CN112615170A - 一种电气一次设备接头及其发热处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电气一次设备接头及其发热处理方法，处理方法包括：对接头配合的接触面进行表面处理；在接头配合的接触面之间铺设银层；紧固所述接头；采用自愈合复合脂密封包覆整个所述接头。通过银层来替代传统的电力脂工艺，利用银材料的柔软特性，使得接触面之间能够实现良好的面接触，较于传统的电力脂工艺，能够改善接触面接触性能，最大限度地降低接触电阻。而接头整体再包覆自愈合复合脂，能够使得接头整体具有良好的密封性，极大减轻外界水汽和紫外照射等因素对于复合脂性能的影响。能够有效地解决传统电气一次设备接头发热处理方法的长效性不足而导致接头异常发热的问题，避免频繁反复的检修，降低运维成本，提高电网安全运行水平。

Description

一种电气一次设备接头及其发热处理方法

技术领域

本申请涉及输变电设备接头技术领域，尤其涉及一种电气一次设备接头及其发热处理方法。

背景技术

输变电一次设备载流导体连接头在电网中数量极大，在运行中接头异常发热，是电力系统常见的、主要的缺陷类型，占一般缺陷的20％以上，紧急缺陷则占到40％，尤其在迎丰度夏等电网负荷高峰季节。

设备接头发热根源是接触电阻增大，在运行中流过较大负荷电流时，容易形成过热点，而发热又加重导体表面的氧化，使接触电阻越来越大，接触面温度越来越高，严重时可使连接金具表面有明显的灼烧、变形甚至烧熔，给设备运行带来很大安全隐患。

一次设备接触面发热现象主要与负载形式、接触条件以及环境散热条件有关，发热原因主要有电化学氧化、接头设计、安装工艺和质量、材料材质、电力脂等因素，导致接触电阻增加，负荷加重时，发热严重。

电气一次设备接头异常发热缺陷的处理，基本上都采用停电检修的模式，以接线掌等固定接触部分(固定接头)为例，现行的接头异常发热的处理方法，主要从异常发热的根源—接触电阻增大入手，除了做好接头设计和载流引起的温升校核外，实践中主要通过接头表面打磨平整来提高接触面的平整度、清洁表面、涂抹电力脂和压接紧固螺丝等措施，以提高导流能力，以及防止空气、水和杂质进入，消除连接部位接触电阻变大的隐患。

但从运行实践看，传统的电气一次设备接头异常发热缺陷的处理方法简单粗放，对于接头的密封和防腐问题缺乏针对性，存在稳定性和长效性不足的共性，老化失效问题使得发热缺陷复发，严重影响了发热缺陷防治的成效。

发明内容

有鉴于此，本申请的第一目的是提供一种电气一次设备接头发热处理方法，能够有效地解决传统电气一次设备接头发热处理方法的稳定性和长效性不足导致接头异常发热的问题，避免频繁反复的检修，降低运维成本，提高电网安全运行水平。

本申请的第二目的是提供一种应用电气一次设备接头发热处理方法而制备的电气一次设备接头。

为达到上述技术目的，本申请提供了一种电气一次设备接头发热处理方法，包括步骤：

对接头配合的接触面进行表面处理；

在所述接头配合的接触面之间铺设银层；

紧固所述接头；

采用自愈合复合脂密封包覆整个所述接头。

进一步地，所述表面处理具体包括打磨平整处理和清洁处理。

进一步地，所述接头具有两个相互配合的接触面；

所述在接头配合的接触面铺设银层具体为：

在接头相互配合的两接触面上各铺设银层。

进一步地，所述银层的铺设工艺具体为电刷镀银工艺。

进一步地，所述自愈合复合脂具体为具有自愈合性能的紫外屏蔽复合脂。

一种电气一次设备接头，应用所述的电气一次设备接头发热处理方法制备得到，包括：接头、紧固件以及自愈合复合脂密封套；

所述接头配合的接触面之间铺设有银层；

所述紧固件可拆卸安装于所述接头，用于紧固所述接头；

所述自愈合复合脂密封套密封包覆于所述接头外。

进一步地，所述接头由两子接头组成；

两所述子接头分别设有配合的接触面；

两所述子接头的接触面上各铺设有所述银层。

进一步地，所述紧固件包括多个螺栓以及多个螺母；

多个所述螺栓的杆段依次贯穿两所述子接头；

多个所述螺母一一套固于所述螺栓的杆段上，且分别与所述螺栓的头部对两所述子接头形成夹持固定。

进一步地，所述自愈合复合脂密封套具体为具有自愈合性能的紫外屏蔽复合脂密封套。

从以上技术方案可以看出，本申请提供一种电气一次设备接头发热处理方法，通过在接头配合的接触面之间铺设银层，再紧固接头，最后用自愈合复合脂密封包覆整个结构，完成接头连接的发热处理。通过银层来替代传统的电力脂工艺，利用银材料的柔软特性，使得接触面之间能够实现良好的面接触，较于传统的涂抹电力脂工艺，能够最大限度地改善接触面接触性能，降低接触电阻。而接头整体再包覆自愈合复合脂，能够使得接头整体具有良好的密封性，极大减少外界水汽和紫外线照射等因素对于复合脂性能的影响，同时利用自愈合复合脂的自愈合和紫外屏蔽等优良性能，有效减少自愈合复合脂运行中产生的老化和固化问题，进一步提升接头发热处理的稳定性和长效性。通过以上处理方法，能够有效地解决传统电气一次设备接头发热处理方法的长效性不足而导致接头异常发热的问题，避免频繁反复的检修，降低运维成本，提高电网安全运行水平。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请中提供的一种电气一次设备接头发热处理方法实施例的流程示意图；

图2为本申请中提供的一种电气一次设备接头两子接头配合的结构示意图；

图3为本申请中提供的一种电气一次设备接头的结构示意图；

图中：100、子接头；101、接触面；102、螺栓；103、螺母；104、自愈合复合脂密封套。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

申请人发现影响一次设备接头发热处理效果的稳定性和长效性中，接触表面接触不良和水汽氧化是两个根本原因，电力脂的使用也存在问题。

首先，接触表面存在接触不良问题。

(1)电气连接一般多为面面接触形式，设备的接触表面无论怎么加工，无论采用多大压接力，在微观上都不可避免的是凹凸不平的，总有空隙，那么从微观上来看电气连接处实际是点接触，有效接触面积实际只是名义接触面积的很小一部分，这样就会导致电气设备连接处接触电阻增大。

(2)消缺检修存在不到位情况。如接触面未打磨或打磨不到位，表面氧化膜未清除干净，接触面不平整、残存杂物，接触不均匀，形成点接触；电力脂涂抹不均匀或太厚；螺丝不紧，压紧力不足，或者紧固压力不均匀容易造成某点接触良好，不是通过面接触，导致接触面接触电阻大。

(3)即便采用改善接触面的措施，如安装铜铝过渡板，在微观上看接触面上很多地方依然是点接触，接触电阻依然很大。

因此，以上传统处理方法无法满足电气一次设备连接处长期稳定运行的要求。

其次，水汽等因素引起的电化学氧化问题客观存在。

(1)在实际运行中，电气连接多裸漏在户外，受到大气、水分、盐雾、灰尘、霉菌、微动磨损和连接金属本身氧化等恶劣因素作用下发生腐蚀，形成不导电的腐蚀产物，接触部位变黑侵蚀，会进一步导致接触电阻增大。

(2)如果在经过较长的时间运行以后，在设备的接触面逐渐将形成一层氧化膜，如铝质导线和接头表面会形成一层坚硬的高电阻的氧化铝膜，从而增大了表面的接触电阻，使得设备的接头发热，这种接头发热又加速设备表面的氧化，恶性循环。

(3)当搭接面为不同金属材质时，如铜、铝对接，由于其标准电势不同，其接触面的水分、氧化物等形成电解液，铜-铝接触面发生氧化还原反应，产生的电化学腐蚀比普通氧化破坏作用更大，加速接触面的氧化、腐蚀。

(4)当通过较大电流时，接触部位由于接触电阻过大会产生大量的热，这些热量反过来又会导致接触电阻增大，此外可能因大电流冲击、燃弧等过程，造成材质烧蚀氧化、接触部位坑洼不平，导致接触电阻变大，如此恶性循环最终导致电气设备连接处过热甚至引发重大事故。

再次，电力脂的使用也存在很多问题。

(1)设备接头的接触表面无论采用多大压接力，总有空隙，现场多采用涂抹电力脂的方式填补不平的凹坑部分空隙，同时起到隔离作用，防止进水，以及防止不同金属之间的渗透，但接触面不平影响了电力脂的使用效果。

(2)电力脂主要功能是密封、导热和导电，按照不同应用场合分为导电膏、导电脂、凡士林和其他复合脂等，如导电膏常用于裸铜或裸铝，对消除过热点和散热有较好的效果；导电脂较导电膏稀，涂得较薄，效果好但易挥发；凡士林则多用于镀银或镀锡表面，形成不导电保护膜，有效防止接触面氧化膜的形成，还能起到防水、防空气、抗氧化和防锈作用，牺牲一定的导电性以换取性能的稳定，总的看来，由于缺少不同场合下电力脂的选用规范，应用效果差别较大。

(3)电力脂主要由基础油、稠化剂和添加剂组成，在一定温度、水分、氧气、紫外线灯因素影响下，在大电流引起的发热环境下运行一段时间后，容易老化变硬，固化成块，变黑变硬，甚至脱落，失去密封、导热效果，所产生的微小空隙，如果不清理，易渗入水分、氧气、空气和灰尘，形成污垢，加剧氧化，接触电阻反而变大，造成再发热故障，致使频繁检修。

电力脂的老化的主要原因，是传统电力脂专注于导电导热改性，对户外紫外线、水分和湿热等导致老化的关键因素并无考虑，导致电力脂长效性较差，总的看来，传统电力脂不能很好地解决一次设备接头接触不良的问题。

为了保护接头表面长期的稳定状态，需要提高电力脂的抗紫外特性和疏水性，保证在大电流引起的发热和外部恶劣运行环境下，既能及时导热，又能起到阻隔水分和空气的密封作用，提高耐老化性能。

另一方面，接头发热缺陷的消缺效果多通过运行中的红外测温和红外热成像检测得到的温度来评价，由于缺乏消缺效果评价方法和指标，重新运行一段时间后电力脂老化、失效使得接触电阻增大，消缺措施的长效性差，导致频繁、反复检修的问题普遍，加大了电网运行风险，同时红外测温和红外热成像检测工作，也成了输变电设备运行维护的基础工作，巡维工作量很大。

综上所述，电气一次设备接头异常发热缺陷的处理手段都存在稳定性和长效性不足的共性，老化失效问题使得发热缺陷复发，严重影响了发热缺陷防治的成效，接头过热缺陷和消缺工作长期困扰着基层单位。为解决上述问题，本申请实施例公开了一种电气一次设备接头发热处理方法。

请参阅图1，本申请实施例中提供的一种电气一次设备接头发热处理方法，包括步骤：

S1，对接头配合的接触面进行表面处理。需要说明的是，表面处理具体可以是包括打磨平整处理和表面清洁处理，以便后续的银层铺设。打磨平整、表面清洁方式可以参考传统的打磨平整以及表面清洁方法流程，具体不做赘述。

S2，在接头相互配合的接触面之间铺设银层。通过银层来替代传统的涂抹电力脂工艺，由于银层具有一定的厚度，且利用银材料的柔软特性，使得接触面之间能够实现良好的面接触，较于传统的涂抹电力脂工艺，能够最大限度地改善接触面接触性能，降低接触电阻，提升导电能力。银层的设置，也方便接头的压接、省去铜铝过渡片等。需要说明的是，以接头具有两个接触面为例，应在各个接触面上均铺设银层，以更进一步提高接触面的面接触效果。

银层的铺设工艺可以是电刷镀银工艺，在表面处理过的两个接触面上刷镀一层银层。电刷镀银时，要求刷镀层表面连续完整，镀层厚度、附着力(结合强度)和耐磨性满足运行要求，无任何可见缺陷，如气泡、砂眼、裂纹或漏镀；对于烧损表面由坑补变成刷镀银修复。电刷镀是表面制造与再制造技术之一，其基本原理与电镀一样，基于电解原理，在零件表面快速沉积金属而形成镀层的技术，其优点是一种无槽快速电镀工艺，具有沉积速度快、镀层种类多、工艺简单、镀层性能优良等特点，完全满足现场应用要求。由于电刷镀技术具有修复表面的耐磨性、疲劳强度大、金属离子的沉积速度快、修复效率高、镀液以及电刷镀设备价格低廉等特点，在国民经济各个领域得到广泛应用，随着电刷镀的厚度、速度、性能随着技术的发展而不断提高，适用范围越来越广，在电力系统的隔离刀闸等活动部分接触面的镀银上得到初步的应用，具体不做赘述。

S3，紧固接头。需要说明的是，具体可以通过接头上的相应的紧固组件等来紧固接头，使得接头配合的接触面之间能够挤压银层，实现更加紧密的复合连接，使得银层能够受挤压全面覆盖在接触面上的，保证接触面之间不会呈现点接触，而是呈现良好的面接触。

S4，采用自愈合复合脂密封包覆整个接头。需要说明的是，通过自愈合复合脂密封包覆整个接头，实现接头四周的密封，相比传统的电力脂只涂抹接触面的处理方法，能够更好地在接头整个表面形成一个保护层，密封性能优良，能最大限度地隔绝空气、水分和粉尘的渗入，对接头及接触面起到很好的密封保护作用；同时，利用复合脂的自愈性能和紫外屏蔽等优良性能，极大减少外界水汽和紫外线照射等因素对于密封脂性能的影响，有效减少自愈合复合脂运行中产生的老化和固化问题，进一步提升接头发热处理的稳定性和长效性。密封方式可以是采用涂抹方式包覆接头实现密封，涂抹时要求均匀涂抹，可以连通紧固组件外表面一同涂抹，另外厚度满足预设要求，且无可见缺陷，如气泡、空隙等。

本申请的自愈合复合脂具体为具有自愈合性能的紫外屏蔽复合脂，可以通过筛选具有紫外屏蔽性能的无机材料及自愈合基材，结合基础油和稠化剂制备而成。考虑基础油、导热填料、抗老化剂及无机-有机复合界面的结合等多个因素，以及大电流环境下对材料的电老化，筛选具有高导自愈合材料和紫外屏蔽的无机材料，寻找适合于实际应用的复合脂基础油并进行改性，保证低的蒸发损失，保持稳定的滴点；进而优化复合脂中各成分的配比，制备大电流引起的发热环境下耐老化性能优异的复合脂，实现良好的导热性和密封性。紫外屏蔽效率可以制备至大于85％，疏水性接触角大于120°，使得制备的自愈合复合脂在耐盐雾、防紫外线、耐水分和耐湿热等性能上也优良。整体提高抗紫外特性和疏水性，能够有效地耐受紫外线和水分的长期作用。可以解决传统电力脂的只考虑导电导热改性，而抗紫外和水分老化性能较差，运行稳定性和长效性不足的痛点问题，避免在长时间运行过程中老化，固化成块，变黑变硬，甚至脱落，产生微小空隙，水汽进入而导致接触电阻反弹。

如图2以及图3所示，本申请还提供了一种电气一次设备接头，应用上述实施例的电气一次设备接头发热处理方法制备得到，包括：接头、紧固件以及自愈合复合脂密封套104；接头配合的接触面101之间铺设有银层(图中未示)；紧固件可拆卸安装于接头，用于紧固接头；自愈合复合脂密封套104密封包覆于接头外。通过上述实施例中的步骤S2，可以使得接头配合的接触面101之间形成银层，再通过上述实施例中的步骤S3实现对接头的紧固，最后再通过上述实施例中的步骤S4对紧固后的接头整体外表面进行涂抹自愈合复合脂，以使得接头外形成自愈合复合脂密封套104这一结构层。

进一步地，接头的结构组成不同，对应的接触面101数量也不同，以接头由两子接头100组成为例；在两子接头100分别设有配合的接触面101；两子接头100的接触面101上各铺设有银层。各个接触面101均铺设银层，可以进一步提高接触面101的面接触效果。当然，也可以只在其中一个接触面101上铺设银层，具体不做限制。银层的铺设可以是通过电刷镀银方式实现，具体可以参阅前述实施例步骤S2，具体不做赘述。

进一步地，紧固件可以包括多个螺栓102以及多个螺母103；多个螺栓102的杆段依次贯穿两子接头100；多个螺母103一一套固于螺栓102的杆段上，且分别与螺栓102的头部对两子接头100形成夹持固定。

进一步地，自愈合复合脂密封套104具体为自愈合紫外屏蔽复合脂密封套，具有良好的导热性和密封性，耐盐雾、防紫外线、水分和湿热等性能也优良。整体提高抗紫外特性和疏水性，能够有效地耐受紫外线和水分的长期作用。可以解决传统电力脂的只考虑导电导热改性，而抗紫外和水分老化性能较差，只是运行稳定性和长效性不足的痛点问题，避免在长时间运行过程中老化，固化成块，变黑变硬，甚至脱落，产生微小空隙，水汽进入而导致接触电阻反弹。具体可以参阅上述实施例中步骤S4，具体不做赘述。

从以上技术方案可以看出，本申请提供一种电气一次设备接头发热处理方法，通过在接头配合的接触面之间铺设银层，再紧固接头，最后用自愈合复合脂密封包覆整个结构，完成接头连接的发热处理。通过银层来替代传统的电力脂工艺，利用银材料的柔软特性，使得接触面之间能够实现良好的面接触，较于传统的涂抹电力脂工艺，能够最大限度地改善接触面接触性能，降低接触电阻。而接头整体再包覆自愈合复合脂，能够使得接头整体具有良好的密封性，极大减少外界水汽和紫外线照射等因素对于复合脂性能的影响，同时利用自愈合复合脂的自愈合和紫外屏蔽等优良性能，有效减少自愈合复合脂运行中产生的老化和固化问题，进一步提升接头发热处理的稳定性和长效性。通过以上处理方法，能够有效地解决传统电气一次设备接头发热处理方法的长效性不足而导致接头异常发热的问题，避免频繁反复的检修，降低运维成本，提高电网安全运行水平。

以上对本申请所提供的一种电气一次设备接头及其发热处理方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种电气一次设备接头发热处理方法，其特征在于，包括步骤：

对接头配合的接触面进行表面处理；

在所述接头配合的接触面之间铺设银层；

紧固所述接头；

采用自愈合复合脂密封包覆整个所述接头。

2.根据权利要求1所述的一种电气一次设备接头发热处理方法，其特征在于，所述表面处理具体包括打磨平整处理和清洁处理。

3.根据权利要求1所述的一种电气一次设备接头发热处理方法，其特征在于，所述接头具有两个相互配合的接触面；

所述在接头配合的接触面铺设银层具体为：

在接头相互配合的两接触面上各铺设银层。

4.根据权利要求1所述的一种电气一次设备接头发热处理方法，其特征在于，所述银层的铺设工艺具体为电刷镀银工艺。

5.根据权利要求1所述的一种电气一次设备接头发热处理方法，其特征在于，所述自愈合复合脂具体为具有自愈合性能的紫外屏蔽复合脂。

6.一种电气一次设备接头，其特征在于，应用如权利要求1所述的电气一次设备接头发热处理方法制备得到，包括：接头、紧固件以及自愈合复合脂密封套；

所述接头配合的接触面之间铺设有银层；

所述紧固件可拆卸安装于所述接头，用于紧固所述接头；

所述自愈合复合脂密封套密封包覆于所述接头外。

7.根据权利要求6所述的一种电气一次设备接头，其特征在于，所述接头由两子接头组成；

两所述子接头分别设有配合的接触面；

两所述子接头的接触面上各铺设有所述银层。

8.根据权利要求7所述的一种电气一次设备接头，其特征在于，所述紧固件包括多个螺栓以及多个螺母；

多个所述螺栓的杆段依次贯穿两所述子接头；

多个所述螺母一一套固于所述螺栓的杆段上，且分别与所述螺栓的头部对两所述子接头形成夹持固定。

9.根据权利要求7所述的一种电气一次设备接头，其特征在于，所述自愈合复合脂密封套具体为具有自愈合性能的紫外屏蔽复合脂密封套。

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