靳 征，劉學(xué)謙

（國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 濟(jì)南 250118）

0 引言

運(yùn)行中的電力設(shè)備接頭經(jīng)常發(fā)生發(fā)熱現(xiàn)象，如不及時發(fā)現(xiàn)并處理就會導(dǎo)致嚴(yán)重的生產(chǎn)事故［1-2］。特高壓變電站無功設(shè)備由于直接與主變壓器相連，一旦設(shè)備接頭發(fā)熱熔斷，將直接導(dǎo)致主變壓器跳閘，因此當(dāng)發(fā)現(xiàn)無功設(shè)備發(fā)熱時，應(yīng)立即進(jìn)行處理［3］。而處理接頭發(fā)熱故障，需要電力設(shè)備停電整改，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行［4-5］。導(dǎo)致設(shè)備接頭發(fā)熱的原因很多，設(shè)備投運(yùn)前與施工中的工藝控制、管理不當(dāng)是主要發(fā)熱原因。

1 設(shè)備接頭發(fā)熱的原因

1）電壓等級高。特高壓泉城變電站作為山東省內(nèi)第1個特高壓變電站意義重大，其無功設(shè)備電壓等級為110 kV。與傳統(tǒng)500 kV變電站相比，無功設(shè)備的電壓等級更高，通過電流更大，設(shè)備接頭更容易發(fā)熱。

2）電力負(fù)荷的增長。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加速，電力的需要量越來越大，使得電力設(shè)備滿負(fù)荷甚至過負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備接頭過熱。

3）制造工藝差。據(jù)統(tǒng)計，80%以上的設(shè)備發(fā)熱集中在開關(guān)元件的動、靜觸頭部分［6］。開關(guān)發(fā)熱有以下幾點(diǎn)原因：動、靜觸頭長期暴露在室外，缺少必要的防護(hù)措施，易銹蝕；導(dǎo)電脂的耐電性差，容易老化；引流板制造工藝不佳，凹凸不平導(dǎo)致接觸面減少；接觸面的鍍銀層過薄容易脫落；彈簧墊片疲勞造成線夾加緊力度不足［2］。

4）連接安裝工藝水平差。涉及施工、安裝過程，其主要原因集中于以下幾個方面：設(shè)備接頭安裝過程中，如利用砂紙對金屬表面進(jìn)行打磨時，操作不當(dāng)，會使其表面產(chǎn)生一些較淺的劃痕，導(dǎo)致一些雜質(zhì)堆積于劃痕中，造成接觸面積減小，接頭發(fā)熱；緊固螺栓時力矩過大，查出螺栓、螺母、引流線夾的受力范圍，從而導(dǎo)致變形，因而增加了接觸電阻，出現(xiàn)接頭發(fā)熱現(xiàn)象［7］；導(dǎo)電膏涂抹不均勻，導(dǎo)電膏涂抹多的地方導(dǎo)電膏出現(xiàn)干結(jié)、粉化現(xiàn)象，使線夾接頭位置接觸電阻增大導(dǎo)致發(fā)熱；接頭位置螺栓未按要求進(jìn)行力矩緊固，螺栓力矩值不夠，長時間運(yùn)行之后線夾之間接觸面減小，導(dǎo)致線夾接觸電阻增大引起發(fā)熱；金具質(zhì)量不良，線夾接觸面粗糙，使線夾接觸電阻增大。

5）設(shè)備安裝、修試后的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)化。為避免設(shè)備正式投運(yùn)后的停電或轉(zhuǎn)移負(fù)荷處理發(fā)熱接頭，加強(qiáng)設(shè)備驗(yàn)收的管理與標(biāo)準(zhǔn)化力度。對設(shè)備的接頭接觸質(zhì)量控制缺少簡單易行的量化標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備檢修或安裝工藝僅僅停留在比較粗略的方法上，缺少定量技術(shù)指標(biāo)，因此，接頭的接觸質(zhì)量施工質(zhì)量因施工人員的技術(shù)水平與工作經(jīng)驗(yàn)而大不相同，難以保證施工質(zhì)量。

2 設(shè)備接頭處理方法

2.1 方法的提出

由設(shè)備接頭發(fā)熱的原因可以得到，對實(shí)際電力生產(chǎn)單位，設(shè)備施工、安裝的工藝、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)化這3個方面是管控的重點(diǎn)，為保障電力設(shè)備的安全運(yùn)行，特高壓工作人員結(jié)合變電站設(shè)備的實(shí)際情況，依據(jù)常規(guī)接頭發(fā)熱的處理方法，總結(jié)出特色“十步法”，程序化開展電力設(shè)備接頭專項(xiàng)治理工作，規(guī)范工序、統(tǒng)一要求，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工藝量化，所有工作留痕跡，確保變電站投運(yùn)后不出現(xiàn)接頭發(fā)熱問題。

2.2 接頭發(fā)熱處理“十步法”

1）逐個制定接頭工藝控制表。表格要應(yīng)包含接頭位置及名稱，驗(yàn)收前直流電阻測量（含測量人、結(jié)果與評價），驗(yàn)收工藝控制（如工藝要求、導(dǎo)電膏型號、導(dǎo)電膏是否涂抹均勻、螺栓規(guī)格、力矩標(biāo)準(zhǔn)、力矩是否堅固、作業(yè)人），驗(yàn)收后直流電阻測量（含測量人、結(jié)果與評價）。驗(yàn)收過程中按表格要求記錄檢測值，并簽字確認(rèn)，留檔備查。

2）逐人開展專項(xiàng)技能培訓(xùn)并考試上崗，嚴(yán)格篩選作業(yè)人員。變電站負(fù)責(zé)對承擔(dān)驗(yàn)收接頭檢查和處理工作的具體人員進(jìn)行培訓(xùn)，明確關(guān)鍵工藝控制點(diǎn)，并在地面上模擬裝配合格后方可上崗。明確每個接頭直流電阻控制值、力矩要求值，對承擔(dān)驗(yàn)收接頭檢查和處理工作的具體人員進(jìn)行培訓(xùn)，明確關(guān)鍵工藝控制點(diǎn)。

3）初測直流電阻。對交流場單相超過20 μΩ或三相偏差大于10 μΩ的設(shè)備接頭進(jìn)行解體檢修。

4）用規(guī)定力矩檢查緊固。對不滿足要求的接頭重新緊固并用記號筆畫線標(biāo)記。檢查螺栓防松動措施是否良好。

5）精細(xì)處理接觸面。拆卸接頭，檢查接觸面是否平整，有無毛刺變形；檢查導(dǎo)電膏是否干硬；檢查鍍層是否完好無氧化。用150目細(xì)砂紙去除導(dǎo)電膏殘留；用無水酒精清潔兩側(cè)接觸面上的污漬；用刀口尺和塞尺，測量接觸面的平面度是否達(dá)到圖紙技術(shù)要求，如不達(dá)標(biāo)，用細(xì)砂紙包裹好的木塊重新打磨，重新測量。

6）均勻薄涂導(dǎo)電膏。利用針管對導(dǎo)電膏用量進(jìn)行控制，并將導(dǎo)電膏涂抹均勻。用不銹鋼尺由里到外刮去多余部分，使兩側(cè)接觸面上存留的導(dǎo)電膏均勻平整。再用百潔布擦拭干凈，使接線板表面形成一層導(dǎo)電膏。

7）均衡牢固復(fù)裝。涂抹導(dǎo)電膏的接頭應(yīng)在5 min內(nèi)完成連接。復(fù)裝時應(yīng)更換新的螺栓、彈墊，并注意銅鋁接頭是否安裝有過渡片。用力矩扳手按要求的擰緊力矩上緊螺栓，緊固螺栓時應(yīng)先對角預(yù)緊、再擰緊，保證接線板受力均衡，并用記號筆做標(biāo)記。

8）復(fù)測直流電阻。檢測復(fù)裝后的接頭直流電阻，應(yīng)小于控制值，如不符合要求，重復(fù)以上工序。

9）80%力矩復(fù)驗(yàn)。用力矩扳手按80%的要求力矩復(fù)驗(yàn)力矩；檢驗(yàn)合格后，用另一種顏色的記號筆標(biāo)記，兩種標(biāo)記線不可重合。

以上步驟可視為一個閉環(huán)工作流程，如圖1所示，按規(guī)定力矩對接頭進(jìn)行緊固，并測量直流電阻，對直流電阻不合格的情況，按照接頭發(fā)熱流程處理，直至測量電阻合格。

10）全程雙簽證。指定專人負(fù)責(zé)作業(yè)監(jiān)督，如有不符合規(guī)定的操作流程應(yīng)及時制止。全部工作應(yīng)有作業(yè)人員和監(jiān)督人員雙簽證，責(zé)任可追溯。

投運(yùn)后定期對設(shè)備接頭開展紅外成像測溫，及時發(fā)現(xiàn)發(fā)熱點(diǎn)，密切監(jiān)視發(fā)展趨勢。

圖1 “十步法”接頭處理流程

3 效果驗(yàn)證

3.1 紅外測溫技術(shù)

電力設(shè)備多是銅、鋁等導(dǎo)電材料通過螺栓緊固連接的組合體。而用來衡量接頭質(zhì)量的接觸電阻，通常與接觸面積和潔凈程度、接頭壓力及接觸導(dǎo)體的材料性質(zhì)有關(guān)［4］。在非正常的情況下，接頭接觸不良、接觸面積不足導(dǎo)致接觸電阻增大，致使熱量堆積。

紅外測溫利用帶電設(shè)備的致熱效應(yīng)，采用表面發(fā)出的紅外輻射信息，進(jìn)而判斷設(shè)備狀況和缺陷性質(zhì)綜合技術(shù)。紅外測溫遠(yuǎn)距離、非接觸測量特點(diǎn)，且響應(yīng)速度快、靈敏度高、準(zhǔn)確度高，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力設(shè)備帶電檢測。

3.2 “十步法”施工效果案例

利用調(diào)試運(yùn)行期間，對一次設(shè)備，特別是后期施工安裝的接頭進(jìn)行直流電阻測量，如表1所示。

表1 部分設(shè)備接頭的直流電阻測量數(shù)據(jù) μΩ

表1中未出現(xiàn)單相超過20 μΩ或三相偏差大于10 μΩ的設(shè)備接頭的情況。利用設(shè)備調(diào)試送電進(jìn)行紅外測溫，結(jié)果如圖2所示。

圖2 實(shí)測的抽樣檢測點(diǎn)紅外圖譜

圖2中可以看出，測溫儀聚焦的地方 （溫度最高）紅色區(qū)域較小，且實(shí)測的溫度有所降低，溫度記錄結(jié)果如表2所示。

表2 抽樣點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)

表2可以看出，經(jīng)過“十步法”施工后，接頭溫度均控制在了15℃的溫差標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，取得了良好的實(shí)施效果。

4 結(jié)語

通過“十步法”施工工作，很好地控制了一次設(shè)備接頭的接觸電阻，將設(shè)備接頭的發(fā)熱水平限制在額定的范圍之內(nèi)，該方法可以作為電力電站、輸電線路設(shè)備施工方法，也可作為施工標(biāo)準(zhǔn)化程序進(jìn)行推廣，其基本的思想還是要貫穿工程始終，培訓(xùn)管理、閉環(huán)工藝、責(zé)任追溯，才能確保設(shè)備的“零缺陷”投運(yùn)。