變電設備接頭發(fā)熱的原因與解決方案

1　運行中變電設備接頭發(fā)熱的原因

(1)接頭聯(lián)接安裝工藝不當。聯(lián)接安裝過程中，錯誤使用砂紙打磨鋁質(zhì)母線接觸表面時，將會有一定數(shù)量的玻璃屑及砂粒嵌入鋁質(zhì)金屬接觸表面內(nèi)，導致有效接觸面積減少接觸電阻增大而發(fā)熱。

(2)緊固螺栓壓力不當。部分檢修人員在母線接頭的聯(lián)接上存有誤區(qū)，認為聯(lián)接螺栓擰的愈緊愈好，其實不然。因鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)小，當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時，若材料的強度差，再繼續(xù)增加不當?shù)膲毫?，將會造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大。

(3)不同金屬的膨脹效應引起。鋼制螺栓的金屬膨脹系數(shù)要比銅質(zhì)、鋁質(zhì)母線小得多，尤其是螺栓型設備接頭，在運行中隨著負荷電流及溫度的變化，其鋁或銅與鐵的膨脹和收縮程度將有差異而產(chǎn)生蠕變。所謂蠕變就是金屬在應力的作用下緩慢的塑性變形，蠕變的過程還與接頭處的溫度有很大的關(guān)系。實踐證明，當接頭處的運行工作溫度超過80℃時，接頭金屬將因過熱而膨脹，使接觸表面位置錯開，形成微小空隙而氧化。當負荷電流減少溫度降低回到原來接觸位置時，由于接觸面氧化膜的覆蓋，不可能是原安裝時金屬間的直接接觸。每次溫度變化的循環(huán)所增加的接觸電阻，將會使下一次循環(huán)的熱量增加，所增加的較高溫度又使接頭的工作狀況進一步變壞，因而形成惡性循環(huán)。

(4)不同材質(zhì)接頭接觸表面的微電池腐蝕效應。據(jù)有關(guān)試驗文獻資料表明，銅的標準電勢為+0.34V，鋁的標準電勢為-1.28V，銅鋁之間的電勢差為+1.62V。若銅鋁直接接觸，空氣中的水和氧化碳及其它有害雜質(zhì)會在接頭接觸表面形成電解液。由于兩極直接接觸，便會有微弱的電流流動，在電解液的作用下，使接觸表面逐漸腐蝕，引起接觸電阻增大而發(fā)熱。

2　防止變電設備接頭發(fā)熱的對策

(1)變電所所用的母線及設備線夾金具，根據(jù)需要可選用適當型號的合格產(chǎn)品，載流量及動熱穩(wěn)定，使之符合設計要求。特別是設備線夾，應積極采用先進的銅、鋁擴散焊工藝的銅鋁過渡產(chǎn)品，防止偽劣產(chǎn)品入網(wǎng)運行。

(2)設備接頭的接觸表面防氧化處理，應優(yōu)先采用電力復合脂(即導電膏)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)常規(guī)的凡士林。實踐表明，中性凡士林無任何導電作用，只能起到防止水分滲入和隔離空氣的作用，并且凡士林的滴點僅為54℃。所謂滴點就是在標準條件下，油脂物質(zhì)從半固體變成液體狀態(tài)的溫度。當運行溫度高于54℃時，凡士林就會慢慢滲化流失而干涸，空氣的有害介質(zhì)沿接觸表面空隙侵入，使接頭表面氧化腐蝕。而新型的電力復合脂，滴點達180～220℃，凝固點低(-20～-30℃)，其中所含的鋅、鎳、鉻等金屬細粒填充在接頭接觸表面的縫隙中，金屬細粒在螺栓緊固力的作用下，能破碎接觸面的氧化膜層，降低接觸電阻。同時還可以在接頭整個表面形成一個保護層而起到隔絕空氣和水分的滲入，起到防止氧化的作用。這里需要指出的是，導電膏并非良導體，它在接觸面上的導電性能是借"遂道效應"來實現(xiàn)的。所謂"遂道效應"就是指粒子通過一個勢能大于總能量的有限區(qū)域。這是一種量子力學現(xiàn)象，按照經(jīng)典力學是不可能出現(xiàn)的。因此，導電膏在接觸面上不可涂得太厚，否則會影響其使用效果。

(3)接頭接觸面的處理。用銼刀把接頭接觸面嚴重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔，但應注意母線加工后的截面減少值：銅質(zhì)不超過原截面的3%，鋁質(zhì)不超過5%。用除油劑除去接頭表面的油污，再用鋼絲刷除去表面的氧化膜，最后再用干凈的棉紗蘸酒精或丙酮把接觸面擦拭干凈，立即在接頭表面涂0.05～0.1mm厚的DC型導電膏，并輕輕抹平，以剛能覆蓋接觸面為宜，然后用銅絲刷輕輕擦拭，使接頭表面氧化膜破碎酥松脫落，再薄涂一層導電膏后方可進行接頭的聯(lián)接。

(4)選擇合適的緊固壓力，接頭的壓力是保證降低接觸電阻的重要因素之一，要合理選擇聯(lián)接用的螺栓，平墊圈及彈簧墊圈。進行螺栓緊固時，螺栓不能擰得過緊，以彈簧墊圈壓平即可，有條件時，應用力矩板手進行緊固。

3　結(jié)束語

防止變電設備接頭發(fā)熱，除必須嚴格按照安裝檢修工藝規(guī)程操作及使用新型技術(shù)的導電膏外，在加強現(xiàn)場巡視檢查的基礎上，還應采用必要的技術(shù)手段進行接頭運行中溫度的在線監(jiān)測。如示溫蠟片、紅處線測溫儀、紅外線熱成像儀等。以便發(fā)現(xiàn)問題及時處理。避免因電力接頭劣化嚴重發(fā)熱而導致設備、母線事故的發(fā)生，真正把安全運行落到實處。