变电设备发热缺陷的管理
〔摘 要〕 变电设备的接头与刀闸部位容易产生发热缺陷，在日常巡视检查中通过看、听、嗅、摸，可以及时发现，对不易接近的部位要利用停电操作的机会进行检查，还可利用红外成像仪发现设备发热缺陷。分析了变电设备发热的原因，介绍了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，提出了预防设备发热的措施。
〔关键词〕 变电设备；发热；成像仪；缺陷管理
据统计，在变电站的各类缺陷中，设备发热缺陷约占i类缺陷(要求在24 h内处理)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，可以降低检修成本，避免被迫停电，确保电网的安全运行。
1 变电设备发热点的分布
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%、刀闸触头及刀闸桩头处约占30%、其它部位如变压器本体及直流、交流系统二次设备等约占10%。
2 变电设备发热的原因分析
2.1 接头发热原因
(1) 设计不当或无设计施工。设计未按照设计标准，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。或者没有按照现场的实际情况设计，实际施工中，一些弯曲、扭转金属排由施工人员现场自定，造成连接部位接触不良或接触面不能满足要求。
(2) 施工工艺不符合标准。这是接头发热的主要原因。接头接触面处理不当，如有毛刺、接触面不平整，导电体弯曲或扭转角度不对、固定螺丝着力不均衡、涂抹导电膏或电力复合脂时混入杂质、用普通凡士林代替导电膏或电力复合脂等。电缆头发热的原因有电缆头制作工艺不规范，在填充胶中混入杂质，较粗电缆布设不合理，固定联接部位困难，铜电缆头与铝桩头联接未作技术处理。
(3) 检修、维护、保养超周期或没有按照检修规程执行。在状态检修中，没有注重接头部位的详细检查，一些接触面减少及内部有杂质或毛剌的缺陷，在测量接触电阻时并不能发现，运行过程中的震动、导线拉力和风力摇摆造成固定螺丝的轻微松动，不详细检查是不可能发现问题的。
2.2 刀闸发热原因
(1) 刀闸本身质量问题。部分老刀闸，如gn6-10系列，在检修调试确无问题的情况下，正常运行电流不超过额定值的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。安装检修调试质量不过关会导致发热。10kvgn系列刀闸，动静触头不在一条轴线上，动触头和压簧偏松，可能会造成接触不良或一侧接触不良；gw4型系列刀闸，动静触头不在同一水平面上，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线上或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。
2.3 其它部件发热的原因
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，或者中部放油阀处发热，一般发热点在高压绕组侧；谐波会造成变压器绕组、流变、电抗器、电容器的温度异常升高；固定单相电缆使用的普通金属环会产生涡流而发热。开关本体内部发热一般是由接触不良引起。
3 及时发现设备发热缺陷
3.1 利用正常的定期巡视检查及时发现发热缺陷
3.1.1 看
当设备发热时，一般都有以下现象：油漆变色或伴有龟裂、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。
3.1.2 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。
3.1.3 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，也有可能出现油脂烧焦的味道。
3.1.4 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℃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，甚至可以判断出发热点的位置，此种方法对于发现开关柜的出线侧发热缺陷特别有效。设备有严重发热缺陷时，不要以手直接触摸，防止烫伤。
3.2 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，需要在停电操作时注意。如拉开刀闸时，注意对比拉开后的刀闸触头，注意操作过程中有无异常，平时密封的开关柜打开后，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。
3.3 应用远红外成像仪发现和分析发热缺陷
远红外成像仪可以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。室外设备如果发现温差5℃以上的测量点，该点应列入检修计划。高温高负荷时要适当增加检测次数，对怀疑对象进行跟踪检测。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，防止视角盲区漏过缺陷。
使用远红外成像仪时应注意以下情况：
(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72℃，停电检修前测量到的最高表面温度为97.3℃，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。例如对某一220 kv刀闸测量温度，其中一相测量温度为60.9℃，但其它两相的测量温度只有39℃，此刀闸安装在220 kv天桥上，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220 kv刀闸母线侧有一项测量温度为47.2℃，其它两相为38.7℃，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，不但要注意一次设备，还要注意二次设备，还要注意电磁发热，变压器上下节油箱间高压侧的连接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，缺陷记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。
4 防止设备发热的对策
4.1 规范设计
严格按照设计规程要求，对一些金属排的弯曲部位要明确弯度、挠度尺寸，不发生未经设计即行施工或边施工边设计的现象。
4.2 改进施工工艺，提高施工水平
刀闸的调试安装要对照厂家说明书的要求；铜铝接触部位要做技术处理；特殊部位的尺寸要严格按照要求放料和剪压，不能出现靠螺丝的压力强行密合；接触表面不得用金属锒头敲击而出现不平整，表面不得有毛刺或划伤；改并口线夹为压接；用复合电力脂代替导电膏；10 kv重负荷间隔选用gn21-10以上型号的刀闸；主变上下节油箱间高压侧的连接螺杆适当增加几处短接铜片等。
4.3 严格把好验收关
验收时必须逐一把关每一部位，不得以抽检方式进行。检查结合部位的密合情况、螺丝固定情况；检查刀闸的同期性、水平同位、支柱垂直情况，合上刀闸后u型侧压簧受力要均衡；同时检查防止发热的措施。
