〔摘 要〕 變電設備的接頭與刀閘部位容易產生發熱缺陷，在日常巡視檢查中通過看、聽、嗅、摸，可以及時發現，對不易接近的部位要利用停電操作的機會進行檢查，還可利用紅外成像儀發現設備發熱缺陷。分析了變電設備發熱的原因，介紹了變電設備發熱缺陷的檢查及判斷方法，總結了利用紅外成像儀監測變電設備發熱情況的經驗，提出了預防設備發熱的措施。
〔關鍵詞〕 變電設備；發熱；成像儀；缺陷管理
據統計，在變電站的各類缺陷中，設備發熱缺陷約占I類缺陷(要求在24 h內處理)的60%，成為影響安全運行的重要因素。及時發現設備發熱缺陷，將發熱缺陷消除在初始狀態，可以降低檢修成本，避免被迫停電，確保電網的安全運行。
1 變電設備發熱點的分布
據統計，變電設備發熱點的分布情況如下：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、交流系統二次設備等約占10%。
2 變電設備發熱的原因分析
2.1 接頭發熱原因
(1) 設計不當或無設計施工。設計未按照設計標準，選用的構件型號偏小，不能滿足實際容量要求，長期過載運行。或者沒有按照現場的實際情況設計，實際施工中，一些彎曲、扭轉金屬排由施工人員現場自定，造成連接部位接觸不良或接觸面不能滿足要求。
(2) 施工工藝不符合標準。這是接頭發熱的主要原因。接頭接觸面處理不當，如有毛刺、接觸面不平整，導電體彎曲或扭轉角度不對、固定螺絲著力不均衡、涂抹導電膏或電力復合脂時混入雜質、用普通凡士林代替導電膏或電力復合脂等。電纜頭發熱的原因有電纜頭制作工藝不規范，在填充膠中混入雜質，較粗電纜布設不合理，固定聯接部位困難，銅電纜頭與鋁樁頭聯接未作技術處理。
(3) 檢修、維護、保養超周期或沒有按照檢修規程執行。在狀態檢修中，沒有注重接頭部位的詳細檢查，一些接觸面減少及內部有雜質或毛剌的缺陷，在測量接觸電阻時并不能發現，運行過程中的震動、導線拉力和風力搖擺造成固定螺絲的輕微松動，不詳細檢查是不可能發現問題的。
2.2 刀閘發熱原因
(1) 刀閘本身質量問題。部分老刀閘，如GN6-10系列，在檢修調試確無問題的情況下，正常運行電流不超過額定值的60%，但仍然會發熱；刀閘的轉動支點因制造工藝不良引起發熱。
(2) 安裝檢修工藝質量問題。安裝檢修調試質量不過關會導致發熱。10kVGN系列刀閘，動靜觸頭不在一條軸線上，動觸頭和壓簧偏松，可能會造成接觸不良或一側接觸不良；GW4型系列刀閘，動靜觸頭不在同一水平面上，上下誤差較大時，會降低通流能力，動靜觸頭連桿不在同一軸線上或U型刀閘口的壓簧偏松，可能會造成接觸不良或一側接觸不良。
(3) 環境污染。環境污染造成刀閘上的彈簧部件銹蝕，失去應有的彈性，甚至斷裂，完全失去彈性效應，引起接觸不良。
2.3 其它部件發熱的原因
變壓器本體的發熱。因漏磁通產生的渦流損耗，導致變壓器上下節油箱的部分連接螺栓發熱，或者中部放油閥處發熱，一般發熱點在高壓繞組側；諧波會造成變壓器繞組、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會產生渦流而發熱。開關本體內部發熱一般是由接觸不良引起。
3 及時發現設備發熱缺陷
3.1 利用正常的定期巡視檢查及時發現發熱缺陷
3.1.1 看
當設備發熱時，一般都有以下現象：油漆變色或伴有龜裂、金屬異常變色、導線散股斷股、試溫片熔化、導電膏或電力脂熔化、金屬構件變形、小雨天氣接頭上不積水有霧氣蒸發或雨水淋濕后迅速蒸干、下雪時不積雪、接頭上有異常氧化物、電纜頭有溢膠等，對同一設備不同相進行比較，可以很直觀地發現問題。
3.1.2 聽
仔細聽運行中的設備是否有異常的震動或放電聲，需要靈敏的耳朵和豐富的運行經驗。
3.1.3 嗅
戶內應用效果較好。當設備發熱時，一般都有異味出現，可能是油漆被燒烤蒸發的味道，也有可能出現油脂燒焦的味道。
3.1.4 摸
用手觸摸有發熱嫌疑的設備外殼，進行比較，大多數人的手掌可以明顯地感覺到0.5℃以上的溫差，有可能發現一些隱藏發熱缺陷，如開關柜內設備發熱時，開關柜的外表溫度可能高于相鄰柜體溫度，甚至可以判斷出發熱點的位置，此種方法對于發現開關柜的出線側發熱缺陷特別有效。設備有嚴重發熱缺陷時，不要以手直接觸摸，防止燙傷。
3.2 利用停電操作的機會發現發熱缺陷
有些缺陷在平時巡視中不可能發現，需要在停電操作時注意。如拉開刀閘時，注意對比拉開后的刀閘觸頭，注意操作過程中有無異常，平時密封的開關柜打開后，注意檢查平時不能觀察到的部位，手車開關拉出后，注意檢查開關觸頭有無異常等。
3.3 應用遠紅外成像儀發現和分析發熱缺陷
遠紅外成像儀可以方便地獲得帶電設備的熱圖像，正常情況下使用遠紅外成像儀定期對設備進行全面的檢查，進行溫度比較，每季度至少進行1次，即使是冬季低溫時。室外設備如果發現溫差5℃以上的測量點，該點應列入檢修計劃。高溫高負荷時要適當增加檢測次數，對懷疑對象進行跟蹤檢測。運行方式更改后，特別是負荷增加較大時，要及時進行檢測，有的發熱缺陷在負荷低時癥狀不明顯，一旦負荷增加，缺陷迅速發展。使用成像儀掃描設備時，必須選擇不同的視角進行全面檢測，防止視角盲區漏過缺陷。
使用遠紅外成像儀時應注意以下情況：
(1) 測量到的最高溫度不一定是真正發熱點的溫度。因為受測量場地的限制，掃描時不一定得到發熱點的正面圖像，即使是正面圖像，發熱點大部分不在表面，熱量從發熱點發出后，經過金屬的快速傳導發散，表面的溫度遠遠低于發熱點的溫度。例如，對某一設備的檢查，3天前測量溫度為72℃，停電檢修前測量到的最高表面溫度為97.3℃，但檢修拆下線夾時，發現開關樁頭和線夾的表面上已經有輕微的熔化痕跡。
(2) 利用發熱點與正常相存在的溫差，判斷發熱缺陷。例如對某一220 kV刀閘測量溫度，其中一相測量溫度為60.9℃，但其它兩相的測量溫度只有39℃，此刀閘安裝在220 kV天橋上，無法對發熱部位全面掃描，雖然測量溫度不算高，但在后來的大修中發現，該相有顯著的發熱痕跡，且真正的發熱點在上部的固定螺絲處。
(3) 測量到的發熱即使很輕微，也要作為缺陷列入檢修計劃。例如，某220 kV刀閘母線側有一項測量溫度為47.2℃，其它兩相為38.7℃，當時已經過了高溫期，且經跟蹤測量也無溫度升高的趨勢，但在次年的6月份發熱情況嚴重惡化，被迫停電處理。因此，只要確認是發熱缺陷，必須列入檢修計劃，且檢修時間要在下一個高溫高負荷期前。
(4) 使用成像儀掃描設備時要做到全面。只要有電流流過，就有可能發熱。因此，不但要注意一次設備，還要注意二次設備，還要注意電磁發熱，變壓器上下節油箱間高壓側的連接螺桿發熱在大型變壓器中也不是個別現象。
(5) 當發熱點被發現后，要立即進入缺陷處理流程，缺陷記錄中要明確發熱點的詳細位置，在工作票中要同樣明確，防止缺陷不能真正得到處理。
4 防止設備發熱的對策
4.1 規范設計
嚴格按照設計規程要求，對一些金屬排的彎曲部位要明確彎度、撓度尺寸，不發生未經設計即行施工或邊施工邊設計的現象。
4.2 改進施工工藝，提高施工水平
刀閘的調試安裝要對照廠家說明書的要求；銅鋁接觸部位要做技術處理；特殊部位的尺寸要嚴格按照要求放料和剪壓，不能出現靠螺絲的壓力強行密合；接觸表面不得用金屬鋃頭敲擊而出現不平整，表面不得有毛刺或劃傷；改并口線夾為壓接；用復合電力脂代替導電膏；10 kV重負荷間隔選用GN21-10以上型號的刀閘；主變上下節油箱間高壓側的連接螺桿適當增加幾處短接銅片等。
4.3 嚴格把好驗收關
驗收時必須逐一把關每一部位，不得以抽檢方式進行。檢查結合部位的密合情況、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型側壓簧受力要均衡；同時檢查防止發熱的措施。
〔關鍵詞〕 變電設備；發熱；成像儀；缺陷管理
據統計，在變電站的各類缺陷中，設備發熱缺陷約占I類缺陷(要求在24 h內處理)的60%，成為影響安全運行的重要因素。及時發現設備發熱缺陷，將發熱缺陷消除在初始狀態，可以降低檢修成本，避免被迫停電，確保電網的安全運行。
1 變電設備發熱點的分布
據統計，變電設備發熱點的分布情況如下：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、交流系統二次設備等約占10%。
2 變電設備發熱的原因分析
2.1 接頭發熱原因
(1) 設計不當或無設計施工。設計未按照設計標準，選用的構件型號偏小，不能滿足實際容量要求，長期過載運行。或者沒有按照現場的實際情況設計，實際施工中，一些彎曲、扭轉金屬排由施工人員現場自定，造成連接部位接觸不良或接觸面不能滿足要求。
(2) 施工工藝不符合標準。這是接頭發熱的主要原因。接頭接觸面處理不當，如有毛刺、接觸面不平整，導電體彎曲或扭轉角度不對、固定螺絲著力不均衡、涂抹導電膏或電力復合脂時混入雜質、用普通凡士林代替導電膏或電力復合脂等。電纜頭發熱的原因有電纜頭制作工藝不規范，在填充膠中混入雜質，較粗電纜布設不合理，固定聯接部位困難，銅電纜頭與鋁樁頭聯接未作技術處理。
(3) 檢修、維護、保養超周期或沒有按照檢修規程執行。在狀態檢修中，沒有注重接頭部位的詳細檢查，一些接觸面減少及內部有雜質或毛剌的缺陷，在測量接觸電阻時并不能發現，運行過程中的震動、導線拉力和風力搖擺造成固定螺絲的輕微松動，不詳細檢查是不可能發現問題的。
2.2 刀閘發熱原因
(1) 刀閘本身質量問題。部分老刀閘，如GN6-10系列，在檢修調試確無問題的情況下，正常運行電流不超過額定值的60%，但仍然會發熱；刀閘的轉動支點因制造工藝不良引起發熱。
(2) 安裝檢修工藝質量問題。安裝檢修調試質量不過關會導致發熱。10kVGN系列刀閘，動靜觸頭不在一條軸線上，動觸頭和壓簧偏松，可能會造成接觸不良或一側接觸不良；GW4型系列刀閘，動靜觸頭不在同一水平面上，上下誤差較大時，會降低通流能力，動靜觸頭連桿不在同一軸線上或U型刀閘口的壓簧偏松，可能會造成接觸不良或一側接觸不良。
(3) 環境污染。環境污染造成刀閘上的彈簧部件銹蝕，失去應有的彈性，甚至斷裂，完全失去彈性效應，引起接觸不良。
2.3 其它部件發熱的原因
變壓器本體的發熱。因漏磁通產生的渦流損耗，導致變壓器上下節油箱的部分連接螺栓發熱，或者中部放油閥處發熱，一般發熱點在高壓繞組側；諧波會造成變壓器繞組、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會產生渦流而發熱。開關本體內部發熱一般是由接觸不良引起。
3 及時發現設備發熱缺陷
3.1 利用正常的定期巡視檢查及時發現發熱缺陷
3.1.1 看
當設備發熱時，一般都有以下現象：油漆變色或伴有龜裂、金屬異常變色、導線散股斷股、試溫片熔化、導電膏或電力脂熔化、金屬構件變形、小雨天氣接頭上不積水有霧氣蒸發或雨水淋濕后迅速蒸干、下雪時不積雪、接頭上有異常氧化物、電纜頭有溢膠等，對同一設備不同相進行比較，可以很直觀地發現問題。
3.1.2 聽
仔細聽運行中的設備是否有異常的震動或放電聲，需要靈敏的耳朵和豐富的運行經驗。
3.1.3 嗅
戶內應用效果較好。當設備發熱時，一般都有異味出現，可能是油漆被燒烤蒸發的味道，也有可能出現油脂燒焦的味道。
3.1.4 摸
用手觸摸有發熱嫌疑的設備外殼，進行比較，大多數人的手掌可以明顯地感覺到0.5℃以上的溫差，有可能發現一些隱藏發熱缺陷，如開關柜內設備發熱時，開關柜的外表溫度可能高于相鄰柜體溫度，甚至可以判斷出發熱點的位置，此種方法對于發現開關柜的出線側發熱缺陷特別有效。設備有嚴重發熱缺陷時，不要以手直接觸摸，防止燙傷。
3.2 利用停電操作的機會發現發熱缺陷
有些缺陷在平時巡視中不可能發現，需要在停電操作時注意。如拉開刀閘時，注意對比拉開后的刀閘觸頭，注意操作過程中有無異常，平時密封的開關柜打開后，注意檢查平時不能觀察到的部位，手車開關拉出后，注意檢查開關觸頭有無異常等。
3.3 應用遠紅外成像儀發現和分析發熱缺陷
遠紅外成像儀可以方便地獲得帶電設備的熱圖像，正常情況下使用遠紅外成像儀定期對設備進行全面的檢查，進行溫度比較，每季度至少進行1次，即使是冬季低溫時。室外設備如果發現溫差5℃以上的測量點，該點應列入檢修計劃。高溫高負荷時要適當增加檢測次數，對懷疑對象進行跟蹤檢測。運行方式更改后，特別是負荷增加較大時，要及時進行檢測，有的發熱缺陷在負荷低時癥狀不明顯，一旦負荷增加，缺陷迅速發展。使用成像儀掃描設備時，必須選擇不同的視角進行全面檢測，防止視角盲區漏過缺陷。
使用遠紅外成像儀時應注意以下情況：
(1) 測量到的最高溫度不一定是真正發熱點的溫度。因為受測量場地的限制，掃描時不一定得到發熱點的正面圖像，即使是正面圖像，發熱點大部分不在表面，熱量從發熱點發出后，經過金屬的快速傳導發散，表面的溫度遠遠低于發熱點的溫度。例如，對某一設備的檢查，3天前測量溫度為72℃，停電檢修前測量到的最高表面溫度為97.3℃，但檢修拆下線夾時，發現開關樁頭和線夾的表面上已經有輕微的熔化痕跡。
(2) 利用發熱點與正常相存在的溫差，判斷發熱缺陷。例如對某一220 kV刀閘測量溫度，其中一相測量溫度為60.9℃，但其它兩相的測量溫度只有39℃，此刀閘安裝在220 kV天橋上，無法對發熱部位全面掃描，雖然測量溫度不算高，但在后來的大修中發現，該相有顯著的發熱痕跡，且真正的發熱點在上部的固定螺絲處。
(3) 測量到的發熱即使很輕微，也要作為缺陷列入檢修計劃。例如，某220 kV刀閘母線側有一項測量溫度為47.2℃，其它兩相為38.7℃，當時已經過了高溫期，且經跟蹤測量也無溫度升高的趨勢，但在次年的6月份發熱情況嚴重惡化，被迫停電處理。因此，只要確認是發熱缺陷，必須列入檢修計劃，且檢修時間要在下一個高溫高負荷期前。
(4) 使用成像儀掃描設備時要做到全面。只要有電流流過，就有可能發熱。因此，不但要注意一次設備，還要注意二次設備，還要注意電磁發熱，變壓器上下節油箱間高壓側的連接螺桿發熱在大型變壓器中也不是個別現象。
(5) 當發熱點被發現后，要立即進入缺陷處理流程，缺陷記錄中要明確發熱點的詳細位置，在工作票中要同樣明確，防止缺陷不能真正得到處理。
4 防止設備發熱的對策
4.1 規范設計
嚴格按照設計規程要求，對一些金屬排的彎曲部位要明確彎度、撓度尺寸，不發生未經設計即行施工或邊施工邊設計的現象。
4.2 改進施工工藝，提高施工水平
刀閘的調試安裝要對照廠家說明書的要求；銅鋁接觸部位要做技術處理；特殊部位的尺寸要嚴格按照要求放料和剪壓，不能出現靠螺絲的壓力強行密合；接觸表面不得用金屬鋃頭敲擊而出現不平整，表面不得有毛刺或劃傷；改并口線夾為壓接；用復合電力脂代替導電膏；10 kV重負荷間隔選用GN21-10以上型號的刀閘；主變上下節油箱間高壓側的連接螺桿適當增加幾處短接銅片等。
4.3 嚴格把好驗收關
驗收時必須逐一把關每一部位，不得以抽檢方式進行。檢查結合部位的密合情況、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型側壓簧受力要均衡；同時檢查防止發熱的措施。