接头发热故障分析及处理方法

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1、接头发热故障分析及处理方法变电站设备接头发热属常见故障，且站内接头众多，故障率高，如处理不及时容易引发事故，影响设备的安全和电网的可靠运行。一直以来，对于接头发热处理的方法都比较单一，不彻底，故障容易反复，缺乏根除方法。本PPT主要试图通过分析影响接头发热的各个因素，寻找出合适的故障解决方法。背景接头图片正常情况下，接头通过电流都会产生热量，使得接头有温升。一般来说，正常情况下户外的接头处温度与周围环境温差不超过5℃，一旦超过需警惕。每种接头都有规定的最高长期工作温度和允许温升，一旦超过相应的数值将被认定为发热故障，需对其进行处理。（注：本PPT主要针对户外铝—

2、铝接头分析）标准螺栓连接接头的长期最高工作温度及运行温升表（℃）由焦耳定律RT（其中Q为热量，I为电流，R为电阻，T为时间）可知接头的发热量与I，R，T三个因素有关，而单位时间内的发热量只与I，R两个因素有关故障分析1.设计不当接头的设计容量不足以承受额定的电流值；2.过负荷负荷增长过快，接头无法承受导致发热；3.短路故障短路时瞬间通过的大电流引起接头的氧化和形变。因素I引起的发热由电阻的计算公式（其中R为电阻，为电阻率，为导体的横截面积）可知接头的接触电阻与，三个因素有关，一般情况下，接头的连接处长度忽略，故接头的接触电阻只与，两个因素有关。因素R引起的发热1

3、.材料（主要）110kV设备接头采用铝—铝相接，铝的化学性质活泼，在其表面极易形成一层稳定的氧化物，导致接头电阻率严重上升（其中纯铝的电阻率为2.9XΩ·，铝的氧化物电阻率为1XΩ·），使得接触电阻过大导致接头发热；另外，大气中的硫化物、酸性物也会腐蚀接头，使其电阻率上升。一般情况下，接头通常还会涂抹导电膏（电力复合脂）。毫无疑问，如果工艺良好导电膏对于减小接头接触电阻具有巨大帮助。可是很多情况下，由于导电膏的使用不当，变成了适得其反。譬如，如果导电膏混入杂质，将会严重降低接头的导电性能；或者，涂抹的导电膏厚度不合理，也会降低导电膏的作用，因为导电膏本身并非良导

4、体，它是通过“隧道效应”来加强接头的导电性能的，一旦涂抹过厚“隧道效应”将不复存在；另外，由于导电膏构成成分复杂，其中含有锌等化学物质，长时间下去会产生电化学反应，引起接头的电阻率上升。影响电阻率的因素2.温度（次要）=（其中为零度时导体的电阻率，为导体的温度系数，t为温度）一般情况下，温度对材料的电阻率影响不大，可一般温度上升到一定情况下时，将会产生恶性循环，导致电阻率的无节制上升。影响电阻率的因素实际上，接头的接触面并非平滑，而是两个凹凸不平的面相接触，因此接头的有效载流面积并不等于接头的横截面积。有效载流面积主要受两个因素影响：压力和表面粗糙度影响横截面积

5、的因素接头接触面示意图分析结果QIRTls设计不当过负荷短路故障由右图可以看出，影响接头发热的因素总共有七个，处理其发热时需针对其中的每一个因素，否则任何一个因素出现问题都可能会引发严重的发热故障，使得处理结果徒劳。接头发热故障的处理方法主要是针对上述的七个因素，通过对这些因素参数的适当控制使得接头的发热量处于合理的范围内，保障设备的正常运行。故对接头发热故障的处理方法有以下几点：1.改进接头设计，使其通流能力符合要求；2.改善负荷预测，及时更换通流能力更好的接头；3.发生短路故障时严密监测接头发热情况，及时处理故障；处理方法4.采用通流能力更好的材料，或者对接

6、头采取适当的防氧化措施，紧固前对接触平面进行打磨，保障其通流能力；5.采用温度系数较小的导体；6.针对螺栓压接的触头采用适当的螺栓数量，紧固时使用的力矩适当，避免过大或过小；7.对接头表面进行打磨，使得接触平面尽量平滑，需要时涂抹适量的导电膏，加大接头的通流能力。实际上，处理接头发热时并不能针对上述的每一个因素进行处理，因为一旦设备投产运行以后，其型号就已确定下来，包括其外形、额定通流能力、材料、压接方式都已确定下来，而检修人员能做的就是打磨接头表面、采取防氧化措施（譬如涂抹凡士林）、涂抹导电膏、采用合适的紧固力矩、更换部件等等。存在问题一影响接头发热量的各个因

7、素并不是相互独立的，而是一个整体相互关联的。譬如使用导电膏，虽然在一定程度上能加强通流能力，可一旦导电膏使用过多或产生电化学反应，反而会使接头表面的材料发生变化或者有效载流面积减小等。因此，处理过程中需综合考虑，使用最优的解决方法。存在问题二1.选用通流能力强，化学性质比较稳定的材料；2.螺栓压接方式的接头添加弹簧，并使用力矩扳手拧紧，防止用力不足或过大；3.采用新的更有效的压接方式；4.改进导电膏涂抹工艺，防止涂抹不匀或过厚；5.采用性能更优的涂抹材料，代替传统导电膏，如DJB—823固体薄膜保护剂（看材料介绍性能不错，实际使用效果不知）。预防措施