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摘要：电力生产事故无大小，电气设备的发热对于电网的安全运行却有着重大的影响，一次很小的发热现象可能给电力的安全生产带来相当大的危害。因此，必须努力降低电气设备，尤其是接头的发热率，消除电力设备的发热缺陷。
关键词：发热 接触电阻 螺栓型
中图分类号：U224
0引言
变电站电气设备的发热一直是电力系统中的一个重要的安全隐患，不解决电气设备的发热问题将难以确保电力系统的安全稳定运行。同时，及时的发现电气设备的发热缺陷，对发热缺陷进行及时的修复，将之消灭在萌芽状态，就能保证供电网络长时间的处于安全运行的状态，在为用户提供高品质得电力供应时，还能明显的降低检修及维护成本，避免由于突然的停电而造成的损失。
1电气设备发热的判断依据
温度、温升判断法。利用设备与周围环境及设备本体其他部位的温度、温升及温差进行简单的判定。根据实际工作经验，电气设备外部热缺陷的诊断可参照如下：
由于存在媒质的散热因素，起初因温差小，散热少，从而造成温度上升较快； 随着温差的进一步增大，散热增多，吸热相对减少，温度上升较缓，当温差增大到单位时间内的发热等于单位时间的散热，达到热平衡状态时，温度达到一稳定值QF。如此时温度继续上升，导体所发热量来不及向周围介质散发，其热量全部集中于接触点上，造成接触点的温度呈几何级数急剧上升，如果此值大于设备接触处材料的短时发热温度，接触点将发生不可逆的损坏过程。
2发热原因分析
导电体的发热量Q=I？Rt（其中I为流过的电流大小，R为接触电阻，t为通电时间），可见导体的发热量和电流的平方、导体的电阻及电流持续时间的长短成正比。电气设备接头发热的主要原因就在于接头处接触电阻的变化，而无论使用哪一种连接方式接触，都会因为导体接触的不连续性产生一个附加的电阻，这个额外的接触电阻的产生，直接影响了接头处热量产生的多少。
影响这个附加接触电阻的主要因素：1、外部环境。电气设备受到风吹、雨淋、日晒、冰冻等自然条件造成的侵蚀，经过长期运行后，这些接头很容易发生氧化、腐蚀，形成氧化膜，导致连接处接触电阻增加。2、施工工艺不符合标准。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等。
3采用压接工艺等有效措施减少接触电阻
3.1采用压缩型设备线夹链接一次设备
压缩型设备线夹采用液压施工，有良好的电气接触性能，适用于永久性接续。此种设备线夹适用导线均为常规导线，亦可用于设备线夹直径范围内的其他导线。
螺栓型设备线夹以螺栓的压力使导线夹紧在线夹中，线夹的电气接触性能与安装质量关系很大。这种线夹适用于安装中小截面的铝绞线或钢芯铝绞线。由于线夹拆卸方便，比较适用于临时性变电所的设备接续。
使用螺栓型设备线夹，在手工紧固螺丝过程中，必然导致较大的导线间隙，加上材质的不同，温度的变化，最终使内部导线间隙转变为导线与线夹之间的间隙，减少了导线的接触面。同时，随着运行时间的增加，导线和线夹的接触面间发生不同的氧化过程，导致接触电阻的增加，另外螺丝杆反复受到内外张力的撕扯逐渐变得松动，使间隙更加扩张。而使用壓缩型设备线夹就有效避免了上述问题的出现。
3.2更换刀闸触头
针对往年发热现象，对刀闸触头进行更换，将原有点接触式刀闸触头更换为线接触式刀闸触头，有效加大接触面积，降低接触电阻，从而避免由于刀闸触头接触不良而产生的发热现象。
3.3采取防氧化措施
连接设备时，应该对设备的接头进行处理，尤其应该注意接头接触表面的防氧化处理。在处理的过程中要优先选用电力复合脂（即导电膏）来替代传统的凡士林，这样能更好的起到防氧化作用。
3.4提高接触面的处理质量
对于接头的接触面，当存在严重不平现象时，应该采用锉刀把将接触面不平的地方和毛刺锉掉，确保接触面平整而光洁，但在处理的过程中要注意不能使得母线在加工之后的截面减少。再使用钢丝刷将表面的氧化膜除去，最后将接触表面擦拭干净。
3.5控制压力
由于铝质母线的弹性系数较小，在压力达到某个临界压力值的时候，如果材料的强度较差，而外力进一步的增加，将会导致接触面出现部分变形隆起的现象，反而使得接触面积减少，造成接触电阻增大。
4两种连接方式发热量对比
4.1经测量，螺栓型设备线夹连接后直流电阻R’=80μΩ，压缩型设备线夹连接后直流电阻R’=40μΩ。
根据公式，交流电阻R=R’（1+ks+kp），类型为圆形、扭绞的导线在干燥情况下，KS=1，KP=0.8。
经计算两种连接方式的交流电阻分别为：
螺栓型：R=80*10-6*（1+1+0.8）=224*10-6Ω
压缩型：R=40*10-6*（1+1+0.8）=112*10-6Ω
4.2假定铝—铝连接，在电流为100A的负载情况下，供电1小时。
经计算两种连接方式的发热量分别为：
螺栓型：Q=1002*224*10-6*3600=8064J
压缩型：Q=1002*112*10-6*3600=4032J
4.3在不考虑散热的情况下，两种连接方式提升的温度。
经测量，规格为150mm2的螺栓型和压缩型设备线夹质量分别为1.2kg和1kg。铝的比热容为0.88×103 J/（kg·℃）。
经计算两种连接方式提升的温度分别为：
螺栓型：T=Q/CM=8064/（1.2*0.88*103）=74.14℃
压缩型：T=Q/CM=4032/（1*0.88*103）=44.48℃
5经济效益分析
以油区某110kV变电站为例，若该变电站某35kV出线SF6开关直端设备线夹发热造成停电，将影响对2座35kV变电站及1座35kV简易变的正常供电，在考虑备自投投入的情况下，将造成10条6kV出线闪电及8条6kV出线停电。检修人员前往处理大概需要3小时，造成直接电费损失近6万元。同时，由于停电造成近50口油井停产，以平均每口油井每天产油3吨计算，将造成直接经济损失56250元。若同时造成油井躺井，油井维修需15天左右，其经济损失将无法估量。
6、结束语
从上述对比和分析中可以看出，通过对电网连接端的改造和治理，可有效降低由于发热事故造成的停电次数，大大提高电网可靠性，取得巨大的经济和社会效益，为稳产、高产提供了可靠的电力保障。
参考文献
[1]董吉谔.电力金具手册（第三版）.中国电力出版社，2010.1。
[2]减小电气设备接触电阻的意义和方法.中国工业电器网
关键词：发热 接触电阻 螺栓型
中图分类号：U224
0引言
变电站电气设备的发热一直是电力系统中的一个重要的安全隐患，不解决电气设备的发热问题将难以确保电力系统的安全稳定运行。同时，及时的发现电气设备的发热缺陷，对发热缺陷进行及时的修复，将之消灭在萌芽状态，就能保证供电网络长时间的处于安全运行的状态，在为用户提供高品质得电力供应时，还能明显的降低检修及维护成本，避免由于突然的停电而造成的损失。
1电气设备发热的判断依据
温度、温升判断法。利用设备与周围环境及设备本体其他部位的温度、温升及温差进行简单的判定。根据实际工作经验，电气设备外部热缺陷的诊断可参照如下：
由于存在媒质的散热因素，起初因温差小，散热少，从而造成温度上升较快； 随着温差的进一步增大，散热增多，吸热相对减少，温度上升较缓，当温差增大到单位时间内的发热等于单位时间的散热，达到热平衡状态时，温度达到一稳定值QF。如此时温度继续上升，导体所发热量来不及向周围介质散发，其热量全部集中于接触点上，造成接触点的温度呈几何级数急剧上升，如果此值大于设备接触处材料的短时发热温度，接触点将发生不可逆的损坏过程。
2发热原因分析
导电体的发热量Q=I？Rt（其中I为流过的电流大小，R为接触电阻，t为通电时间），可见导体的发热量和电流的平方、导体的电阻及电流持续时间的长短成正比。电气设备接头发热的主要原因就在于接头处接触电阻的变化，而无论使用哪一种连接方式接触，都会因为导体接触的不连续性产生一个附加的电阻，这个额外的接触电阻的产生，直接影响了接头处热量产生的多少。
影响这个附加接触电阻的主要因素：1、外部环境。电气设备受到风吹、雨淋、日晒、冰冻等自然条件造成的侵蚀，经过长期运行后，这些接头很容易发生氧化、腐蚀，形成氧化膜，导致连接处接触电阻增加。2、施工工艺不符合标准。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等。
3采用压接工艺等有效措施减少接触电阻
3.1采用压缩型设备线夹链接一次设备
压缩型设备线夹采用液压施工，有良好的电气接触性能，适用于永久性接续。此种设备线夹适用导线均为常规导线，亦可用于设备线夹直径范围内的其他导线。
螺栓型设备线夹以螺栓的压力使导线夹紧在线夹中，线夹的电气接触性能与安装质量关系很大。这种线夹适用于安装中小截面的铝绞线或钢芯铝绞线。由于线夹拆卸方便，比较适用于临时性变电所的设备接续。
使用螺栓型设备线夹，在手工紧固螺丝过程中，必然导致较大的导线间隙，加上材质的不同，温度的变化，最终使内部导线间隙转变为导线与线夹之间的间隙，减少了导线的接触面。同时，随着运行时间的增加，导线和线夹的接触面间发生不同的氧化过程，导致接触电阻的增加，另外螺丝杆反复受到内外张力的撕扯逐渐变得松动，使间隙更加扩张。而使用壓缩型设备线夹就有效避免了上述问题的出现。
3.2更换刀闸触头
针对往年发热现象，对刀闸触头进行更换，将原有点接触式刀闸触头更换为线接触式刀闸触头，有效加大接触面积，降低接触电阻，从而避免由于刀闸触头接触不良而产生的发热现象。
3.3采取防氧化措施
连接设备时，应该对设备的接头进行处理，尤其应该注意接头接触表面的防氧化处理。在处理的过程中要优先选用电力复合脂（即导电膏）来替代传统的凡士林，这样能更好的起到防氧化作用。
3.4提高接触面的处理质量
对于接头的接触面，当存在严重不平现象时，应该采用锉刀把将接触面不平的地方和毛刺锉掉，确保接触面平整而光洁，但在处理的过程中要注意不能使得母线在加工之后的截面减少。再使用钢丝刷将表面的氧化膜除去，最后将接触表面擦拭干净。
3.5控制压力
由于铝质母线的弹性系数较小，在压力达到某个临界压力值的时候，如果材料的强度较差，而外力进一步的增加，将会导致接触面出现部分变形隆起的现象，反而使得接触面积减少，造成接触电阻增大。
4两种连接方式发热量对比
4.1经测量，螺栓型设备线夹连接后直流电阻R’=80μΩ，压缩型设备线夹连接后直流电阻R’=40μΩ。
根据公式，交流电阻R=R’（1+ks+kp），类型为圆形、扭绞的导线在干燥情况下，KS=1，KP=0.8。
经计算两种连接方式的交流电阻分别为：
螺栓型：R=80*10-6*（1+1+0.8）=224*10-6Ω
压缩型：R=40*10-6*（1+1+0.8）=112*10-6Ω
4.2假定铝—铝连接，在电流为100A的负载情况下，供电1小时。
经计算两种连接方式的发热量分别为：
螺栓型：Q=1002*224*10-6*3600=8064J
压缩型：Q=1002*112*10-6*3600=4032J
4.3在不考虑散热的情况下，两种连接方式提升的温度。
经测量，规格为150mm2的螺栓型和压缩型设备线夹质量分别为1.2kg和1kg。铝的比热容为0.88×103 J/（kg·℃）。
经计算两种连接方式提升的温度分别为：
螺栓型：T=Q/CM=8064/（1.2*0.88*103）=74.14℃
压缩型：T=Q/CM=4032/（1*0.88*103）=44.48℃
5经济效益分析
以油区某110kV变电站为例，若该变电站某35kV出线SF6开关直端设备线夹发热造成停电，将影响对2座35kV变电站及1座35kV简易变的正常供电，在考虑备自投投入的情况下，将造成10条6kV出线闪电及8条6kV出线停电。检修人员前往处理大概需要3小时，造成直接电费损失近6万元。同时，由于停电造成近50口油井停产，以平均每口油井每天产油3吨计算，将造成直接经济损失56250元。若同时造成油井躺井，油井维修需15天左右，其经济损失将无法估量。
6、结束语
从上述对比和分析中可以看出，通过对电网连接端的改造和治理，可有效降低由于发热事故造成的停电次数，大大提高电网可靠性，取得巨大的经济和社会效益，为稳产、高产提供了可靠的电力保障。
参考文献
[1]董吉谔.电力金具手册（第三版）.中国电力出版社，2010.1。
[2]减小电气设备接触电阻的意义和方法.中国工业电器网