兩起500千伏變電站站內(nèi)設(shè)備發(fā)熱缺陷的檢修分析

盛曉文 劉勇

摘 要：判斷內(nèi)部發(fā)熱還是外部發(fā)熱是正確處理設(shè)備發(fā)熱問題的前提，且對發(fā)熱缺陷定性也具有重要幫助。本文對兩起500千伏變電站站內(nèi)設(shè)備發(fā)熱缺陷處理的檢修過程進(jìn)行分析與思考，提出電力設(shè)備內(nèi)部發(fā)熱具有隱蔽性，紅外測溫要結(jié)合設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)的建議，并根據(jù)發(fā)熱類別歸納總結(jié)出熱像特征、故障原因及處理建議。

關(guān)鍵詞：電力設(shè)備 發(fā)熱缺陷 原因分析 內(nèi)部發(fā)熱

引言：

變電一次設(shè)備導(dǎo)電觸頭連接采用機(jī)械擰緊螺栓的方式。在安裝連接過程中，盡管接觸面是光滑的，但仍會(huì)存在接觸面不能完全吻合的問題，實(shí)際只是一些點(diǎn)在接觸。運(yùn)行中負(fù)荷電流從截面較大的導(dǎo)體過渡到截面很小的接觸點(diǎn)時(shí)，由于電流密度的變化，產(chǎn)生了收縮電阻，接觸部位電阻增大，所以使金屬發(fā)生蠕變，導(dǎo)致螺栓壓力下降，并隨著負(fù)荷電流及接觸點(diǎn)的溫度變化，接觸面在不斷減小，電阻隨之增大。因此接頭當(dāng)在大電流長時(shí)間運(yùn)行時(shí)就會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱，溫度相應(yīng)升高。如果長時(shí)間的運(yùn)行下去，將會(huì)進(jìn)一步惡化，導(dǎo)致內(nèi)部放電。

一、電力設(shè)備發(fā)熱原因概述

電力設(shè)備發(fā)熱是常見的運(yùn)行缺陷，發(fā)熱類別有三種，分別為電流致熱型、電壓致熱型、綜合致熱型。變電站內(nèi)設(shè)備依靠運(yùn)維專業(yè)紅外測溫排查運(yùn)行狀況，常用相對溫差作為標(biāo)準(zhǔn)，即兩個(gè)對應(yīng)測點(diǎn)之間的溫升之差與其中較高溫度點(diǎn)的溫升之比的百分?jǐn)?shù)：

（T0被測設(shè)備區(qū)的環(huán)境溫度）

設(shè)備發(fā)熱的原因可分為以下五類：

（一）電阻損耗增大

（二）介質(zhì)損耗增大

（三）鐵磁損耗增大

1.鐵芯局部或多點(diǎn)短路，回路磁滯或磁飽和或短路環(huán)流

2.變壓器、電抗器出現(xiàn)磁回路漏磁，在鐵制箱體產(chǎn)生渦流

（四）電壓分布異常和泄漏電流增大

（五）缺油及其他

1.設(shè)備內(nèi)部油位面上下介質(zhì)（如空氣和油）熱容系數(shù)不同所致

2.嚴(yán)重時(shí)引起油面放電，表面溫度分布異常

二、現(xiàn)場檢修過程

案例一：500千伏QY站運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)LCWB-35W型 CT接線板發(fā)熱缺陷，在檢修處理時(shí)接線板部位并未有燒蝕痕跡，螺栓力矩合格亦無松動(dòng)情況。檢查紅外圖譜：導(dǎo)電觸頭和電流互感器本體連接處的溫度是78.8℃，線夾的溫度是73℃，它們的溫差是5.8℃;而電流互感器上部溫度是71.6℃，與本體連接處的溫度相差7.2℃。

原因分析：CT一次導(dǎo)流接線柱分別用螺絲固定。因接頭在設(shè)備內(nèi)部，且外圍有瓷瓶和絕緣油包裹，測溫時(shí)不易發(fā)現(xiàn)是內(nèi)部接頭發(fā)熱。測溫時(shí)，其與線夾發(fā)熱的紅外圖譜很相似，只有經(jīng)過仔細(xì)對比才能發(fā)現(xiàn)它與線夾發(fā)熱存在細(xì)微的不同。紅外圖譜中觸頭和電流互感器本體連接處的溫度最高，線夾是觸頭的一部分，熱量可直接傳導(dǎo)，所以溫度次之。而電流互感器上部溫度是通過絕緣油傳導(dǎo)出來的，溫度要比其它兩處低一些?？梢耘袛喑龃舜伟l(fā)熱是由電流互感器內(nèi)部引起的。

解體檢修后，電流互感器內(nèi)接線柱上的螺絲墊片有疑似閃絡(luò)痕跡，這也證明了上述的判斷是正確的。將墊片和緊固螺絲進(jìn)行拋光處理，并重新進(jìn)行緊固。

案例二：2020年9月29日，500千伏XS變電站上報(bào)GW4-40.5DW型隔離開關(guān)A相電抗器側(cè)線夾發(fā)熱97.6度嚴(yán)重缺陷。11月12日檢修人員對母線、開關(guān)兩側(cè)六個(gè)接線板進(jìn)行回路電阻測量，處理前最高為65uΩ、最低為4.8uΩ，處理后最高3.7uΩ、最低1.9uΩ，均不大于20uΩ，螺栓力矩120N·m。2021年1月5日該站又上報(bào)生產(chǎn)監(jiān)控中心該隔離開關(guān)A相母線側(cè)接線座發(fā)熱94.6℃。1月11日檢修人員結(jié)合上次檢修試驗(yàn)數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備為內(nèi)部發(fā)熱故障，運(yùn)維描述缺陷部位不準(zhǔn)確，遂對隔離開關(guān)上導(dǎo)電部分解體，更換導(dǎo)電帶后缺陷消除。

電力設(shè)備發(fā)熱，通過肉眼不能完全肯定其是外部還是內(nèi)部發(fā)熱，測溫有時(shí)也難以區(qū)分。常有的易發(fā)熱點(diǎn)——接頭和線夾，特別要認(rèn)真觀察紅外熱成像圖。若接線柱線夾顯示結(jié)果是線夾處發(fā)熱97℃，其他部位都低于97℃，而且螺絲發(fā)熱比較明顯，則屬于外部發(fā)熱。需注意熱量直接傳導(dǎo)，內(nèi)部發(fā)熱溫度最高，周圍溫度次之的考慮因素。

三、結(jié)論

電氣設(shè)備內(nèi)部發(fā)熱具有隱蔽性，不宜被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)紅外測溫時(shí)，要結(jié)合設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)，仔細(xì)分析并不斷積累經(jīng)驗(yàn)，才能保證測溫的準(zhǔn)確性。針對不同的發(fā)熱類別，歸納總結(jié)如下：

參考文獻(xiàn)：

[1]《如何判斷35千伏充油型電流互感器是內(nèi)部發(fā)熱還是外部發(fā)熱》路亞恒、姚宇《技術(shù)天地》

[2]《紅外測溫與紅外檢漏》董超群《帶電檢測》