高世偉

（忻州供電分公司，山西 忻州 034000）

變電載流設(shè)備接頭發(fā)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(jí)變電設(shè)備接頭發(fā)熱缺陷帶電處理的綜合措施，并且研發(fā)了一套安全可靠的帶電處理接頭發(fā)熱的裝置。該裝置采用空壓機(jī)做為帶電操作的動(dòng)力源，同時(shí)在操作時(shí)進(jìn)行了有效的氣水分離，在保證操作人員和設(shè)備安全的前提下，實(shí)現(xiàn)了帶電緊固螺栓、帶電除銹和帶電進(jìn)行短接分流。

變電設(shè)備；接頭；發(fā)熱

1 接頭發(fā)熱原因分析

通過對(duì)近幾年來所有接頭發(fā)熱引起的故障進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)95%的發(fā)熱點(diǎn)集中在兩個(gè)部位：隔離開關(guān)觸指接觸處、線夾與導(dǎo)線的螺栓固定接觸處。

1.1 隔離開關(guān)觸指接觸處

隔離開關(guān)觸指之間是靠彈簧壓力接觸緊密的，但隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，彈簧會(huì)產(chǎn)生兩種變化：彈簧本身氧化，有效直徑變小，彈簧壓力減??；彈簧長(zhǎng)期受壓疲勞，倔強(qiáng)系數(shù)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(fā)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(yùn)行，運(yùn)行條件較為惡劣，線夾通過螺栓的縫隙始終處在風(fēng)霜雪雨、日照、溫差以及自身磁場(chǎng)的共同作用下，加速了接觸面的氧化和結(jié)垢程度，最后導(dǎo)致了發(fā)熱。另外，由于施工質(zhì)量原因，在檢修后或投產(chǎn)啟運(yùn)前連接部位螺栓緊固不夠，也可導(dǎo)致發(fā)熱。發(fā)熱現(xiàn)象通常發(fā)展很快，因?yàn)槭馨l(fā)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(fā)展下去便可能會(huì)引起電弧，進(jìn)而燒損設(shè)備，給設(shè)備和系統(tǒng)帶來沖擊，影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)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(dǎo)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(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、用電負(fù)荷的急劇增加，非正常停電檢修必然會(huì)給用電企業(yè)帶來重大損失和安全經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也必將給電力企業(yè)帶來社會(huì)負(fù)面影響并損失一定的電量。如何在帶電情況下進(jìn)行接頭發(fā)熱處理，減少停電時(shí)間、減少負(fù)荷及電量損失顯得尤為重要和迫切。

2 解決方案

針對(duì)以上兩種常見的發(fā)熱現(xiàn)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(diǎn)。[2-3]

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

b）操作簡(jiǎn)單。該套設(shè)備可單人或雙人操作，簡(jiǎn)單便利，適合緊急情況搶修需要。

c）安全性能符合系統(tǒng)要求。各部分均經(jīng)過高電壓耐壓試驗(yàn)，滿足系統(tǒng)不同電壓等級(jí)的絕緣及安全性能要求。

2.1 帶電螺栓緊固法

對(duì)于線夾連接處發(fā)熱，可首先用帶電螺栓緊固裝置，實(shí)現(xiàn)帶電緊固載流設(shè)備線夾螺栓的功能，達(dá)到發(fā)熱處理的目地。

帶電螺栓緊固裝置主要包括落地式動(dòng)力源和手持緊固器兩部分。沉重的動(dòng)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(jī)作為動(dòng)力源，絕緣軟管傳遞氣源動(dòng)力，帶動(dòng)手持緊固器的氣動(dòng)扳手套筒高速旋轉(zhuǎn)，完成緊固作業(yè)。緊固器的各個(gè)部件均可靈活、方便地拆卸、組合。該機(jī)具有重量輕、功率大、使用壽命長(zhǎng)、操作安全可靠、檢修維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。

整套裝置由氣動(dòng)扳手、空氣壓縮機(jī)、氣水分離裝置、操作桿、固定桿、觀察鏡頭組成。氣動(dòng)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(guān)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(jī)輸出的氣體進(jìn)行氣水分離，保證氣體含水量符合安規(guī)要求，保證人員安全，同時(shí)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(dòng)扳手并進(jìn)行帶電螺帽緊固，由環(huán)氧樹脂材質(zhì)制成，多節(jié)組合，滿足不同電壓等級(jí)的操作要求。固定桿用于固定螺桿，防止螺桿旋轉(zhuǎn)，便于氣動(dòng)扳手進(jìn)行螺帽緊固工作。由環(huán)氧樹脂材質(zhì)制成，多節(jié)組合。觀察鏡頭采用無線發(fā)射、接收視頻裝置，配置筆記本電腦，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)操作面的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.2 帶電分流短接法

當(dāng)隔離開關(guān)觸頭部分產(chǎn)生發(fā)熱或者線夾連接處發(fā)熱經(jīng)帶電緊固螺栓后效果仍不理想時(shí)，可采用分流短接的方法，將產(chǎn)生發(fā)熱的部位臨時(shí)進(jìn)行短接分流，起到減小載流體通過電流，降低發(fā)熱部位溫度的作用，從而保護(hù)觸頭不致燒損的目的。該設(shè)備分為四個(gè)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(fā)熱部位兩側(cè)，采用外凸內(nèi)凹形張口、限位螺栓固定、旋轉(zhuǎn)緊固原理。根據(jù)不同的設(shè)備形式（如導(dǎo)線、導(dǎo)電桿、設(shè)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?。ㄈ鐖D1所示）。

圖1 短接卡具

2.2.2 短接引流線

主要負(fù)責(zé)分流短接發(fā)熱部位的電流，除采用多股裸銅線等高導(dǎo)流材質(zhì)外，還考慮導(dǎo)線截面要求，考慮到山西省電力系統(tǒng)220 kV及以下系統(tǒng)實(shí)際情況，根據(jù)需要采用不同截面、不同長(zhǎng)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(fā)熱部位，連接完畢后，即可通過旋轉(zhuǎn)分離，從而實(shí)現(xiàn)將短接引流裝置固定于發(fā)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(dòng)扳手，同樣采用氣體作為動(dòng)力，打磨頭可在市場(chǎng)上選購，也可定做，實(shí)現(xiàn)多角度旋轉(zhuǎn)，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(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(cè)試驗(yàn)

為了保證操作安全以及處理效果，對(duì)變電載流設(shè)備接頭發(fā)熱帶電處理的相關(guān)部件進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試，總體分為絕緣耐壓、微水試驗(yàn)、力矩值試驗(yàn)三個(gè)方面。

3.1 微水試驗(yàn)

3.1.1 測(cè)試目的

通過檢測(cè)帶電螺栓緊固裝置動(dòng)力源氣體微水指標(biāo)變化，也就是空氣壓縮機(jī)輸出的氣體經(jīng)過氣水分離裝置前后的氣體微水值的變化情況，檢驗(yàn)最終送達(dá)氣動(dòng)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(cè)設(shè)備

DMT-242P型微水測(cè)試儀。

3.1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1。根據(jù)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)不難看出：在加裝氣水分離裝置后，用于源動(dòng)力的空氣微水值發(fā)生了明顯的變化，而且所測(cè)試數(shù)據(jù)也完全滿足電力系統(tǒng)相關(guān)規(guī)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(yàn)

3.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

檢測(cè)操作桿以及氣體絕緣管的絕緣耐壓水平是否滿足系統(tǒng)要求。

3.2.1 檢測(cè)設(shè)備

HDSR-f220/220串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備。

3.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析（見表2）

表2 絕緣耐壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)

可以看出，絕緣桿裸桿及絕緣氣管在通氣狀態(tài)下的絕緣性能完全滿足電力系統(tǒng)安規(guī)中關(guān)于工頻耐壓試驗(yàn)的要求[1-3]。

3.3 力矩試驗(yàn)

3.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

檢驗(yàn)帶電螺栓緊固裝置氣動(dòng)扳手的力矩值是否滿足電力系統(tǒng)常見螺栓的力矩要求。

3.3.2 檢測(cè)設(shè)備

Bunker 0-300NM。

3.3.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析（見表3）

表3 力矩試驗(yàn)數(shù)據(jù)

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

4 應(yīng)用效果

圖6 帶電分流短接法的應(yīng)用

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

［1］ 國家電網(wǎng)公司.電力安全工作規(guī)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(yè)用絕緣工具試驗(yàn)導(dǎo)則［S］.北京：中國電力出版社，2004.

［3］ 國網(wǎng)武漢高壓研究院.GB 13398-2008帶電作業(yè)用空心絕緣管、泡沫填充絕緣管和實(shí)心絕緣棒［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)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(yè)于太原理工大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，高級(jí)工程師，從事電力設(shè)備檢修及試驗(yàn)工作。