变电载流设备接头发热带电处理措施

高世伟

（忻州供电分公司，山西 忻州 034000）

变电载流设备接头发热带电处理措施

高世伟

（忻州供电分公司，山西 忻州 034000）

提出了解决35～220 kV电压等级变电设备接头发热缺陷带电处理的综合措施，并且研发了一套安全可靠的带电处理接头发热的装置。该装置采用空压机做为带电操作的动力源，同时在操作时进行了有效的气水分离，在保证操作人员和设备安全的前提下，实现了带电紧固螺栓、带电除锈和带电进行短接分流。

变电设备；接头；发热

1 接头发热原因分析

通过对近几年来所有接头发热引起的故障进行分析，发现95%的发热点集中在两个部位：隔离开关触指接触处、线夹与导线的螺栓固定接触处。

1.1 隔离开关触指接触处

隔离开关触指之间是靠弹簧压力接触紧密的，但随着运行时间的延长，弹簧会产生两种变化：弹簧本身氧化，有效直径变小，弹簧压力减小；弹簧长期受压疲劳，倔强系数变小，失去弹性。弹簧的这两种变化最终都将引起触指之间接触不紧密而发热。

1.2 线夹与线夹的螺栓固定接触处

由于该连接方式是在户外运行，运行条件较为恶劣，线夹通过螺栓的缝隙始终处在风霜雪雨、日照、温差以及自身磁场的共同作用下，加速了接触面的氧化和结垢程度，最后导致了发热。另外，由于施工质量原因，在检修后或投产启运前连接部位螺栓紧固不够，也可导致发热。发热现象通常发展很快，因为受发热的影响接触部分更容易氧化，使其电阻增加更快，温度上升更高，若不断发展下去便可能会引起电弧，进而烧损设备，给设备和系统带来冲击，影响系统安全稳定运行[1]。在停电的情况下，以上缺陷可通过打磨接触面的氧化层和污垢、涂抹导电硅脂、更换不符合要求或老化的连接部件来解决。但由于近几年国民经济的高速发展、用电负荷的急剧增加，非正常停电检修必然会给用电企业带来重大损失和安全经营风险，同时也必将给电力企业带来社会负面影响并损失一定的电量。如何在带电情况下进行接头发热处理，减少停电时间、减少负荷及电量损失显得尤为重要和迫切。

2 解决方案

针对以上两种常见的发热现象，研制了带电螺栓紧固和带电引流短接组合装置。该组合装置具有以下特点。[2-3]

a）携带方便。操作及固定部分由环氧树脂杆组合而成，能自由收缩并可90°旋转连接头，各类设施发热带电处理的元件均为各种型号的系列组合，可满足不同电压等级、不同角度、不同型号隔离开关及设备线夹螺栓的需要。

b）操作简单。该套设备可单人或双人操作，简单便利，适合紧急情况抢修需要。

c）安全性能符合系统要求。各部分均经过高电压耐压试验，满足系统不同电压等级的绝缘及安全性能要求。

2.1 带电螺栓紧固法

对于线夹连接处发热，可首先用带电螺栓紧固装置，实现带电紧固载流设备线夹螺栓的功能，达到发热处理的目地。

带电螺栓紧固装置主要包括落地式动力源和手持紧固器两部分。沉重的动力源固定在落地小车上，手持紧固器部分主要由主绝缘部件、紧固套筒组成。采用大功率空气压缩机作为动力源，绝缘软管传递气源动力，带动手持紧固器的气动扳手套筒高速旋转，完成紧固作业。紧固器的各个部件均可灵活、方便地拆卸、组合。该机具有重量轻、功率大、使用寿命长、操作安全可靠、检修维护简便等特点。

整套装置由气动扳手、空气压缩机、气水分离装置、操作杆、固定杆、观察镜头组成。气动扳手在满足力矩要求的前提下，重量尽可能要轻，将其固定在操作杆上，气体控制开关装在操作杆下部手持部分，便于操控。气水分离装置将空压机输出的气体进行气水分离，保证气体含水量符合安规要求，保证人员安全，同时附带硅胶显示装置，可直接观察气体含水量变化。操作杆用于固定气动扳手并进行带电螺帽紧固，由环氧树脂材质制成，多节组合，满足不同电压等级的操作要求。固定杆用于固定螺杆，防止螺杆旋转，便于气动扳手进行螺帽紧固工作。由环氧树脂材质制成，多节组合。观察镜头采用无线发射、接收视频装置，配置笔记本电脑，实现现场对操作面的实时监控。

2.2 带电分流短接法

当隔离开关触头部分产生发热或者线夹连接处发热经带电紧固螺栓后效果仍不理想时，可采用分流短接的方法，将产生发热的部位临时进行短接分流，起到减小载流体通过电流，降低发热部位温度的作用，从而保护触头不致烧损的目的。该设备分为四个部分：短接卡具、短接引流线、操作杆、打磨器。

2.2.1 短接卡具

用于将短流线固定在短接发热部位两侧，采用外凸内凹形张口、限位螺栓固定、旋转紧固原理。根据不同的设备形式（如导线、导电杆、设备线夹等）制作不同的短接卡具来满足不同需要，采用铜材制作，电阻极小（如图1所示）。

图1 短接卡具

2.2.2 短接引流线

主要负责分流短接发热部位的电流，除采用多股裸铜线等高导流材质外，还考虑导线截面要求，考虑到山西省电力系统220 kV及以下系统实际情况，根据需要采用不同截面、不同长度的多股裸铜线，满足不同情况使用（如图2所示）。

图2 短接引流线

2.2.3 操作杆

可将短接头固定连接于发热部位，连接完毕后，即可通过旋转分离，从而实现将短接引流装置固定于发热部位的目的。使用同样的接口方式连接打磨器，清理锈蚀，以及带电螺栓紧固装置（如图3所示）。

图3 操作杆

2.2.4 打磨器

采用小型气动扳手，同样采用气体作为动力，打磨头可在市场上选购，也可定做，实现多角度旋转，用于短接前清除表面污垢、氧化层，以保证短接分流效果（如图4所示）。

图4 打磨器

2.2.5 观察镜头

便于现场操作人员掌握操作过程到位情况，确保打磨、短接效果（如图5所示）。

图5 观察镜头

通过以上两种方法处理后，可使用红外测温仪观察处理效果，如仍不理想，可再加一套短接装置来保证分流效果。

3 检测试验

为了保证操作安全以及处理效果，对变电载流设备接头发热带电处理的相关部件进行了应用测试，总体分为绝缘耐压、微水试验、力矩值试验三个方面。

3.1 微水试验

3.1.1 测试目的

通过检测带电螺栓紧固装置动力源气体微水指标变化，也就是空气压缩机输出的气体经过气水分离装置前后的气体微水值的变化情况，检验最终送达气动扳手的空气是否满足绝缘要求，以保证操作安全的目的。

3.1.2 检测设备

DMT-242P型微水测试仪。

3.1.3 试验数据及分析

试验数据如表1。根据以上试验数据不难看出：在加装气水分离装置后，用于源动力的空气微水值发生了明显的变化，而且所测试数据也完全满足电力系统相关规程要求[1]。

表1 加装气水分离装置前后气体微水值比较

3.2 绝缘耐压试验

3.2.1 试验目的

检测操作杆以及气体绝缘管的绝缘耐压水平是否满足系统要求。

3.2.1 检测设备

HDSR-f220/220串联谐振试验设备。

3.2.3 试验数据及分析（见表2）

表2 绝缘耐压试验数据

可以看出，绝缘杆裸杆及绝缘气管在通气状态下的绝缘性能完全满足电力系统安规中关于工频耐压试验的要求[1-3]。

3.3 力矩试验

3.3.1 试验目的

检验带电螺栓紧固装置气动扳手的力矩值是否满足电力系统常见螺栓的力矩要求。

3.3.2 检测设备

Bunker 0-300NM。

3.3.3 试验数据分析（见表3）

表3 力矩试验数据

可以看出，该带电螺栓紧固装置气动扳手的力矩值完全满足电力系统常见螺栓的力矩要求。

4 应用效果

图6 带电分流短接法的应用

220 kV义井变电站220 kV 2851隔离开关（见图6），A相触头杆与线路侧连接线夹发热达180℃，经抢修人员带电处理，采用短接分流装置分流后，发热部位的温度降低到17℃。随后保持该状态运行，运行人员跟踪测试温度，一直不再上升，直至2011年1月5日，2851隔离开关停电检修时才拆除分流装置并进行了消缺处理。

［1］ 国家电网公司.电力安全工作规程［M］.北京：中国电力出版社，2009.

［2］ 武汉高压研究所.DL/T878-2004带电作业用绝缘工具试验导则［S］.北京：中国电力出版社，2004.

［3］ 国网武汉高压研究院.GB 13398-2008带电作业用空心绝缘管、泡沫填充绝缘管和实心绝缘棒［S］.北京：中国标准出版社，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

高世伟（1962-），男，山西定襄县人，2002年毕业于太原理工大学电力系统及其自动化专业，高级工程师，从事电力设备检修及试验工作。