探讨高压输电线路发热故障的原因分析与处理

内容摘要：本文首先分析了当前高压输电线路故障中最常用的诊断方法，然后结合笔者参与的实际案例，对高压输电线路的发热故障原因进行分析，在此基础上有针对性地提出处理意见。

关键词：高压输电线路； 发热故障； 诊断方法； 原因； 处理

中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：

在高压输电线路运行过程中，其安全性、稳定性将直接影响电力系统的质量水平与经济效益。过去，电力系统的故障排查以人工巡线为主，劳动强度大、效率低，尤其高压输电线路常见的发热故障，很难通过人工排除的方法发现，即使发现苗头也无法采取定性分析方法。因此，采用红外检测技术，凭借其不停电、远距离、高效率等优势，在高压输电线路状态监测方面发挥积极作用。

基于红外线技术的发热故障诊断方法

1.1 表面温度判断

通过对设备的表面温度进行测量，结合国家提出的温度标准，以超标值来确定缺陷性质。该种方法最为简单、直接，且具有良好效果；但是如果线路的负荷相对较小，发热故障不明显，就可能发生漏判或者误判问题。同时，由于我国针对线路金具的发热标准尚不明确，因此该种方法的应用范围有限，只能作为简单的外部热故障检查。

1.2 相对温差判断

通过查看同等设备状况，如安装地点、运行特性、环境温度以及负荷电流等要素，对基本相同的测点进行温差判断，其中较热测点的温升状况，以百分数值的方式体现。一般情况下，在电流型致热设备的故障诊断中可采用相对温差诊断方法，减少由于负荷不同、环境温度不同而造成的诊断结果偏差。

1.3 同类对比判断

该种方法主要比较同类设备，包括同一回路中的同型号设备或者同一个设备的三相等，对其对应部位的温度进行对比，以此发现故障异常点。在采用同类设备进行对比过程中，应该考虑到可能几个三相设备同时发生热故障问题，需引起注意。该方法可以应用于电压致热设备或者电流致热设备中，效果良好。

1.4 热图谱判断

结合同类设备在正常运行状态下和异常运行状态下的热图谱不同，判断设备是否发生热故障问题，是一种精确度较高的诊断方法，在电压致热设备中较为常用。在采用该方法诊断过程中，需要综合考虑线路检测的类型、负荷大小、机械力大小等诸多因素，同时注重设备运行的安全性。

发热故障的原因分析与处理实例

2.1 线夹发热实例分析

一般情况下，架空线路的跳线采取2个并沟线夹过流的方式，而只有其中一个线夹可能发生发热问题。因此在故障处理过程中，认为由于某个线夹接触不好而产生过热问题，因此只对发热线夹进行处理，但是处理之后的发热故障仍然反复出现，没能从根本解决问题。在这种情况下，应该考虑另一线夹的接触电阻问题，假如某个线夹的接触电阻较小，而另一线夹的接触电阻略大，那么就不会产生发热问题。

以接头发热的来源来看，如果不能及时散热，那么接头温度就会越来越高，那么散热与发热同时存在的情况下，温升不再呈直线上升趋势，而是采取指数曲线上升方法，在一定时间范围内达到稳定状态。对于稳定状态下的温升值（T）公式分析如下：

T=PRr （1）

在公式（1）中，P代表热流，Rr代表接头热阻力（K/W）；当温度提升并达到稳定状态之后，电流经过接头位置，就会产生热流，公式分析如下：

T=I2RRr （1）

在公式（2）中，I代表电流，Rr代表经过每瓦热流过程产生的稳定温升值；且P=I2R。也就是说，经过传导、辐射或者对流等方式对外散发热量，其散热的速度较快，那么经过同等的热流P引发稳定温升的T值降低，即热阻力减少。对于接头温度的温升影响因素，主要包括接头的电阻（R）、负荷电流（I）和散热量的热阻（Rr）。假设线路中负荷电流与热阻值处于不变，而2个线夹的电阻分别用R1、R2代表，处于并联状态下，那么在电流与热阻保持不变的情况下，线夹2的温度上升状况与数值大小相关，其中R1值越大，T2也就越大。据此可以判断，当某一个线夹发热是，并不完全由于其自身的接触故障，也有可能受到另一线夹的接触电阻影响。

若想解决线夹爱发热的故障问题，可以将2个线夹彻底清洗，保持其清洁度、干燥度，同时涂抹一层导电油脂，安装后即可正常运行。

2.2 跳线并沟线夹发热实例分析

结合高压输电线路的运行状况来看，其中线路金具发生热缺陷的可能性较大，包括四分裂变三分裂、跳线线夹、耐张线夹或者连续管机械连接部分等问题，尤其以线夹、刀闸触头位置的热故障最为常见，可能升温达到30%℃左右，造成线路发热。具体原因分析如下：其一，受到强烈的氧化腐蚀问题。高压输电线路的导体接头位置长期暴露在外，受到大气污染、日晒雨淋或者化学活性气体侵蚀等作用，在金属导体的接触表面就会发生氧化、锈蚀等现象，此时金属接触面的电阻率大幅度上升，引发外部热缺陷问题。其二，如果导线的接头位置发生松动，那么导体在线路运行过程中就会产生机械震动问题，受到风力的影响也会左右摇摆，最终造成导体压接螺丝的松动。其三，线路零部件的安装质量差，也是引发热故障的原因之一。例如，接头位置没能良好紧固；在安装过程中螺丝上下不平，受到气温热胀冷缩的作用而产生松动；线夹结构欠佳，导线在线夹的端口位置发生断股问题；线夹的大小和导线不匹配，输电线的连接点前后截面、导流能力不相符；线夹和导线的连接位置没有进行清刷处理，没有涂抹电力复合脂，造成潮气进入其中，引起发热问题。

针对以上存在的各种问题，引起跳线并沟线夹发热，可采取如下处理措施：

（1）提高金具质量水平。对于变电所中母线或者设备的线夹金具，应尽量选择优质产品，确保其良好的载流量和动热稳定性，与设计要求相符；尤其对于设备的线夹来说，采用较为先进的扩散焊工艺，确保高压输电线路运行的稳定性；

（2）采取预防氧化措施。在设备的接头接触表面位置，采取防氧化处理措施，通过电力复合脂取代传统的凡士林，效果更佳；

（3）合理控制紧固压力。注意在接头连接位置的错误，不能误认为连接螺栓越近越好，只要能够压平弹簧垫圈即可。在有条件的情况下，可采取力矩扳手进行紧固，保障压力适度；

（4）优化工艺程序。结合不同的连接点热故障类型，进一步优化工艺程序。同时，选用爆压线路金具可有效降低故障率，与液压金具相比更具优势；

（5）落实各种检测手段。对于处于运行状态的设备，应定期查看接头是否发热，除了采用红外线技术以外，还可以对设备表面进行观察，如连接点的金属光泽、连接点附近的色漆颜色等，都可以直接反映发热故障。

总之，红外线故障诊断技术的应用，在检测高压输电线路发热故障方面起到重要作用。客观分析高压输电线路发热故障的原因，有针对性地采取解决措施，确保高压输电线路的安全、稳定运行，具有重要意义。

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