關(guān)于電力電線接頭發(fā)熱故障的研究
【摘要】本文綜述了常見電力電線接頭發(fā)熱的現(xiàn)象、原因、危害、檢查、處理和預(yù)防,可供電力技術(shù)人員、電工和相關(guān)管理人員參考。
【關(guān)鍵詞】電力電線 接頭 發(fā)熱 處理 預(yù)防
我們?cè)谏a(chǎn)、科研和生活中的各種用電設(shè)備,都是按照一定的要求設(shè)計(jì),通過(guò)導(dǎo)線連接起來(lái)的,線路中不可避免的存在著大量的電氣接頭和電線接頭。電氣設(shè)備內(nèi)部的電氣接頭,在出廠前一般都會(huì)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢查試驗(yàn),投運(yùn)前還要進(jìn)行測(cè)試,一般不會(huì)有問(wèn)題。而設(shè)備外部的電線接頭,通常只能通過(guò)人工巡視和檢查才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,它是線路的薄弱環(huán)節(jié)。筆者曾親自目聞所在的某研究所辦公樓二樓電源總開關(guān)處一銅鋁接線頭和宿舍樓三樓的增容空調(diào)專用接線頭處長(zhǎng)期經(jīng)常發(fā)熱、發(fā)黑并散發(fā)出難聞的焦臭味而厭惡不已,決心對(duì)電線接頭發(fā)熱加以研究。
用電生產(chǎn)、生活過(guò)程中,因設(shè)備電線接頭過(guò)熱造成的斷線等事故,占整體電氣事故的一部分,給安全供、用電帶來(lái)極大威脅,切不可輕視。究其原因,一方面是值班人員工作責(zé)任心不強(qiáng),巡視不到位,另一方面則是很多職工缺乏對(duì)電線接頭的重視、對(duì)發(fā)熱點(diǎn)檢查的技巧和措施。因此,重視電線接頭的工程安裝連接,學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)接頭發(fā)熱、預(yù)防接頭發(fā)熱并處理的技巧是非常重要的。
1. 電線接頭發(fā)熱的現(xiàn)象及其危害
電線接頭發(fā)熱的現(xiàn)象,一般首先表現(xiàn)為電線接頭周圍有異味,可以聞到,這是由于電線接頭發(fā)熱使其外包絕緣層產(chǎn)生氣味;其次,電線接頭處冒煙、發(fā)紅、外包絕緣層發(fā)黑、冒火,甚至斷線。電線接頭發(fā)熱不但會(huì)造成大量的電能損失,而且會(huì)嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常工作,輕則線路中工作電流增大,電氣設(shè)備壽命縮短,重則會(huì)突然中斷了正在進(jìn)行中的生產(chǎn)、科研、醫(yī)療手術(shù)和其它活動(dòng),還會(huì)釀成火災(zāi)和觸電事故等等,造成難以估量的損失。
2. 電線接頭發(fā)熱的原因
一些電氣安裝施工人員在敷設(shè)電線時(shí),往往不注意安裝質(zhì)量:在應(yīng)該用絕緣套管處不裝套管;應(yīng)該用接線盒的地方也沒(méi)有裝接線盒;甚至在電線接頭處不是采用絞接方法,而是采用違章的彎鉤狀連接方法。這種彎鉤狀連接方法的接觸電阻很大,通電時(shí)不斷發(fā)熱,會(huì)使附近的木板逐步干燥、炭化,最后發(fā)生燃燒,引起火災(zāi)。筆者綜合分析可能有以下幾個(gè)原因:設(shè)備安裝、修理時(shí)接頭未擰緊,當(dāng)電流通過(guò)后可能會(huì)發(fā)熱,甚至發(fā)紅、冒煙、冒火、斷線,導(dǎo)線和開關(guān)、用電器通過(guò)線線柱連接,因施工時(shí)馬虎,接線柱上不加墊圈,鑼帽也不擰緊,這也會(huì)使接觸電阻增大,如某一飯店,配電箱內(nèi)就因?yàn)檫@種原因,致使導(dǎo)體發(fā)熱熔化,熔珠落在下面的紙板箱上,引起火災(zāi);長(zhǎng)期運(yùn)行接頭也會(huì)松動(dòng),有些接頭在安裝時(shí)質(zhì)量是比較好的,但由于熱脹冷縮的原因,或者長(zhǎng)期受到振動(dòng),會(huì)使接頭松動(dòng),如長(zhǎng)期運(yùn)行的銅鋁接頭,接觸面沒(méi)有鍍銀或沒(méi)有掛錫的接頭,因接觸面產(chǎn)生嚴(yán)重電化腐蝕生成氧化膜,使接頭處電阻增大,極容易成為發(fā)熱點(diǎn);平時(shí)流經(jīng)小電流的接點(diǎn),因系統(tǒng)突然變化,電流突增,導(dǎo)致接點(diǎn)發(fā)熱;系統(tǒng)發(fā)生短路故障,過(guò)電流使容量不足的接點(diǎn)或有缺陷的接點(diǎn),發(fā)生瞬間冒火等。由此看來(lái),接點(diǎn)發(fā)熱主要是因?yàn)榻佑|電阻變大造成的。根據(jù)焦耳——楞次定律:
Q=1.0032 I2Rt(焦)
如果,我們假設(shè)某接點(diǎn)的接觸電阻0.0005歐姆,流過(guò)電流300安,則它1秒鐘的發(fā)熱量為:
Q1=1.0032×3002×0.0005×1=45.14(焦)
可見,該接點(diǎn)在戶外空氣中,溫度不高,長(zhǎng)期運(yùn)行沒(méi)有問(wèn)題。
但是,如果該接點(diǎn)的接觸電阻上升到0.5歐姆,流過(guò)電流也為300安,則它1秒鐘的發(fā)熱量為:
Q2=1.0032×3002×0.5×1=45140(焦)
這是Q1的一千倍!且線路接點(diǎn)兩端的電壓降達(dá):
U=IR=300×0.5=150(伏)
所以,該接點(diǎn)必然會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱并可能產(chǎn)生兩種情況:一是接點(diǎn)熔化,因沒(méi)有受到拉力,可能自動(dòng)粘連、焊死,暫時(shí)緩解發(fā)熱程度。二是受到拉力時(shí),接點(diǎn)熔化,發(fā)生斷線事故或呈假接狀態(tài)。
從以上分析可以看出,接點(diǎn)發(fā)熱是因?yàn)榻佑|電阻過(guò)大,造成較大電壓降,負(fù)荷電流仍然很大使接點(diǎn)發(fā)熱升溫,其發(fā)熱程度與接觸電阻的大小及電流平方成正比。因此,發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)嚴(yán)重發(fā)熱時(shí),首先應(yīng)該聯(lián)系配電站或使用部門,減少該點(diǎn)線路的負(fù)荷,然后研究處理方案。這是緊急減小發(fā)熱的有效辦法之一。
3. 檢查接點(diǎn)發(fā)熱的方法和技巧
運(yùn)行中的電氣設(shè)備接頭,要求溫度不大于70℃。當(dāng)接頭溫度達(dá)到或超過(guò)70℃時(shí)一定要進(jìn)行處理。
檢查發(fā)熱點(diǎn)的方法很多,下面介紹幾種常用的檢查接點(diǎn)發(fā)熱的方法。
3.1聞法。用鼻孔聞檢電線接頭附近是否有焦糊味是最簡(jiǎn)單不過(guò)的方法。若確認(rèn)該焦糊味來(lái)自電線接頭,則其接頭溫度必在70℃以上。
3.2蠟燭試法。將蠟燭綁在絕緣拉桿端頭上觸試接點(diǎn),如緩慢熔化,溫度約在55℃;如很快熔化流淌,溫度約在70℃以上;如速熔并冒油煙,溫度約在200℃以上。
3.3觀察法。
(1)若電線接頭外包的絕緣膠帶發(fā)黃、發(fā)黑,則其接頭溫度也必在70℃以上。
(2)雨天看接點(diǎn)法:下雨天看接點(diǎn)干燥,溫度約在50℃以上;如雨滴立即氣化蒸發(fā),溫度約在100℃以上;如發(fā)出“嗤啦”聲,大雨滴成呈滾落狀,溫度約在200℃以上。下雨天檢查接點(diǎn)發(fā)熱,易發(fā)現(xiàn),效率高。
(3)雪天看雪熔化法:看接點(diǎn)上的雪熔化,溫度約在0℃以上;如接點(diǎn)干燥,溫度約在50℃以上。
(4)觀察熱氣流法:發(fā)熱體與空氣溫差達(dá)20℃左右時(shí),即能看到微小氣流;如接頭溫度達(dá)到100℃時(shí),“熱氣流”就非常明顯;如接頭溫度達(dá)到200℃以上,“熱氣流”就非常容易被看到;如果接頭是由幾個(gè)接點(diǎn)組合而成,看“熱氣流”也能分辨出哪個(gè)接點(diǎn)在發(fā)熱。要想清楚地看到“熱氣流”存在,必須借助氣流后面的“背景”來(lái)觀察。被選擇的“背景”要求是黑色、灰色等深色,線條狀,網(wǎng)狀等都可以。導(dǎo)線及設(shè)備等都可以做“背景”。檢查某接點(diǎn)時(shí),檢查人員要不斷變換站立位置,使接點(diǎn)形狀和角度盡量一致,呈平行狀態(tài),再緩慢使接點(diǎn)上方靠近“背景”,只留一小縫隙處是否晃動(dòng)。如有晃動(dòng),表明該接點(diǎn)發(fā)熱;晃動(dòng)大,發(fā)熱就嚴(yán)重。
3.4用測(cè)溫儀。紅外線測(cè)溫儀是先進(jìn)儀器,使用較方便,定期檢測(cè)接點(diǎn)效果良好。
4. 預(yù)防和處理
電線接頭發(fā)熱的處理和預(yù)防重在原始接線的可靠。所謂預(yù)防電線接頭發(fā)熱,實(shí)質(zhì)上就是要正確施工、規(guī)范接線。接頭接得好,也就預(yù)防了接頭的發(fā)熱,電線接頭發(fā)熱的問(wèn)題就不會(huì)出現(xiàn),也就勿需處理。因此,電線接頭務(wù)求牢靠、緊密、造型美觀,無(wú)重疊、彎曲、裂紋、及凹凸現(xiàn)象;接頭的機(jī)械強(qiáng)度不得低于導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度的80%;接頭的絕緣強(qiáng)度不應(yīng)低于導(dǎo)線的絕緣強(qiáng)度。安裝和檢修中,應(yīng)當(dāng)盡可能減少導(dǎo)線的接頭,接頭過(guò)多的導(dǎo)線不宜使用[2]。對(duì)于可移動(dòng)線路和戶外線路的接頭,更應(yīng)當(dāng)特別注意,規(guī)定相鄰的倆根電線稈之間至多只容許有一個(gè)接頭[3]。
內(nèi)線工程10mm2以下的鋁導(dǎo)線連接用管壓接法時(shí),要清除鋁線表面的氧化膜、油垢和連接管內(nèi)壁的污垢,并涂上凡士林鋅粉膏;采用各種焊法連接時(shí)要在接頭處涂上焊料;采用封端連接時(shí)重在壓緊。外線工程線路連接采用鉗壓接法時(shí),也是要先用細(xì)鋼絲刷清除導(dǎo)線表面的氧化層和連接管接觸面污物,再涂上一層凡士林鋅粉膏或電力復(fù)合脂,每個(gè)壓坑應(yīng)一次壓完,不得間斷,合縫及外露部分也要涂上一層電力復(fù)合脂。對(duì)于手工剖削的連接線頭,單股線(芯線2.5mm2以上)連接時(shí),一般要保證芯線纏繞總長(zhǎng)度大于25~35mm眨油分行淖笥也喔韃撲娜σ隕希ㄍ?)并回勾,最后再進(jìn)行絕緣處理,如加裝絕緣護(hù)套、護(hù)封等;鋁芯線壓接順序示意圖圖2單股線連接纏繞示意圖多股鋁芯線交差狀多股芯線連接,不但要保證有單股線連接的纏繞總長(zhǎng)度,而且左、右線頭要先交差,再按順時(shí)針?lè)较蚶p繞連接,仿單股線纏繞[1]。
一般4mm2 的鋁芯線采用螺旋壓接帽連接或安全型壓接帽壓接。6mm2以上 的鋁芯線采用鋁套管壓接或用氣焊連接。擠壓用鋁套管內(nèi),外徑、長(zhǎng)度尺寸偏差應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定[5]。
不同金屬導(dǎo)線的連接,應(yīng)有可靠的過(guò)渡金具等。當(dāng)線路中有銅線、鋁線和鋁合金線相互連接時(shí),應(yīng)該采用銅鋁過(guò)渡接頭(俗稱:線鼻子),并涂以導(dǎo)電膏,以增大導(dǎo)電能力,尤其是多股鋁芯線與設(shè)備、電器連接時(shí),均應(yīng)采用銅鋁過(guò)渡端子壓接。如確無(wú)銅鋁過(guò)渡端子,可暫用鋁接線端子代替,但與設(shè)備、電器接觸處要墊一層錫箔紙,以減少電化腐蝕作用,而且,壓接螺絲必須加彈簧墊。不容許將多股鋁芯線自身纏圈壓接。多股鋁芯線與多股銅芯線連接時(shí),可以將銅芯線涮錫后再用鋁套管壓接。單股2.5mm2 的鋁芯線與2.5mm2銅芯線連接,也可采用螺旋壓接帽連接,當(dāng)然,銅芯線上最好涮錫。單股2.5mm2 的鋁(或銅)芯線與多股銅芯軟線連接,可將多股銅芯軟線涮錫后纏繞在鋁芯線上[2],
單股鋁芯線與多股銅芯軟線連銅質(zhì)粗芯線截面尺寸相差較大的接頭對(duì)于銅質(zhì)粗芯線截面尺寸相差較大的接頭,應(yīng)采用六角形液壓連接墊入法,而不宜用鉗形壓接法。例如:16mm摘?與30mm摘?銅芯線連接。仿此,亦可對(duì)有分支的接頭進(jìn)行液壓連接。新建的額定電壓1KV及以下的架空絕緣配電線路不容許纏繞連接,而應(yīng)采用線夾、接續(xù)管連接[4]。當(dāng)線路是LGJ-400/65及以內(nèi)的導(dǎo)線時(shí),用100t級(jí)液壓機(jī)進(jìn)行壓接工作;而對(duì)LGJ-500/45及以內(nèi)的導(dǎo)線時(shí),用200t級(jí)液壓機(jī)進(jìn)行壓接為宜。液壓連接時(shí)上下模應(yīng)該對(duì)齊,管應(yīng)端平,管口與印記要重合。管子壓完后有飛邊時(shí),應(yīng)銼掉并且磨光。壓完后管子不應(yīng)有明顯的扭曲和彎曲現(xiàn)象,否則應(yīng)校直。對(duì)于不能用鉗形壓接、液壓連接的架空線路,可采用爆壓法連接,但其管線必須高度清潔[5]。
了解了正確接線的方法,處理接頭發(fā)熱的故障也就不難了。簡(jiǎn)而言之,把發(fā)熱的原因找道后,如果確認(rèn)是單純的接線問(wèn)題而不是線路超負(fù)荷等,就可果斷的去掉該接頭,再按照本文上述正確的對(duì)應(yīng)接線方法重新接線即可。
5. 結(jié)論
(1)電力電線接頭發(fā)熱的故障普遍存在,必須引起人們的高度重視,電工教材中應(yīng)將電線接頭發(fā)熱內(nèi)容錄入專門的篇章中加以介紹;
(2)電線接點(diǎn)發(fā)熱的主要是因?yàn)殡娋€接頭接觸不良,使接觸電阻變大造成的;
(3)電線接頭發(fā)熱是可以防止的,接頭發(fā)熱的處理和預(yù)防關(guān)鍵在于正確的接線。
參考文獻(xiàn)
[1]安順合 ,常見電氣設(shè)備故障診斷與排除問(wèn)答[M],機(jī)械工業(yè)出版社,北京:2002年.
[2]龔崇實(shí)等,安裝工程質(zhì)量通病防治手冊(cè)[M], 中國(guó)建筑工業(yè)出版社,北京:1992年.
[3]高萬(wàn)云等,安裝與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[M],中國(guó)電力出版社,北京:2002年.
[4]中電聯(lián)編,送變電安裝專業(yè)職業(yè)技能鑒定規(guī)范[M],中國(guó)電力出版社,北京:2000年.
[5]曹傳保等,架空送電線路崗位技能培訓(xùn)教材[M],中國(guó)電力出版社,北京:2000年.
責(zé)任編輯:電力交易小郭
-
現(xiàn)貨模式下谷電用戶價(jià)值再評(píng)估
2020-10-10電力現(xiàn)貨市場(chǎng),電力交易,電力用戶 -
PPT | 高校綜合能源服務(wù)有哪些解決方案?
2020-10-09綜合能源服務(wù),清潔供熱,多能互補(bǔ) -
深度文章 | “十三五”以來(lái)電力消費(fèi)增長(zhǎng)原因分析及中長(zhǎng)期展望
2020-09-27電力需求,用電量,全社會(huì)用電量
-
PPT | 高校綜合能源服務(wù)有哪些解決方案?
2020-10-09綜合能源服務(wù),清潔供熱,多能互補(bǔ) -
深度文章 | “十三五”以來(lái)電力消費(fèi)增長(zhǎng)原因分析及中長(zhǎng)期展望
2020-09-27電力需求,用電量,全社會(huì)用電量 -
我國(guó)電力改革涉及的電價(jià)問(wèn)題
-
電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用現(xiàn)狀及對(duì)策研究
2019-08-14電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用 -
《能源監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》——能源系統(tǒng)工程之預(yù)測(cè)和規(guī)劃
-
《能源監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》——能源系統(tǒng)工程之基本方法
-
貴州職稱論文發(fā)表選擇泛亞,論文發(fā)表有保障
2019-02-20貴州職稱論文發(fā)表 -
《電力設(shè)備管理》雜志首屆全國(guó)電力工業(yè) 特約專家征文
2019-01-05電力設(shè)備管理雜志 -
國(guó)內(nèi)首座蜂窩型集束煤倉(cāng)管理創(chuàng)新與實(shí)踐
-
人力資源和社會(huì)保障部:電線電纜制造工國(guó)家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)
-
人力資源和社會(huì)保障部:變壓器互感器制造工國(guó)家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)
-
《低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規(guī)范》T/CEC 150
2019-01-02低壓微電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范
-
現(xiàn)貨模式下谷電用戶價(jià)值再評(píng)估
2020-10-10電力現(xiàn)貨市場(chǎng),電力交易,電力用戶 -
建議收藏 | 中國(guó)電價(jià)全景圖
2020-09-16電價(jià),全景圖,電力 -
一張圖讀懂我國(guó)銷售電價(jià)附加
2020-03-05銷售電價(jià)附加