變電設(shè)備發(fā)熱缺陷的管理
〔摘 要〕 變電設(shè)備的接頭與刀閘部位容易產(chǎn)生發(fā)熱缺陷，在日常巡視檢查中通過(guò)看、聽(tīng)、嗅、摸，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)不易接近的部位要利用停電操作的機(jī)會(huì)進(jìn)行檢查，還可利用紅外成像儀發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱缺陷。分析了變電設(shè)備發(fā)熱的原因，介紹了變電設(shè)備發(fā)熱缺陷的檢查及判斷方法，總結(jié)了利用紅外成像儀監(jiān)測(cè)變電設(shè)備發(fā)熱情況的經(jīng)驗(yàn)，提出了預(yù)防設(shè)備發(fā)熱的措施。
〔關(guān)鍵詞〕 變電設(shè)備；發(fā)熱；成像儀；缺陷管理
據(jù)統(tǒng)計(jì)，在變電站的各類缺陷中，設(shè)備發(fā)熱缺陷約占i類缺陷(要求在24 h內(nèi)處理)的60%，成為影響安全運(yùn)行的重要因素。及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱缺陷，將發(fā)熱缺陷消除在初始狀態(tài)，可以降低檢修成本，避免被迫停電，確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
1 變電設(shè)備發(fā)熱點(diǎn)的分布
據(jù)統(tǒng)計(jì)，變電設(shè)備發(fā)熱點(diǎn)的分布情況如下：外部接頭處約占60%、刀閘觸頭及刀閘樁頭處約占30%、其它部位如變壓器本體及直流、交流系統(tǒng)二次設(shè)備等約占10%。
2 變電設(shè)備發(fā)熱的原因分析
2.1 接頭發(fā)熱原因
(1) 設(shè)計(jì)不當(dāng)或無(wú)設(shè)計(jì)施工。設(shè)計(jì)未按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，選用的構(gòu)件型號(hào)偏小，不能滿足實(shí)際容量要求，長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行。或者沒(méi)有按照現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況設(shè)計(jì)，實(shí)際施工中，一些彎曲、扭轉(zhuǎn)金屬排由施工人員現(xiàn)場(chǎng)自定，造成連接部位接觸不良或接觸面不能滿足要求。
(2) 施工工藝不符合標(biāo)準(zhǔn)。這是接頭發(fā)熱的主要原因。接頭接觸面處理不當(dāng)，如有毛刺、接觸面不平整，導(dǎo)電體彎曲或扭轉(zhuǎn)角度不對(duì)、固定螺絲著力不均衡、涂抹導(dǎo)電膏或電力復(fù)合脂時(shí)混入雜質(zhì)、用普通凡士林代替導(dǎo)電膏或電力復(fù)合脂等。電纜頭發(fā)熱的原因有電纜頭制作工藝不規(guī)范，在填充膠中混入雜質(zhì)，較粗電纜布設(shè)不合理，固定聯(lián)接部位困難，銅電纜頭與鋁樁頭聯(lián)接未作技術(shù)處理。
(3) 檢修、維護(hù)、保養(yǎng)超周期或沒(méi)有按照檢修規(guī)程執(zhí)行。在狀態(tài)檢修中，沒(méi)有注重接頭部位的詳細(xì)檢查，一些接觸面減少及內(nèi)部有雜質(zhì)或毛剌的缺陷，在測(cè)量接觸電阻時(shí)并不能發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行過(guò)程中的震動(dòng)、導(dǎo)線拉力和風(fēng)力搖擺造成固定螺絲的輕微松動(dòng)，不詳細(xì)檢查是不可能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的。
2.2 刀閘發(fā)熱原因
(1) 刀閘本身質(zhì)量問(wèn)題。部分老刀閘，如gn6-10系列，在檢修調(diào)試確無(wú)問(wèn)題的情況下，正常運(yùn)行電流不超過(guò)額定值的60%，但仍然會(huì)發(fā)熱；刀閘的轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)因制造工藝不良引起發(fā)熱。
(2) 安裝檢修工藝質(zhì)量問(wèn)題。安裝檢修調(diào)試質(zhì)量不過(guò)關(guān)會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱。10kvgn系列刀閘，動(dòng)靜觸頭不在一條軸線上，動(dòng)觸頭和壓簧偏松，可能會(huì)造成接觸不良或一側(cè)接觸不良；gw4型系列刀閘，動(dòng)靜觸頭不在同一水平面上，上下誤差較大時(shí)，會(huì)降低通流能力，動(dòng)靜觸頭連桿不在同一軸線上或u型刀閘口的壓簧偏松，可能會(huì)造成接觸不良或一側(cè)接觸不良。
(3) 環(huán)境污染。環(huán)境污染造成刀閘上的彈簧部件銹蝕，失去應(yīng)有的彈性，甚至斷裂，完全失去彈性效應(yīng)，引起接觸不良。
2.3 其它部件發(fā)熱的原因
變壓器本體的發(fā)熱。因漏磁通產(chǎn)生的渦流損耗，導(dǎo)致變壓器上下節(jié)油箱的部分連接螺栓發(fā)熱，或者中部放油閥處發(fā)熱，一般發(fā)熱點(diǎn)在高壓繞組側(cè)；諧波會(huì)造成變壓器繞組、流變、電抗器、電容器的溫度異常升高；固定單相電纜使用的普通金屬環(huán)會(huì)產(chǎn)生渦流而發(fā)熱。開(kāi)關(guān)本體內(nèi)部發(fā)熱一般是由接觸不良引起。
3 及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱缺陷
3.1 利用正常的定期巡視檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)熱缺陷
3.1.1 看
當(dāng)設(shè)備發(fā)熱時(shí)，一般都有以下現(xiàn)象：油漆變色或伴有龜裂、金屬異常變色、導(dǎo)線散股斷股、試溫片熔化、導(dǎo)電膏或電力脂熔化、金屬構(gòu)件變形、小雨天氣接頭上不積水有霧氣蒸發(fā)或雨水淋濕后迅速蒸干、下雪時(shí)不積雪、接頭上有異常氧化物、電纜頭有溢膠等，對(duì)同一設(shè)備不同相進(jìn)行比較，可以很直觀地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
3.1.2 聽(tīng)
仔細(xì)聽(tīng)運(yùn)行中的設(shè)備是否有異常的震動(dòng)或放電聲，需要靈敏的耳朵和豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
3.1.3 嗅
戶內(nèi)應(yīng)用效果較好。當(dāng)設(shè)備發(fā)熱時(shí)，一般都有異味出現(xiàn)，可能是油漆被燒烤蒸發(fā)的味道，也有可能出現(xiàn)油脂燒焦的味道。
3.1.4 摸
用手觸摸有發(fā)熱嫌疑的設(shè)備外殼，進(jìn)行比較，大多數(shù)人的手掌可以明顯地感覺(jué)到0.5℃以上的溫差，有可能發(fā)現(xiàn)一些隱藏發(fā)熱缺陷，如開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)備發(fā)熱時(shí)，開(kāi)關(guān)柜的外表溫度可能高于相鄰柜體溫度，甚至可以判斷出發(fā)熱點(diǎn)的位置，此種方法對(duì)于發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜的出線側(cè)發(fā)熱缺陷特別有效。設(shè)備有嚴(yán)重發(fā)熱缺陷時(shí)，不要以手直接觸摸，防止?fàn)C傷。
3.2 利用停電操作的機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)熱缺陷
有些缺陷在平時(shí)巡視中不可能發(fā)現(xiàn)，需要在停電操作時(shí)注意。如拉開(kāi)刀閘時(shí)，注意對(duì)比拉開(kāi)后的刀閘觸頭，注意操作過(guò)程中有無(wú)異常，平時(shí)密封的開(kāi)關(guān)柜打開(kāi)后，注意檢查平時(shí)不能觀察到的部位，手車開(kāi)關(guān)拉出后，注意檢查開(kāi)關(guān)觸頭有無(wú)異常等。
3.3 應(yīng)用遠(yuǎn)紅外成像儀發(fā)現(xiàn)和分析發(fā)熱缺陷
遠(yuǎn)紅外成像儀可以方便地獲得帶電設(shè)備的熱圖像，正常情況下使用遠(yuǎn)紅外成像儀定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面的檢查，進(jìn)行溫度比較，每季度至少進(jìn)行1次，即使是冬季低溫時(shí)。室外設(shè)備如果發(fā)現(xiàn)溫差5℃以上的測(cè)量點(diǎn)，該點(diǎn)應(yīng)列入檢修計(jì)劃。高溫高負(fù)荷時(shí)要適當(dāng)增加檢測(cè)次數(shù)，對(duì)懷疑對(duì)象進(jìn)行跟蹤檢測(cè)。運(yùn)行方式更改后，特別是負(fù)荷增加較大時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，有的發(fā)熱缺陷在負(fù)荷低時(shí)癥狀不明顯，一旦負(fù)荷增加，缺陷迅速發(fā)展。使用成像儀掃描設(shè)備時(shí)，必須選擇不同的視角進(jìn)行全面檢測(cè)，防止視角盲區(qū)漏過(guò)缺陷。
使用遠(yuǎn)紅外成像儀時(shí)應(yīng)注意以下情況：
(1) 測(cè)量到的最高溫度不一定是真正發(fā)熱點(diǎn)的溫度。因?yàn)槭軠y(cè)量場(chǎng)地的限制，掃描時(shí)不一定得到發(fā)熱點(diǎn)的正面圖像，即使是正面圖像，發(fā)熱點(diǎn)大部分不在表面，熱量從發(fā)熱點(diǎn)發(fā)出后，經(jīng)過(guò)金屬的快速傳導(dǎo)發(fā)散，表面的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)熱點(diǎn)的溫度。例如，對(duì)某一設(shè)備的檢查，3天前測(cè)量溫度為72℃，停電檢修前測(cè)量到的最高表面溫度為97.3℃，但檢修拆下線夾時(shí)，發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)樁頭和線夾的表面上已經(jīng)有輕微的熔化痕跡。
(2) 利用發(fā)熱點(diǎn)與正常相存在的溫差，判斷發(fā)熱缺陷。例如對(duì)某一220 kv刀閘測(cè)量溫度，其中一相測(cè)量溫度為60.9℃，但其它兩相的測(cè)量溫度只有39℃，此刀閘安裝在220 kv天橋上，無(wú)法對(duì)發(fā)熱部位全面掃描，雖然測(cè)量溫度不算高，但在后來(lái)的大修中發(fā)現(xiàn)，該相有顯著的發(fā)熱痕跡，且真正的發(fā)熱點(diǎn)在上部的固定螺絲處。
(3) 測(cè)量到的發(fā)熱即使很輕微，也要作為缺陷列入檢修計(jì)劃。例如，某220 kv刀閘母線側(cè)有一項(xiàng)測(cè)量溫度為47.2℃，其它兩相為38.7℃，當(dāng)時(shí)已經(jīng)過(guò)了高溫期，且經(jīng)跟蹤測(cè)量也無(wú)溫度升高的趨勢(shì)，但在次年的6月份發(fā)熱情況嚴(yán)重惡化，被迫停電處理。因此，只要確認(rèn)是發(fā)熱缺陷，必須列入檢修計(jì)劃，且檢修時(shí)間要在下一個(gè)高溫高負(fù)荷期前。
(4) 使用成像儀掃描設(shè)備時(shí)要做到全面。只要有電流流過(guò)，就有可能發(fā)熱。因此，不但要注意一次設(shè)備，還要注意二次設(shè)備，還要注意電磁發(fā)熱，變壓器上下節(jié)油箱間高壓側(cè)的連接螺桿發(fā)熱在大型變壓器中也不是個(gè)別現(xiàn)象。
(5) 當(dāng)發(fā)熱點(diǎn)被發(fā)現(xiàn)后，要立即進(jìn)入缺陷處理流程，缺陷記錄中要明確發(fā)熱點(diǎn)的詳細(xì)位置，在工作票中要同樣明確，防止缺陷不能真正得到處理。
4 防止設(shè)備發(fā)熱的對(duì)策
4.1 規(guī)范設(shè)計(jì)
嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)程要求，對(duì)一些金屬排的彎曲部位要明確彎度、撓度尺寸，不發(fā)生未經(jīng)設(shè)計(jì)即行施工或邊施工邊設(shè)計(jì)的現(xiàn)象。
4.2 改進(jìn)施工工藝，提高施工水平
刀閘的調(diào)試安裝要對(duì)照廠家說(shuō)明書的要求；銅鋁接觸部位要做技術(shù)處理；特殊部位的尺寸要嚴(yán)格按照要求放料和剪壓，不能出現(xiàn)靠螺絲的壓力強(qiáng)行密合；接觸表面不得用金屬鋃頭敲擊而出現(xiàn)不平整，表面不得有毛刺或劃傷；改并口線夾為壓接；用復(fù)合電力脂代替導(dǎo)電膏；10 kv重負(fù)荷間隔選用gn21-10以上型號(hào)的刀閘；主變上下節(jié)油箱間高壓側(cè)的連接螺桿適當(dāng)增加幾處短接銅片等。
4.3 嚴(yán)格把好驗(yàn)收關(guān)
驗(yàn)收時(shí)必須逐一把關(guān)每一部位，不得以抽檢方式進(jìn)行。檢查結(jié)合部位的密合情況、螺絲固定情況；檢查刀閘的同期性、水平同位、支柱垂直情況，合上刀閘后u型側(cè)壓簧受力要均衡；同時(shí)檢查防止發(fā)熱的措施。
