分電能將轉化為熱量，從而使電阻產生高熱能，這種物理現象在生活中得到體現，是“熱現象”。因為電氣會產生更多的電流，所以在電氣的最高頻率處會發生發熱現象，并且當這些電流通過電阻器時，電阻器的發熱現象更加明顯。根據能量公式Q=I2Rt，熱電流的增加會使電阻隨著電流的減小而減小。當大量電流流經電阻時，熱能會增加，使電加熱單元變得更加重要。

（2）介質損耗。在正常情況下，在交變電場的影響下，環境中電絕緣的極化方向會發生很大變化，并且這種變化會持續很長時間，在失去電絕緣的情況下會引起電轉換，溫度的變化。例如，公式P=U2UCtgδ用于測量介電損耗的增益，其中P為介電損耗，U為施加的電壓，C為等效介電功率，tgδ是由于變電站運行熱應力導致的介電損耗的切線值。介于介電損耗，在變電站運行期間加熱電氣連接有許多特定原因。

2.2 外部原因

（1）操作不當。由于變電站會產生大量的熱量，而電連接器通常產生的熱量較少。因此，如果電氣連接的導熱功率高于正常水平，則可能是因為相關人員在操作中的失誤所導致。例如，設備的電壓表接頭通常僅接觸一側，但工人卻使用大量的導電膠，這些灰塵會在堆積時變熱。不規范操作主要體現在以下三個方面：一是導電膏的涂抹工藝不符合規定要求，影響電氣接頭的發熱；二是粘貼膠漿時，如果變電站工作人員在電氣設備和連接器的接觸面上涂抹的導電膏的厚度超過0.15 mm，則電連接器很容易過熱；三是電連接器經過表面處理，會使接觸面變得粗糙，增加電連接器的電阻，而有效接觸面較小，容易使電連接器發熱。

（2）設備質量。變電站運行期間的電氣設備質量對變電站的運行具有重大影響。電氣設備的質量較差，或者電氣設備的內部結構和操作不科學，會導致電氣接頭過熱。如果絕緣介質的質量較差，則可能導致電源不穩定，并增加負載容量，使電路出現故障。

（3）天氣影響。由于天氣條件的影響，電氣接頭過熱的情況更為常見。電氣接頭金屬導體上的觸點經常暴露在空氣中，在太陽、雨水和氣體的影響下，存在氧化和生銹的現象。此外，由于電氣設備的墊片通常由金屬材料制成，并長時間與空氣直接接觸，暴露在陽光和雨水中，在空氣中活性氣體的影響下，密封件更容易生銹和氧化。在大風天氣的影響下，可能導致電氣接頭松動并導致接觸不良，增加了電線產生的熱量，從而導致其發熱。

3 變電運行電氣接頭發熱問題的對策

3.1 嚴格符合安裝規范

安裝變電設備必須符合相關的規范。首先，必須認真仔細檢查新設備，以確定新設備的質量和性能是否符合視覺、觸覺和技術手段的使用標準。其次，電連接器的電阻容易積累熱量，因此必須在安裝新設備之前對其進行電氣試驗。電氣接頭通常由銅和鋁制成，并且這兩種材料的電阻值必須相同，而在相同的長度下，銅和鋁的阻值是其他金屬的2倍，因此在高阻值的情況下要慎重進行電氣試驗。在選擇束帶和疊層設備時，應控制束帶和疊層的熱穩定性、波動性和載流能力，以避免錯誤選擇不良的產品，導致過熱，影響接頭的安全性。此外，根據設備的特性和安裝要求，必須嚴格按照安裝步驟進行安裝，避免由于安裝問題而造成隱患。例如，如果電氣接頭的焊接質量不合格，則很容易導致接頭松動引起發熱。

3.2 完善電氣接頭發熱維修工作

（1）完善維修工作的必要性。變電站運行期間電氣連接發熱現象比較常見。因此，有必要加強電氣連接發熱的控制和搶修工作，確保電氣設備在日常維護和檢修中的可靠性。另外，在處理電氣接頭發熱時，首先要了解故障發生的部位和原因[3]。例如，電氣絕緣開關的發熱部位有電線、樁和旋轉球頭，當電過熱時，每次的熱量分布可能不同。為此，需要維護和糾錯，以找到特定的加熱位置來應對電連接器的加熱。

（2）維修過程中的注意事項。首先，維修人員應該尋找電氣接頭發熱的具體部位，在日常的檢修和測試中，確保測試儀器足夠精密，保證測試數據的準確性。在檢修過程中，工作人員可以利用紅外線測溫設備，對電氣接頭不同部位進行檢查，并盡量減少斷引點，發現問題后盡快找出問題的原因，并針對其具體情況選擇維修策略。在處理電氣接頭表面時，保證表面光滑，工作人員可以使用銼刀將表面不平整和毛刺的地方銼掉，利用除油劑將表面的污漬清洗干凈，確保表面沒有氧化膜。除此之外，在電氣接頭涂抹導電膏的過程中，導電膏的厚度如果不符合規則，就會導致導電膏的隧道效應發生，因此在維修過程中，工作人員還應該保持導電膏的厚度在0.1 mm左右。

3.3 加強設備運行的巡檢工作

變電站設備投入運行后，工人必須對變電站設備進行檢查，識別并解決電氣接頭的發熱問題，以保障變電站的安全穩定運行。變電站通常建在山區等偏遠地區，這些地區的氣候條件非常惡劣，而電氣接頭非常容易受到外界環境的影響。從長遠來看，電氣接頭會容易受到風、日曬、雨淋和噴射氣體的損壞，并且電氣接頭屬于金屬導體，暴露在空氣中就會與空氣中的氧氣發生反應，使電氣接頭發生生銹或氧化現象。如果產生生銹現象，可能導致其電阻超出正常水平的100倍。對于長時間暴露在空氣中且特別容易過熱并可能導致故障的電氣接頭，可以使用紅外溫度計檢查電氣接頭是否有發熱跡象，并找到具體的發熱部位，以進行預檢測。此外，在我國的許多地區，一年中的風相對較大。在風力變電站線路的影響下，電氣接頭容易發生松動的情況，從而導致接觸不良的現象出現。因此，相關人員應加強對防風建筑所使用的線路的處理，以防止電氣接頭松動和接觸不良。

3.4 安裝使用保護罩

長期暴露在空氣中，會導致電氣接頭受到周圍環境的強烈影響，而且電氣接頭所處的地區環境惡劣，這使得電器接頭的故障發生概率顯著增加。針對這種情況，可以采用安裝保護罩的方式來減少電氣接頭與外界環境的接觸。例如，為了防止雨水影響隔離開關接頭，可以在兩側或隔離開關上安裝屏蔽蓋，防止隔離開關接頭的位置不會由于環境影響發生松動或者發熱的情況。安裝保護罩一般是安裝延長板、側板和基板，其中延長板和側板的高度應該低于基板，這樣才能夠有效保護電氣接頭不受外界環境影響。安裝保護罩不僅可以延長變電站設備的使用壽命，而且可以為變電站設備的穩定運行提供安全保障。

4 結束語

綜上所述，作為電力系統的組成部分，變電站的運行對于確保整個電網的安全穩定尤為重要，電氣接頭發熱是變電站運行中的常見故障之一，會影響電氣系統的安全運行。因此，有必要分析變電站運行中電氣接頭發熱的問題，嚴格控制設備安裝程序，并進行維修和優化。此外，在進行變電站設備的巡檢時，應安裝并使用蓋板，以最大限度地減少環境因素的影響，確保后期操作的安全性和維護性。