变电运行中设备发热原因及应对措施

变电运行中设备发热原因及应对措施
【摘要】电力系统中设备发热对设备危害较大，严重影响了电网的稳定运行和安全可靠的电力供应。

本文对变电设备发热的原因进行了分析，并结合实际情况，提出了变电设备发热的控制措施。

【关键词】设备；发热；控制措施
前言
在电力设备的各类缺陷中，设备发热缺陷是很严重的缺陷之一，《变电设备缺陷管理标准》将很多发热缺陷归属紧急缺陷和重大缺陷，其中紧急缺陷包括：
①设备温度上升很快，坚持运行有危险者。

②设备接头或线夹过热，达到90℃及以上者。

③设备的绝缘，稳升及强度等技术数据超过极限值。

重大缺陷包括：
①设备内部发热，外壳温升大于20℃。

电缆外皮发热，温度超过45℃者
②导线、地线断股、散股和电缆外绝缘受热变色、变形或有异味，经确认，在短期内不再发展者
③裸导体设备或者设备的接头及连接部分发热，温度的最高值不超过80℃者。

发热缺陷占整个电力设备缺陷的比例非常高。

据统计，发热缺陷约占紧急缺陷类的60%，成为影响安全运行的重要因素。

及时发现设备发热缺陷，将发热缺陷消除在初始状态，是保证设备的安全运行，降低检修成本，减少事故发生，避免被迫停电的关键。

1.电力设备发热缺陷的分类与部位
电力设备的发热缺陷按所处位置和形式，大体可分为站内/站外、静接触/动接触两种。

据统计，变电设备发热点的分布情况如下：外部接头处约占60%，隔离开关触头及隔离开关桩头处约占30%，其他部位如变压器本体及直流、交流系统二次设备等约占10%。

常见的发热部位有：
①输变电设备接头处，即输变电设备之间以及设备与母线、导线或电缆之间的电气连接部位。

②螺杆式套管与铝排或线夹的接触处
③螺栓式线夹与导线的接触处
④老式隔离开关触指接触处
2.设备发热的原因
造成电力设备发热的原因很多也很复杂，通常有物理因素、化学因素及人为因素3种。

2.1 物理因素
①接触不良。

接触面小，接触面之间有杂物，连接或固定螺栓小或未拧紧，受力不均，弹簧垫圈失效，触头锁紧弹簧失效或断裂等。

②导电材料不良。

导电体本身杂质多，导电膏/脂质量差或失效等。

③设备固有特性形成的磁场发热。

线圈涡流、变压器漏磁和互感器谐振等。

④环境因素影响。

大风产生的舞动导致固定螺栓松动，过负荷或短路形成的大电流导致固定螺栓松动或熔化、雾闪或污闪引起放电导致电弧等。

2.2化学因素
①固有腐蚀或氧化作用。

90%以上铜铝挤接面间的发热是因二者化学键的电位不等产生的。

②环境因素导致的腐蚀或氧化作用。

酸雨、腐蚀性气体和腐蚀性尘埃等。

2.3人为因素
①设计不合理。

接触面或截面小，材料选择不合理，选用的构件型号偏小，不能满足实际容量要求，长期过载运行，产品结构存在缺陷等。

②施工操作不良。

安装工艺不合理，违规操作，验收不规范、不细致且检修保养不及时，或者不细致等。

③利益驱使。

为追求高额利润，偷工减料，更换材料或降低材料截面等。

3.电力设备发热缺陷的常用诊断方法
电力设备的发热是由轻微向严重发展的渐进过程，在环境温度较低，负载小的情况下，发展比较缓慢；但当环境温度高，负载大时，缺陷发展非常迅速。

对电力设备的发热缺陷诊断可根据实际情况和具备的诊断条件及手段，采用“中西”结合的原则，及时发现、及时处理。

“中”式诊断方法主要适用于经验丰富、责任心强且工作细致的操作人员，优点是不需要特别的工具和设备，不受使用环境条件限制，经济实用。

缺点是对一些比较隐蔽的缺陷难以发现，无法量化，准确度不高，很多时候需要在设备检修或停电操作时才能进行。

1）望/看。

电力设备发热时，一般都会出现以下一些现象：温度继电器动作或告警，示温膜变色或示温片熔化，油漆变色或伴有龟裂，金属异常变色，导线散股断股，导电膏或电力脂熔化，金属构件变形，小雨天气接头处有雾气蒸发或雨水淋湿后迅速蒸干，下雪时不积雪，接头处有异常氧化物且电缆头有溢胶等，可采用对同一类型和同一设备不同相进行比较，可以很直观地发现问题。

2）闻/嗅。

此方法应用于户内设备效果较好。

当电力设备发热时，一般都有油漆被烧烤蒸发的气味、电线胶皮烤焦的气味及油脂烧焦的气味等异味出现。

3）问/听。

很多运行中的电力设备在发热时，会伴随异常的振动或放电声，特别是在恶劣天气和夜晚，这些现象更明显，但这种诊断需要灵敏的听力和丰富的经验
4）切/摸。

利用对设备进行检修或处理的机会，及时用温度计测试或用手触摸有嫌疑设备的发热部位，与外壳或其他部位相进行比较，大多数人的手掌可以明显地感觉到温差，这对发现一些隐藏发热缺陷，判断出发热点的位置很有效。

但要注意先测后摸，防止烫伤事故发生。

“西”式诊断方法，主要是通过远红外成像仪扫描来进行，优点是判断准确，数据直观，图像清晰，操作灵活简便，携带方便，存储量大，测试时无需停电且不影响电力设备运行安全等：缺点是设备购置费高，存在扫描视角盲区，容易漏过缺陷。

因此，在使用远红外成像仪时，必须选择不同的视角进行全面检测，防止因视角盲区而导致缺陷遗漏。

这里将使用远红外成像仪时的一些经验提供出来，供大家参考。

1）不能以设备发热温度低干《安规》规定值和远低干铜铝材料的熔点温度而掉以轻心。

电力设备的导电构件均为铜、铝金属。

设备发热时，可能测量到的温度仅仅比环境温度或同一设备不同相温度高，也没有达到规程规定的80℃，且远低于铜和铝的熔点温度，这时千万不要掉以轻心，认为在这种情况下是安全的。

因铜、铝金属的热导率高，散热快，测到的温度并不是发热点的真正温度。

我们曾经发现一开关外表温度为92℃，处理时发现，线夹表面已经出现熔化现象。

还发现过一110kv母线刀开关最高负荷情况下，线夹与刀开关的桩头固定处
温度达235℃，随即停电处理，发现线夹几乎已熔化殆尽，仅剩下四分之一的圆和厚度不足1.2 mm的接触面，虽然避免了一次设备事故，但也极其危险。