高压接头发热应急带电处理的方法

顾群

摘 要：高压设备接头在运行过程中由于受各种因素的影响，如大电流冲击、化学腐蚀、电腐蚀等，容易引起发热，这样会严重影响系统的安全、稳定运行，严重时会发生短路事故及烧毁主设备，立即停电处理又影响供电的可靠性。针对这个问题，进行应急带电处理的方法的研究，以确保供电的可靠性。

关键词：高压接头；发热；处理方法；研究

1 概述

高压接头发热是电力系统中最常见的故障，据资料统计，非人员责任的一次设备导致的电网事故中，有90%是因为高压接头发热而导致的。高压接头一旦发热会严重影响系统的安全、稳定运行，立即停电处理又影响供电可靠性。目前系统中依然沿用传统的停电处理方法，那么进行应急带电处理的方法的研究，对于保证供电的安全性和可靠性具有十分重要的意义。

2 高压接头的工作原理及发热原因

为了弄清楚高压接头发热的整个过程，我们首先对高压接头的工作原理，发热原因，传统的解决方法等方面进行了调查分析。

2.1 高压接头的工作原理

一次设备的连接，是通过导线（排）连接来实现的，在导线两端安装线夹，经过钻眼、打磨、搪锡、涂导电脂等一系列处理工艺后，与高压设备桩头相连，形成回路。而线夹与高压设备桩头之间的连接部位，我们就称之为高压接头。

2.2 高压接头的发热原因

一次设备投入运行后，高压接头经过大电流I冲击，接触压力受到影响，长期运行后，接触面受化学腐蚀、电腐蚀等因素作用，接触面氧化越来越严重。所以，接触电阻R也越来越大，必然导致高压接头发热，我们知道公式Q=I2Rt（大气温度，湿度，风速等干扰量作用微乎其微，在此不做计算。），也就是说高压接头的热量是由电流I、接触电阻R以及时间t决定的。

电流I由用户负荷大小决定，是不可改变因素，于是我们可以得出结论，接触电阻越大，拖延时间越长，高压接头发热的情况就越严重，也就越危险。

3 传统的处理方法存在的问题

高压接头发热了，传统的处理方法是将设备停电，待接头冷却后，将其拆卸，打磨线夹与接头的接触面，打磨光滑后，将接触面搪锡，涂以导电脂，然后再用螺丝重新连接，恢复供电。

由这个过程我们可以看出，传统的处理方法主要目的是降低了R值，对于t值没有太多考虑，从发现设备发热到将设备停电，需要时间较长。其中环节包括：运维人员发现发热、汇报工区领导、工区领导看方案、汇报市公司相关部门、办理临时停电申请、市公司分管领导签字批准等一些环节之后，调度部门才开始转移负荷，安排停电处理。我们对2013年海安供电公司部分高压接头发热的情况进行了数据统计，得出表1。

在经过数据统计之后，我们算出，t值的平均时间大约是6天。结合公司相关规定，用户停电应至少提前7天向用户公示，我们将t值定为6天。通过对事故通报，网络一些资料里，我们看到，很多电网事故就是发生在6天里。所以，如何在发现高压接头发热至调度发令停电处理的6天内，使得高压接头发热处于可控状态，不发生电网、设备事故，这个问题急需解决，刻不容缓。

4 高压接头发热应急带电处理方法的研究

如何保证在发现高压接头发热至调度发令停电处理的六天时间内保证设备不因高压接头发热而发生事故呢？针对这个问题，我们提出各种设想，总结归纳之后，分为三种：

（1）联合调度、运行部门，针对高压接头发热这一问题形成特殊规定，允许一经发现高压接头发热，立即停电。（2）安排带电作业人员，在发热接头部位涂以导电脂。（3）研究高压接头发热带电应急处理方法，带电发热部位使用金属物理连接的方法。

为了寻找到最合适的方法，对这三种方案进行分析研究：经咨询调度部门相关人员，如果一经发现高压接头发热立即停电，第一负荷来不及转移；第二，处理方法太过片面；第三，严重影响供电可靠性。排除第一种方法。

对于第二种方法，第一、安全风险太大，易导致人身设备事故；第二、高压接头发热温度很高，极有可能烫伤带电作业人员及设备，造成人员事故；第三、基于导电脂的物理特性，在有大电流通过的高压接头发热部位外表面涂以导电脂，受外部环境干扰非常大，基本上不能解决发热问题。因此，方法二也被排除。

相对于导电膏而言，金属的硬物理连接具有极大的优势，外部环境干扰相对较小，基于金属的硬度，安全性能也可以得到保证。所以，方法三可行。

可行性分析：首先对高压接头的实际电流回路进行分析。

如图1所示，电流由A导线经过A线夹（桩头）流向B线夹（桩头），最终通过B导线流出。在这个过程中，AB线夹之间由于氧化，会产生接触电阻R，高压接头的发热，就源于这个电阻。

而我们所需要研究的高压接头带电应急处理方法就是要在不停电的情况下尽量降低R值，我们只要在R上并联一个极小的电阻，甚至是，将R短接，就能降低R值，如图2所示。

由图2可知，此时高压接头的R′=rR/r+R，如果r值为0Ω，根据公式，R′也等于0Ω。而高压接头发热的情况Q=I2×R′×t也就等于0W，当然，实际上r值不可能为0Ω，但是可以做到尽量小，R′也就可以尽量小，发热问题也就能够得到解决。

随着时间的变化，并联的r电阻，也会受到大电流冲击、化学腐蚀、电腐蚀等，也会逐渐变大（R同时也会增大）。那么，是否能够撑到3天呢？

要使得高压设备接头发热至处理前的数值，也就是R′≥R，那么由R′=rR/r+R公式可以知道，只有r>R，才有可能使得R′≥R，那么问题的关键就在于r值是否会在3天内达到甚至大于R值呢？

如何论证r值的大小变化呢？换个思路，我们可以这么理解，高压设备接头发热通过金属物理连接后，成为一个良好的新投运的高压接头设备，这个设备会不会在3天内就被严重氧化，导致发热需要处理呢？答案是显然的，不会。如何来实现并联r值呢？现有三种设想：

（1）在发热高压接头的两侧并接一根导线，用螺丝拧在接头的备用螺栓孔上。

（2）利用类似挂接地线的方法，并联两根令克棒，使得两根令克棒之间相连的导线跨过发热接头。

（3）采用应急卡夹，利用发热接头的上下外表面，使得电流从发热接头的外表面流过。

将三个方案加以分析：

方案一：（1）实现方法：在发热高压接头的两侧并接一根导线，用螺丝拧在接头的备用螺栓孔上。（2）优点：成本极低，安装牢固。（3）缺点：安全性低，适用范围不广。

方案二：（1）实现方法：利用类似挂接地线的方法，并联两根令克棒，使得两根令克棒之间相连的导线跨过发热接头。（2）优点：制作简单。（3）缺点：安全性低，成本略高，适用范围不广。

方案三：（1）实现方法：利用发热接头的上下外表面，使得电流从发热接头的外表面流过。（2）优点：安全性能良好，适应范围广。（3）缺点：成本高。

因此，可确定方案三为最佳方案。操作时可以用绝缘性能良好的器具（如令克棒）将应急卡夹传送到发热接头处（见图3），能有效解决实际工作中遇到的问题。

5 结束语

利用发热接头的上下外表面，使得电流从发热接头的外表面流过，此种方法能够有效的降低高压接头发热情况，完全能够在3天内使得温度处于可控范围内，不发生因为高压接头发热而导致的电网、设备事故，从而保证了供电的可靠性。