随着变电设备的陈旧、老化，工作环境恶化而负荷不断的增长，设备的温度异常升高现象时有发生。特别在环境温度最高、气候条件最恶劣的夏季，正是用电负荷高峰期，变电设备温度异常升高频繁，对变电站和电网的安全运行构成了极大的威胁。本文对设备的温度异常进行深入的探讨，分析设备温度过高的原因和可能造成的危害；并提出相应的应对措施，从源头开始，预防和控制设备的温度过高以确保变电站及电网的安全稳定运行。　　　
 　　
我局去年某220kV变电站、今年某110kV变电站发生2起导线熔断事故，我站也发生多起因设备温度过高而进行紧急倒闸操作，抢修处理事件。变电设备的温度异常是变电站较为普遍存在的现象，为确保电力系统的安全稳定运行，必须预防和控制因设备温度过高带来的危害，把损失减少到最低。因此结合所学的理论知识和现场的工作经验，从下面四个方面对变电设备的温度异常进行探讨，以达到减少设备温度异常对系统安全运行的破坏。　　
一、温度异常的原因分析：　　
电力设备运行的显著特征是温升，温升是电力设备与环境的温度差，是由设备发热引起的。运行中的电力设备通过电流，且处在交变电磁场中会产生各种损耗等，使电力设备温度升高。另一方面设备本身也会散热。当发热与散热相等时即达到平衡状态，温度不再上升而稳定在一个水平上。当发热增加或散热减少时就会破坏平衡，使温度继续上升，扩大温差，则增加散热，在另一个较高的温度下达到新的平衡。合理的温升是不可避免的。但在正常的情况下，设备的温度不断升高或偏离正常值时则应采取相应措施进行处理以确保设备的安全运行。设备的温度异常升高的主要原因有：　　
1、负荷过载、通过故障电流，导体通过的电流超过其额定值产生的热效应集聚导致温度过高。　　
2、导线散股，集肤效应使得电流集中于最外层细导线上导致表面温度过高。　　
3、导体接头处，不同金属的膨胀效应不同。钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜质、铝质母线小得多，尤其是螺栓型设备接头，在运行中随着负荷电流及温度的变化，其铝或铜与铁的膨胀和收缩程度将有差异而产生蠕变，也就是金属在应力的作用下缓慢的塑性变形，蠕变的过程还与接头处的温度有很大的关系。实践证明，当接头处的运行工作温度超过80℃时，接头金属将因过热而膨胀，使接触表面位置错开，形成微小空隙而氧化。当负荷电流减小温度降低回到原来接触位置时，由于接触面氧化膜的覆盖，不可能是原安装时金属间的直接接触。每次温度变化的循环所增加的接触电阻，将会使下一次循环的热量增加，所增加的温度又使接头的工作状况进一步变坏，因而形成恶性循环，最终导致接头过热。　　
4、导体连接部位紧固螺栓压力不当。部分安装或检修人员在导体连接上认为连接螺栓拧得愈紧愈好，其实不然。特别是铝质母线，弹性系数小，当螺母的压力达到某个临界压力值时，若材料的强度差，再继续增加不当的压力，将会造成接触面部分变形隆起，反而使接触面积减少，接触电阻增大，从而影响导体接触效果。　　
5、选用的导体材料电导率不满足要求，多数属于导体原材料纯度不够。　　
6、处在交变电磁场中的设备元件的绝缘老化、损伤，造成涡流增大，导致过热。　　
7、现场的其它因素，比如可能存在安装、检修工艺不当，如母线在加工、连接、安装过程中，对母线接触表面处理不到位、不平整、不光滑、没有涂专用电力脂等，导致有效接触面积减少接触电阻增大而发热。　　
二、温度过高的危害：　　
   随着温升的增大，设备温度不断升高。设备温度过高的危害是显而易见的，首先把电能过多的转化成热能，造成不必要的损失，增大线损；更为重要的是它就像一个定时隐形炸弹，随时可能造成破坏电力系统的安全稳定运行的严重后果。　　
当温度升高到一定程度的时候，设备的温度可能超过其极限温度，如A级绝缘的设备，当温度达到105度的时候，将会降低设备绝缘材料的绝缘性能，缩短设备的使用寿命，严重时导致绝缘击穿放电,造成短路故障。　　
温度过高导致设备电阻增大，运行中的设备载流导体的电阻率随温度的升高而增大，当温度升高较大时，设备的电阻率也不断增大，电阻增大，如此行成恶性循环，最终可能烧毁、熔化导线，影响正常供电甚至造成大面积停电事故。　　
刀闸等可操作设备触头过热可能局部过热熔化，粘结在一起无法操作，不能满足电力系统运行方式的转变，降低电力系统的可靠性和灵活性。　　
三、如何预防和控制温度过高：　　
    电力设备温度过高随时可能导致严重的后果，因此如何预防或控制设备的温度过高显得尤为重要。要预防和控制设备温度过高，应当从以下几个方面着手：　　
   1、设备选型阶段：采用信誉好、工艺精良、技术含量高并适应当地气候环境的设备，比如采用新型的带温度补偿的GW9－12H2 、GW9－12W2系列户外高压隔离开关，克服旧式刀闸的致命弱点：即弹簧疲劳锈蚀或温升变软引起接触压力减小，电阻增大而导致刀闸因温升烧坏的缺点，采用板形弹簧替代螺形弹簧；同时增加温度补偿装置随温度升高而自动加大触头、触刀接触压力降阻降温的补偿措施。当温度达到100℃时，补偿压力达到30㎏左右。俗话说“巧妇难为无米之炊”，优质的设备是预防和控制温度过高的基础。　　
   2、施工安装阶段：设备的施工质量好坏、安装水平的高低则是预防和控制温度的另一个关键因素，因此在挑选有经验、施工技术高超的施工队伍的基础上，应加强施工过程的监督，特别是隐蔽工程施工的监督，严格进行投产前的验收，必要时做温升试验或测量设备的接触电阻及操作情况。　　
   3、投产前期：设备投产送电，无论是设备本身质量问题还是施工安装阶段出问题，都可能导致温度过高，此时应加强监视，及早发现，及时处理。　　
   4、正常运行过程中；设备的老化，接头接触压力变小，压力弹簧锈蚀弹力减弱。接触不良等可能导致电阻变大温度过高的因素可能在短时间内并不明显的表现出来，而是渐进的，逐步的发展，最后酿成事故，因此对于正常运行中的设备，要想预防和控制其温度过高要做好以下几个方面的工作：　　
首先，对于重要的设备如主变等应当设置一套以上的测温设备，实时监视其温度变化，当温度异常时，发出告警信号，提醒值班人员。目前的主变压器均配置油温度计、绕组温度计，对于运行人员而言，就应该在平时加强维护温度监视系统，检查温度计指示温度与实际温度是否相符。　　
其次，对于没有测温系统的设备则应当加强设备的巡视维护，多交流、多思考、多学习，对本站的设备，哪些部分容易发生温度过高应了如指掌，如刀闸的动静触头之间，导线等设备引线接头，母线的伸缩头，电容器的保险线、电抗器本体、阻波器及其内部调谐筒等等，测温时重点测量这些容易发热的关键部位如220kV惠秋甲线间隔应注意下图上的黑点温度：　　
　小雨天气巡视注意哪些设备表面有蒸气冒出，夜间巡视看哪些刀闸放电严重；应当加强、重视设备测温工作，争取采用先进的测温设备，如我站目前采用瑞典FLIR生产的ThermaCAM P30红外成像仪器，采用目前最先进的红外成像技术，能高效率的识别温度异常，准确度高，有自动捕捉温度最高点和自动调节色差、焦距功能，并能拍照存底，方便处理分析归档。每周进行全站测温一次，记录测温结果，并对所测设备的最高温的照片存档，达到及时发现发展中的温度过高设备，及时消除隐患。                                                　　 　　
最后，对运行中的设备，还应注意环境温度过高，负荷过大和太阳直晒等恶劣的工作条件的测温工作，特别是当负荷电流超过额定电流的情况下，及时设备本身技术状况良好也可能发生温度过高，恶性循环导致设备熔化、烧毁，导致事故的发生。　　
5、操作过的设备：如刀闸等设备，由于刀闸动静触头间的接触电阻与动静触头间的压力有关，如果刀闸因老化、卡涩等原因未完全合到位时，动静触头间可能接触不完全、接触压力小，动静触头间的接触电阻太大导致动静触头发热甚至烧毁，因此设备的操作一定要检查是否确实到位，要有可靠的到位依据，220kV刀闸合到位时，会发出“哒”的一声，所以刀闸合到位均应成水平或垂直状态，不应出现弯曲变形。　　
6、运行年限时间长、老化的设备：对于运行年限时间达5年以上的设备，均应加强监视维护，特别是在重载和环境温度高的情况下，长时间的日晒雨淋使得设备表面接触部分氧化、锈蚀，压力弹簧老化锈蚀使得接触间的压力消失或变小，导致接触电阻变大；长时间运行的导线股间易松动，容易发生散股现象，可能导致表面温度过高。　　
四、设备温度异常的判断及处理：　　
对于某一单元设备而言，温度异常的可能性并不高，但对于变电站众多设备而言，出现某些设备温度异常则时有发生。　　
当发现设备温度异常时，应综合判断，是否属于设备问题，还是负荷，环境温度的影响。判断是否温度异常，可根据测得的设备表面温度值，对照GB 763-90的有关规定，可以确定一部分传导电流设备的缺陷；对电流致热型设备，若发现设备的导流部分热态异常，还可采用相对温差判断法，按公式1计算出相对温差值，按表1的规定判断设备缺陷的性质。　　
　　

公式1：

　　　　　　    式中：τ1和T1——发热点的温升和温度；　　
          τ2和T2——正常相对应点的温升和温度；　　
           T0——环境参照体的温度。　　
部分电流致热型设备的相对温差判据　　

设备类型	相对温差值%
	一般缺陷	重大缺陷	视同紧急缺陷
SF6断路器	≥20	≥80	≥95
真空断路器	≥20	≥80	≥95
充油套管	≥20	≥80	≥95
高压开关柜	≥35	≥80	≥95
空气断路器	≥50	≥80	≥95
隔离开关	≥35	≥80	≥95
其他导流设备	≥35	≥80	≥95

还可参考同等气候条件，同负荷情况下其他时期的温度，或者其他同类设备间隔负荷相近的间隔温度状况如何进行判断。　　
如经现场确认判断为设备温度过高，超过允许值或规程规定的极限温度时，则应采取有效的措施立即处理。首先应将过热间隔申请减负荷；对于主变等带冷却装置的设备，还可考虑将冷却器全投，并加强监控。在调度允许的情况下，将设备停电处理，对于接触部分过热设备可进行打磨除锈、加涂专用电力脂、上紧螺丝减少接触电阻。对于保险线、导线过热的，判断是设备原因的更换设备。　　　　
   设备温度过高是变电站普遍发生的现象，严重危险着电网的安全运行。本文从理论出发，结合现场的实际情况，对设备温度过高的原因进行深入的分析；找出如何预防和控制设备温度过高的有效措施，尽量把设备温度过高的可能降到最低，并能尽早的发现设备的温度异常以便及时进行处理，确保电网的安全稳定运行。