设备缺陷分析(例)

变电设备发热缺陷分析

[摘要] 变电设备是电网的构成基础，在一定条件下，事故隐患往往会以设备的不安全状态表现出来，因此，全面掌握设备的健康状况，认真分析缺陷产生的原因，全面提高设备巡视的效能，及时发现设备缺陷，尽快消除隐患是确保电网安全运行的重要环节。同时亦是我们变得运行人员的必要工作和重要职责。据不完全统计，在变电站的各类缺陷中，设备发热缺陷约占紧急缺陷(要求在24 h内处理)的60%。本文从电力系统中，变电设备普遍存在发热缺陷为研究切入点，分析了变电设备发热的原因，介绍了如何提高设备巡视的效能，改进变电设备发热缺陷的检查及判断方法，总结了利用红外成像仪监测变电设备发热情况的经验。 [关键词] 变电设备，发热缺陷，分析，红外线成像仪，预防措施 [正文] 在变电站的各类缺陷中，设备发热缺陷普遍存在，发生率极高。已成为影响安全运行的重要因素及时发现设备发热缺陷，应当将发热缺陷消除在初始状态，这样可以作到确保电网的安全运行。降低检修成本，避免被迫停电,影响供电可靠性。

1.变电设备发热的原因分析

2.1.1接头发热的原因

（1）接头联接安装工艺不当。联接安装过程中，错误使用砂纸打磨铝质母线接触表面时，将会有一定数量的玻璃屑及砂粒嵌入铝质金属接触表面内，导致有效接触面积减少接触电阻增大而发热。（2）紧固螺栓压力不当。部分检修人员在母线接头的联接上存有误区，认为联接螺栓拧的愈紧愈好，其实不然。因铝质母线弹性系数小，当螺母的压力达到某个临界压力值时，若材料的强度差，再继续增加不当的压力，将会造成接触面部分变形隆起，反而使接触面积减少，接触电阻增大。（3）不同金属的膨胀效应引起。钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜质、铝质母线小得多，尤其是螺栓型设备接头，在运行中随着负荷电流及温度的变化，其铝或铜与铁的膨胀和收缩程度将有差异而产生蠕变。所谓蠕变就是金属在应力的作用下缓慢的塑性变形，蠕变的过程还与接头处的温度有很大的关系。实践证明，当接头处的运行工作温度超过80℃时，接头金属将因过热而膨胀，使接触表面位置错开，形成微小空隙而氧化。当负荷电流减少温度降低回到原来接触位置时，由于接触面氧化膜的覆盖，不可能是原安装时金属间的直接接触。每次温度变化的循环所增加的接触电阻，将会使下一次循环的热量增加，所增加的较高温度又使接头的工作状况进一步变坏，因而形成恶性循环。（4）不同材质接头接触表面的微电池腐蚀效应。据有关试验文献资料表明，铜的标准电势为+0.34V，铝的标准电势为-1.28V，铜铝之间的电势差为+1.62V。若铜铝直接接触，空气中的水和氧化碳及其它有害杂质会在接头接触表面形成电解液。由于两极直接接触，便会有微弱的电流流动，在电解液的作用下，使接触表面逐渐腐蚀，引起接触电阻增大而发热。 1.2 刀闸发热的原因（1）刀闸本身质量问题。部分老刀闸，如GN6-10系列，在检修调剂确无问题的情况下，正常运行电流不超过额定值60%,但仍然会发热；刀闸的转动支点因制造工艺不良引起发热。（2）安装检修工艺质量问题。安装检修调剂质量不过关会导致发热。10kVGN系列刀闸，动静触头部在一条轴线上，动触头和压簧偏松，可能会造成接触不良或一侧接触不良；35kVGW4型系列刀闸，动静接触头部在同一水平面上，上下误差较大时，会降低通流能力，动静触头连杆不在同一轴上或U型刀闸口的压簧偏松，可能会造成接触不良或一侧接触不良。（3）环境污染。环境污染造成刀闸上的弹簧部件锈蚀，失去应有的弹性，甚至断裂，完全失去弹性效应，引起接触不良。 1.3变压器本体及电缆等发热的原因变压器本体的发热。因漏磁通产生的涡流损耗，导致变压器上下节油箱的部分连接螺栓发热。或者中部放油阀发热，一般发热点在高压绕组侧；谐波异常升高；固定单相电缆使用的普通金属环会产生涡流而发热。开关本体内部、二次系统的发热一般是由接触不良引起。 2.如何提高巡视效能准确判断设备发热缺陷 2.1加强正常的定期巡视检查

（2）4 2.1.1 看设备发热时，一般都有以下现象：油漆变色或者有鬼裂、金属异常变色、

导线散股断股、试温片熔化、导电膏或电力脂熔化，金属构件变形、小雨天气接头上不积水有雾气蒸发或雨水淋湿后迅速蒸干、下雪时不积雪、接头上有异常氧化物，电缆头有溢胶等，对同一设备不同相进行比较，可以很直观地发现问题。 2.1.2 听仔细听运行中的设备是否有异常的震动或放电声，需要灵敏的耳朵和丰富的运行经验。2.1.3 嗅户内应用效果较好。当设备发热时，一般都有异味出现，可能是油漆被烧烤蒸发的味道，也有可能出现脂烧焦的味道。 2.1.4 摸用手触摸有发热嫌疑的设备外壳，进行比较，大多数人的手掌可以明显地感觉到0.5°C以上的温差，有可能发现一些隐藏发热缺陷，如开关柜内设备发热时，开关柜的外表温度可能高于相邻柜体温度，甚至可以判断出发现的位置，此种方法对于发现开关柜的出线侧发热陷特别有效。设备由严重发热缺陷时，不要以手直接接触，防止烫伤。2.2 利用停电操作的机会发现发热缺陷有些缺陷在平时巡视中不可能发现，需要在停电操作是注意。如拉开刀闸时，注意对比拉开后的刀闸触头，注意检查平时不能观察到的部位，手车开关拉出后，注意检查开关触头有无异常等。

5 2.3 应用红外热成像仪发现和分析发热缺陷据统计，海宁变电工区2010-2011年所掌握的设备发热点，百分之八十以上是通过红外测温时发现的，可见红外热成像仪在发现设备发热缺陷方面发挥着突出的作用。红外热成像仪能方便地获得带电设备的热图像，正常情况下使用远红外成像仪定期对设备进行全面的检查，进行温度比较，每季度至少进行1次。即使是冬季低温时，对怀疑对象也要进行跟踪检测，防止环境温度升高后使发热缺陷恶化。高温高负荷时要适当增加检测次数，夏季用电高峰，每月进行1次全面测温。运行方式更改后，特别是负荷增加较大时，要及时进行检测。有的发热缺陷在负荷低时症状不明显，一旦负荷增加，缺陷迅速发展。使用成像仪扫描设备时，必须选择不同的视角进行全面检测，防止视角盲漏过缺陷。对于高负荷封闭、红外线无法穿过的设备，应通过技改措施，防止留下测温死角。使用红外热成像仪应注意以下情况：（1）测量到的最高温度不一定是真正发热点的温度，因为受测量场地的限制，扫描时不一定得到发热点的正面图像，即使是正面图像，发热点大部分不在表面，热量从发热点发出后，经过金属的快速传导发散，表面的温度远远低于发热点的温度。例如对某一设备的检查，3天前测量温度为85°C，但检修拆下线夹时，发现开关桩头和线夹的表面上已经有轻微的熔化痕迹。（2）利用发热点与正常相存在的温差，判断发热缺陷。例如对某一110kV刀闸测量温度，其中一相测量温度为60°C，但其它两相的测量温度只有35°C，此刀闸安装在110kV支架上，无法对发热部位全面扫描，虽然测量温度不算高，但在后来的大修中发现，该相有显著的发热痕迹，且真正的发热点在上部的固定螺丝处。（3）测量到的发热即使很轻微，也要作为缺陷列入检修计划。例如，某110kV刀闸母线侧有一项测量温度为47°C，其它两相为35°C，当时已经过了高温期，且经跟踪测量也无温度升高的趋势，但在次年的6月份发热情况严重恶化，被迫停电处理。因此，只要确认是发热缺陷，必须列入检修计划，且检修时间要在下一个高温高负荷期前。（4）使用成像仪扫描设备时要做到全面。只要有电流流过，就有可能发热，因此，不单要注意一次设备，还要注意二次设备，还要注意电磁发热，变压器上下节油箱高压侧的连杆螺杆发热在大型变压器中也不是个别现象。（5）当发热点被发现后，要立即进入缺陷处理流程，缺陷纪录中要明确发热点的详细位置，在工作票中要同样明确，防止缺陷不能真正得到处理。 3.加强教育培训, 完善各项管理我们前面所讲到的巡视效能、缺陷分析等都是一个专业水平的问题，从这个角度来看,提高专业素质才是提高设备缺陷发现率的最直接的途径，而要提高专业素质，就必须加强专业教育培训，包括各种专题讲座、项目培训、科目进修、技术讨论、事故演习、技术考问等等。然而, 具有优良的专业素质并不是就能保证提高发现缺陷的概7 率，如果运行人员没有足够的责任心，没有热情的工作态度，在缺陷面前亦常会视而不现。其实这是个综合素质的问题，管理，就是实现这个目标的上层建筑。所以对变电站变电工区一级来说，就要加强变电站设备管理、技术管理、安全管理等内容，