鄧云輝

摘要：無人值班變電站已經(jīng)成為電力設(shè)備發(fā)展的趨勢，而電力設(shè)備發(fā)熱引發(fā)的事故則是這一發(fā)展方向中的技術(shù)難點。如何確保變電站在無人看管下的正常運行，避免電力負(fù)荷出現(xiàn)較大變化或是高溫天氣引發(fā)的設(shè)備過熱而導(dǎo)致事故，都是日常變電站維護(hù)工作中需要考慮到的問題。文章對引發(fā)變電站運行設(shè)備發(fā)熱的原因進(jìn)行了分析，并提出了若干有效措施以加強(qiáng)對變電站運行設(shè)備的監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：變電站；運行設(shè)備；發(fā)熱監(jiān)控；紅外測溫；示溫蠟片

中圖分類號：TM764文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2012）18

1變電站運行設(shè)備發(fā)熱的原因

電力設(shè)備發(fā)熱是變電站運行中的一大潛在威脅，如果不及時發(fā)現(xiàn)和處理，一旦發(fā)熱嚴(yán)重時，極有可能導(dǎo)致設(shè)備連接點燒斷，引發(fā)大面積停電、火災(zāi)等危害。通過分析變電站實際運行中遇到的各種情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電力負(fù)荷變化較大、運行方式突然改變和持續(xù)高溫天氣時，電力設(shè)備的閘刀觸頭及連接點都較容易出現(xiàn)發(fā)熱等狀況。

在電能轉(zhuǎn)換為熱能的過程中，運動著的電子與導(dǎo)體內(nèi)的分子會發(fā)生摩擦和碰撞，而導(dǎo)體內(nèi)的分子通過碰撞可以獲得能量，使分子運動加快。而當(dāng)電流流過金屬導(dǎo)體時，導(dǎo)體會出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，這也就是所謂的“熱效應(yīng)”。由焦耳定律我們可以知道，在一定的通電時間t內(nèi)，總的發(fā)熱量為：Q=0.24I2Rt。即導(dǎo)體的發(fā)熱情況與電流的平方比成正比，與其電阻成反比。同時由于電阻值跟導(dǎo)體的截面積成正比，因此導(dǎo)體的發(fā)熱量與導(dǎo)體的截面積也成正比。除此之外，變電站運行設(shè)備所處的散熱環(huán)境、導(dǎo)體的形狀和電流持續(xù)時間的長短等也都會影響到設(shè)備的發(fā)熱情況。據(jù)此，在實際生活中，變電站運行設(shè)備出現(xiàn)異常發(fā)熱情況往往由下列原因

所致：

首先是自然因素，由于變電站運行設(shè)備多置于露天環(huán)境，其閘刀觸頭等位置經(jīng)常受到風(fēng)吹日曬、冰凍雪融等自然條件的侵蝕，在長期的運行過程中，接頭位置很容易發(fā)生氧化和腐蝕而出現(xiàn)氧化膜，直接導(dǎo)致連接處接觸電阻增大，從而出現(xiàn)接觸不良。這種情況下，如果不及時進(jìn)行處理，降低工作電流，接頭氧化腐蝕會進(jìn)一步加劇，促使接頭電阻更大，局部溫度驟升，最終的結(jié)果是設(shè)備連接點被燒斷，引發(fā)事故。

其次是電流運行方式的突然變化，在單臺主變電站運行的情況下，如果電流的運行方式發(fā)生改變，會導(dǎo)致電流增大。這時需要及時掌握發(fā)熱情況，否則會導(dǎo)致變電站運行設(shè)備在不正常的運行方式下發(fā)生嚴(yán)重的事故，出現(xiàn)大范圍的停電，影響人們生活的正常進(jìn)行。

2變電站運行設(shè)備發(fā)熱監(jiān)控方法

為了防止變電站運行設(shè)備的電流連接點出現(xiàn)異常發(fā)熱或者解除不良等狀況，保證設(shè)備的健康運行，可以采取以下措施加強(qiáng)對設(shè)備的監(jiān)控：

2.1周期性的紅外測溫診斷

目前所用的紅外測溫診斷主要分為點紅外測溫和紅外成像測溫兩種，但后者比前者的精確度更高，也較為方便，缺點是成本相對較高。不同地區(qū)可以根據(jù)實際情況來選擇具體的紅外測溫方法。

在紅外測溫中，需要注意如下問題：

2.1.1確定測溫周期

新投入的運行設(shè)備進(jìn)行帶負(fù)荷測試，即將設(shè)備置于將來可能承載的負(fù)荷下進(jìn)行測試，然后納入正常的測溫周期內(nèi)。一般正常的測溫周期一年兩次，第一次為年度檢修，第二次是在高荷來臨前進(jìn)行測試，如夏季高溫天氣到來之前。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備有問題，還應(yīng)在檢修后補加一次測試。不過，如果遇到特殊情況，負(fù)荷增長，還應(yīng)適當(dāng)調(diào)整測試情況。

2.1.2選擇合適的檢測環(huán)境

紅外測溫盡量避免在惡劣天氣下進(jìn)行，一方面可以保證測試人員的人身安全，另一方面可以保證測試數(shù)據(jù)的正常水平，測試時溫度一般應(yīng)在0℃以上，濕度應(yīng)保持在80﹪以下。如果在戶外進(jìn)行紅外檢測，時間上應(yīng)安排在日出之前、日落之后、陰天或晚上；如果檢測在戶內(nèi)，應(yīng)熄滅燈光進(jìn)行。

2.1.3做好記錄

紅外測溫的情況應(yīng)及時計入專門的工作卡內(nèi)，對測溫當(dāng)天的負(fù)荷電流、溫度和環(huán)境都應(yīng)詳細(xì)記錄，以便于之后進(jìn)行比較分析。

2.2示溫蠟片監(jiān)控法

為確保變電設(shè)備的健康運行，應(yīng)加強(qiáng)對變電站運行設(shè)備的監(jiān)控管理，嚴(yán)格按照監(jiān)控工作流程進(jìn)行巡視測溫，為此可以采用示溫蠟片粘貼法進(jìn)行。

首先，在運行設(shè)備大電流回路的各個連接點粘貼示溫蠟片，而室外電氣設(shè)備的大電流回路連接點，也應(yīng)根據(jù)實際情況粘貼示溫蠟片；其次，應(yīng)將示溫蠟片的粘貼情況納入設(shè)備驗收項目，確保粘貼齊全，對于缺漏地方應(yīng)及時補貼；最后，示溫蠟片的粘貼應(yīng)能準(zhǔn)確直觀反映連接點的溫度，因此對于同一個變電所的同一級電壓等級處應(yīng)粘貼同一種顏色的示溫蠟片，以方便觀察和記錄。對于開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備正常運行時不能觀察到的連接點，也需要粘貼示溫蠟片，可以利用停電的機(jī)會進(jìn)行檢查。

定期觀察示溫蠟片的變化情況，及時進(jìn)行測溫檢查。在檢查過程中，一旦發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)設(shè)備連接點的示溫蠟片出現(xiàn)熔化或者脫落狀況時，為了確保安全生產(chǎn)，必須及時打開柜門進(jìn)行測溫，同時要做好相應(yīng)的安全措施。

在異常天氣如高溫、嚴(yán)寒等條件下及電力負(fù)荷出現(xiàn)較大增長、電流運行方式發(fā)生突變等情況下，必須對相應(yīng)的運行設(shè)備進(jìn)行測溫檢測，尤其是大電流回路的連接點，應(yīng)該進(jìn)行針對性的重點檢查。

在運用示溫蠟片粘貼法的同時，還必須按照規(guī)定對運行設(shè)備進(jìn)行定期的紅外測溫，檢測設(shè)備的發(fā)熱程度。在紅外測溫過程中，要嚴(yán)格按照規(guī)定的操作規(guī)范逐步進(jìn)行并做好記錄。在測溫完成后，應(yīng)將過往的檢查、測溫情況與近期的負(fù)荷進(jìn)行比較分析，及時排查問題和隱患。

2.3發(fā)熱診斷方法

在對運行設(shè)備進(jìn)行測溫檢查后，對于所測得的溫度，還應(yīng)進(jìn)行評估和診斷，判斷其是否處于安全范圍?？梢圆捎靡韵聝煞N診斷方法：

2.3.1同類比較法

這一方法主要分為以下幾個步驟：首先，在同一電氣回路中，如果三相電流對稱和三相設(shè)備相同時，比較三相電流致熱型設(shè)備對應(yīng)部位的溫度上升值，從而判斷設(shè)備是否正常，若三相設(shè)備同時出現(xiàn)異常，可將其與同一回路的同一類設(shè)備進(jìn)行比較；其次，如果三相負(fù)荷電流出現(xiàn)不對稱時，應(yīng)該考慮負(fù)荷電流造成的影響；最后，對于型號規(guī)范相同的電壓致熱型設(shè)備，可以根據(jù)溫度上升值的差異來判斷設(shè)備是否正常。

2.3.2設(shè)備外部熱缺陷診斷

在對運行設(shè)備進(jìn)行發(fā)熱診斷時，不僅應(yīng)該注意到內(nèi)部電流等造成的影響，還應(yīng)注意到變電站運行設(shè)備外部存在的熱缺陷，可參照以下診斷表來進(jìn)行判別：

不同的設(shè)備部分，檢測診斷的對象也各不相同：對于輸電線路和母線，重點是檢測導(dǎo)線的線夾及連接處；對于穿墻的套管，主要檢測其兩端的引線接點和支撐的鐵板；而對于一次設(shè)備接頭，應(yīng)該側(cè)重檢測其外部的引流接頭和與其配套的接點線夾；至于隔離開關(guān)，主要檢測其兩端的頂帽接點、出現(xiàn)套管與導(dǎo)線的搭接處、由彈簧壓接的觸頭和動靜觸頭的連接處。

3結(jié)語

筆者通過調(diào)查某變電所自2003年采用該監(jiān)控方法以來，共測溫785次，連續(xù)發(fā)現(xiàn)了220kV正母閘刀B相觸頭發(fā)熱，35kVA主變10kV開關(guān)柜內(nèi)B相空芯套管接頭處發(fā)熱等10多處嚴(yán)重發(fā)熱點，并及時采取了有效的降溫措施。隨著人們生活電氣化程度的提升，用電需求越累越大，電力運輸超負(fù)荷的情況也成為常態(tài)。在這樣的現(xiàn)實條件下，變電站運行設(shè)備的安全與否直接關(guān)系到人民群眾的生活。因此，為了避免出現(xiàn)大面積、長時間的停電事故，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，對變電站運行設(shè)備進(jìn)行定期檢查測溫，分析設(shè)備過熱的具體原因并采取有效的控制措施顯得尤為重要。

參考文獻(xiàn)

[1]張月華．變電站運行設(shè)備發(fā)熱監(jiān)控診斷方法的分析[J]．中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，（21）．

[2]孫福濱，劉剛．變電站運行設(shè)備發(fā)熱原因及監(jiān)控方法[J]．水利科技與經(jīng)濟(jì)，2007，（8）．

[3]郭培元．電力系統(tǒng)自動控制新技術(shù)[M]．北京：科學(xué)出版社，2001．

（責(zé)任編輯：文森）