电气设备接头过热的原因分析及对策

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1、电气设备接头过热的原因分析及对策1、引言接头是指电气设备之间以及它们与母线或电缆之间的电气连接部位。接头过热已经是电力系统的一个老问题，但随着设备负荷的增加，用户对供电可靠性要求的提高，它在设备缺陷管理中成为一个越来越突出的问题，值得我们引起重视，认真研究其发生发展的原因，以便彻底解决。2、原因分析电气设备在工作的时候，由于电流、电压的作用，产生电阻损耗发热、介质损耗发热、铁损发热等3种热源。接头过热是由于长期暴露在大气中的各种电气裸接头因接触不良而引起的过热故障。(1)运行中高压电气设备接头过

2、热按其机理可分为三个阶段：①过热起始阶段，温升30～220K，由于雨水蒸发、雪、霜的影响，通过观察试温蜡片可发现接头过热；②过热变形阶段，温升220～420K(铝)560K(铜)，可明显看到设备接头过热后变色、变形，有烧灼异味，并发生固态裂变，强度、韧性、耐磨蚀性退化、脆化而造成裂纹等缺陷；③电弧烧熔阶段，温升660K(铝)、1083K(铜)，设备接头由固态变为液态，在电弧作用下直至更高的温度，可明显看到设备接头的熔化弧光。(2)运行中高压电气设备接头过热的原因：①接头连接安装工艺不当。连接安装

3、过程中，错误使用砂纸打磨接头接触表面时，将会有一定数量的玻璃屑及砂粒嵌入金属接头接触表面内，导致有效接触面积减少接触电阻增大而发热。②紧固螺栓压力不当。部分检修人员在设备接头的连接上存有误解，认为连接螺栓拧得愈紧愈好，其实不然。因铝质材料弹性系数小，当螺母的压力达到某个临界压力值时，再继续增加不当的压力，将会造成接触面部分变形隆起，反而使接触面积减少，接触电阻增大。③不同金属的膨胀效应引起。钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜质、铝质材料小得多，尤其是螺栓型设备接头，在运行中随着负荷电流及温度的变化，其

4、铝或铜与铁的膨胀和收缩程度将有差异而产生蠕变。所谓蠕变就是金属在应力的作用下缓慢的塑性变形，蠕变的过程还与接头处的温度有很大的关系。当负荷电流减少温度降低回到原来接触位置时，由于接触面氧化膜的覆盖，不可能是原安装时金属间的直接接触。每次温度变化的循环所增加的接触电阻，将会使下一次循环的热量增加，所增加的较高温度又使接头的工作状况进一步变坏，因而形成恶性循环。④不同材质接头接触表面的微电池腐蚀效应。据有关试验文献资料表明，铜的标准电势为+0.34V，铝的标准电势为-1.28V，铜铝之间的电势差为＋

5、1.62V。由于两极直接接触，便会有微弱的电流流动，在电解液的作用下，使接触表面逐渐腐蚀，引起接触电阻增大而发热。1997年8月，某变电站35kV系统313出线电缆头由于接头过热，在电弧作用下直至更高的温度，设备接头熔化产生电弧造成313出线近端短路，电缆头损坏，造成停电事故。此次事故也暴露了该型GIS组合电器设计上的缺陷，出线电缆头安装在全封闭金属柜中，巡视时很难检查到其电缆头的工作状况。3、解决措施（1）变电站所用的母线及设备线夹金具，根据需要可选用适当型号的合格产品，载流量及动热稳定，使之

6、符合设计要求。特别是设备线夹，应积极采用先进的铜、铝扩散焊工艺的铜铝过渡产品，防止伪劣产品入网运行。（2）设备接头的接触表面防氧化处理，应优先采用电力复合脂(即导电膏)以代替传统常规的凡士林。实践表明，中性凡士林无任何导电作用，只能起到防止水分渗入和隔离空气的作用，并且凡士林的滴点仅为54℃。当运行温度高于54℃时，凡士林就会慢慢渗化流失而干涸，空气的有害介质沿接触表面空隙侵入，使接头表面氧化腐蚀。而新型的电力复合脂，滴点达180～220℃，凝固点低(-20～-30℃)，其中所含的锌、镍、铬等金

7、属细粒填充在接头接触表面的缝隙中，金属细粒在螺栓紧固力的作用下，能破碎接触面的氧化膜层，降低接触电阻。同时还可以在接头整个表面形成一个保护层而起到隔绝空气和水分的渗入，起到防止氧化的作用。这里需要指出的是，导电膏并非良导体，它在接触面上的导电性能是借"遂道效应"来实现的。所谓"遂道效应"就是指粒子通过一个势能大于总能量的有限区域。（3）接头接触面的处理。用锉刀把接头接触面严重不平的地方和毛刺锉掉，使接触面平整光洁，但应注意母线加工后的截面减少值：铜质不超过原截面的3%，铝质不超过5%。用除油剂除

8、去接头表面的油污，再用钢丝刷除去表面的氧化膜，最后再用干净的棉纱蘸酒精或丙酮把接触面擦拭干净，立即在接头表面涂0.05～0.1mm厚的DC型导电膏，并轻轻抹平，以刚能覆盖接触面为宜，然后用铜丝刷轻轻擦拭，使接头表面氧化膜破碎酥松脱落，再薄涂一层导电膏后方可进行接头的联接。（4）选择合适的紧固压力进行螺栓紧固时，螺栓不能拧得过紧，以弹簧垫圈压平即可。有条件时，应用力矩板手进行紧固。4、新技术的应用红外检测技术是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术，它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身