氯碱装置中电气设备连接不良引发故障的原因及预防措施

耿庆鲁，王文武

(1.德州实华化工有限公司，山东 德州 253007；2.锦西化工研究院有限公司，辽宁 葫芦岛 125000)

在氯碱企业的生产过程中，高压电气设备能否安全可靠运行直接影响到氯碱企业的安全稳定生产。事实上，在电气设备运行中，由于种种原因，可能导致高低压配电设备和线路出现断线、缺相以及接头发热等故障，甚至烧坏母线、断路器、变压器、电动机等设备，从而影响氯碱生产的正常运行，尤其是配电回路中的各个连接点是故障的多发部位。

从长期运行来看，电气设备与配电线路的连接不良，出现发热现象是造成故障的主要原因。因此，笔者针对各类电气设备连接点不良所引发的故障原因进行分析，并提出相应的预防措施和整改方案，以便减少电气故障的发生。

1 电气设备连接的基本要求

(1)连接要接触紧密、稳定性好，接头电阻一般是小于同截面、同长度导线电阻的1.2倍。

(2)接头要牢固，其机械强度大于同截面导线的80%。

(3)接头应耐腐蚀，导线之间焊接时，应清理干净，防止残余熔剂、熔渣的化学腐蚀。

(4)铜铝导线连接时，应采用铜铝过渡连接管或连接板，并采取措施防止受潮、氧化及铝铜之间产生电化学腐蚀。

(5)接头恢复的绝缘强度应保持与原导线一致。

2 电气设备连接点的可靠连接问题

2.1 各种连接点的分析

氯碱企业内的配电线路常常出现各种不同的电气设备与线路的电气连接，一般设备接线端子为铜质，而线路有铜导线和铝导线，当出现连接点为铜铝连接且连接不规范时，将直接影响配电回路的安全运行，可能会产生发热、打火、短路、断线等事故隐患。

接点连接主要有以下方面。

2.1.1 在高压配电线路中的连接点

(1)高压引下线与跌落式熔断器接线端的连接点。

(2)高压引下线与隔离开关接线端的连接点。

(3)高压引下线与避雷器接线端的连接点。

(4)高压引下线与高压计量器接线端的连接点。

(5)高压引下线与变压器接线端的连接点。

(6)高压引下线与电容补偿器接线端的连接点。

(7)高压柜出线回路与高压电缆头接点的连接。

(8)变压器接线端与高压电缆头接点的连接。

(9)高压电动机与高压电缆头接点的连接。

(10)变压器高低压侧母排与变压器接线端的连接点。

(11)高压柜内母排与断路器和隔离开关的连接点。

(12)整流变压器与整流柜之间交流铜排的连接点。

(13)整流柜与电解槽之间直流铜排的连接点。

2.1.2 在低压配电线路中的连接点

(1)变压器低压侧接线柱与低压电缆的连接点。

(2)变压器低压侧接线柱与低压柜母排的连接点。

(3)变压器低压侧N线与低压柜N排的连接点。

(4)低压电缆与低压柜空气开关和接触器的连接点。

(5)低压电缆与低压电动机的连接点。

(6)低压柜内部母排与空气开关和接触器的连接点。

2.2 连接点不规范是造成线路故障的原因

在电气施工和维护中，当为铜铝连接点连接时，没选用铜铝过渡线鼻子、铜铝过渡设备线夹或铜铝过渡并沟线夹等连接金具连接，而采用全铝或全铜金具连接或不使用连接金具、直接缠绕对接而长期运行，这将会造成连接点氧化、过热等铜铝连接故障的发生，将会在连接点产生虚接、发热、放电、打火、断线等现象，造成线路缺相，三相电压不平衡，变压器、电动机等电力设备被烧坏，甚至出现高压线路大面积停电，影响氯碱生产的正常运行，会带来一定的经济损失。

在中性点接地的380V/220V三相四线制低压配电线路中，如果铜铝连接不规范，长期运行可能发生相线虚接或断线，使该相电压降低，另两相电压升高，造成电动机不能正常工作，甚至发生由于缺相而烧坏电动机的事故。

如果中性线N线虚接或断线，由于三相四线制系统中各相负荷不可能平衡，将会产生中性点漂移，使相线电压产生严重的三相不平衡，相线负荷小的相电压升高，严重时烧坏电气设备；相线负荷大的相电压降低，设备不能正常工作。此时中性线电压不再为零，而是呈现较高的电压，使设备外壳带电，严重威胁人身安全。

连接点产生故障的原因主要如下。

(1)当材质相同时，压接面不平，氧化层处理不干净。

(2)当材质相同时，压接面压接螺栓少，或压接螺栓小，造成压接紧度不够。

(3)当材质相同时，压接面压接时没有涂抹凡士林(防止在空气中氧化)。

(4)当材质相同时，压接面压接面积不够，导电截面小造成发热。

(5)当材质不同时，铜铝材质是两种化学性质不同的金属材料，在长期运行中，由于连接的接触面处于自然界环境中，与空气发生氧化反应，尤其是在雾霾、雨雪天气时，会在铜铝接触面产生电池效应，形成一种电势，该电势可以使铜铝两种不同材料产生电解反应，生成三氧化二铝，使铜铝连接处接触电阻增大，最终导致两种材料不能良好连接，造成连接点虚接、过热、打火、放电现象，甚至断线故障。

3 解决连接点接触不良造成故障的措施

3.1 电气设备连接金具型号与导线型号不匹配的分析

连接金具的型号与导线型号选用不一致，会给线路运行埋下严重的事故隐患，主要包括如下4个方面。

(1)在线路主线与分支导线或电缆的连接点处，一般线路主线线径较大，而分支导线或电缆径较细，并沟线夹或压接管等连接金具的型号不合适、连接不匹配。

(2)在高压线路的引下线与电力变压器、跌落开关、隔离刀闸、避雷器、计量互感器、无功电容补偿器等设备接线柱的连接点处，选用的设备线夹或压线鼻子不合适、型号不匹配。

(3)线路电缆头鼻子或设备线夹与主线、母排及设备容量不匹配，造成载流量不够。

(4)没有选用正规厂家生产的连接金具，实际载流量较小，与连接金具型号规格不一致。

3.2 电气设备连接金具型号与导线型号不匹配造成故障的原因分析

在电气设备的连接中，设备连接金具与导线型号不匹配，如果选用型号过小，接触面积就小、载流量不够；如果选用型号过大，接触压接力就小，会产生虚接、连接点不实，长期运行将会造成连接点过热、打火或者断线，以致线路缺相运行，而使运行中的变压器、电动机等电气设备烧毁。

3.3 解决电气设备连接金具型号与导线型号不匹配造成线路故障的措施

在配电线路施工和维修中，必须严格按照导线型号选用正规、匹配的并沟线夹、压接管、设备线夹或压线鼻子等连接设备金具，压接或连接前将接触面清理干净，并涂抹导电膏，使连接点可靠连接，确保油井线路能够可靠、安全运行。

4 严格执行安装工艺标准，避免电气设备连接不良

4.1 施工安装工艺不标准的探究

配电线路的施工必须严格执行电业安装工艺，如果安装不规范，不按电业安装标准操作或缺乏配电线路安装工艺知识，长时间在大自然及外力的影响下，将会由于连接点磨损、受力等造成线路接地、短路等电气故障的发生。

(1)在线路终端紧线时，高压线路与耐张线夹连接段没有缠绕铝包带或将耐张线夹装反。

(2)架空裸导线在针式瓷瓶上绑扎安装时，不缠绕铝包带、绑扎圈数不够标准或绑扎力度不够造成绑扎不牢固。

(3)架空线路在转角、耐张或跳线时，导线与导线的连接引线过短而受力，或连接引线过长而松弛。

(4)高压线路的引下线与电力变压器、跌落熔断器、隔离刀闸、无功电容补偿器等设备接线柱连接时，连接引线过短而受力，或连接引线过长而松弛。

(5)在线路中，有的连接点没有经过针式瓷瓶等支持金具固定直接连接而产生受力，长期在大风的摆动影响下造成断线。

(6)在电缆终端与架空线路或与变压器、断路器、负荷开关等设备连接时，没有安装电缆支架，而使电缆头与架空线路或与变压器、断路器、负荷开关等设备的连接点受力。

4.2 施工安装工艺不标准造成线路故障的原因

配电线路在施工架设中，由于安装不规范，没有严格执行电业安装工艺要求，不按电业安装标准操作或缺乏电气线路安装工艺知识，出现以上线路连接点不可靠，长时间在大自然及外力的影响下，将会造成线路引线磨损、绑扎脱落、受力断头、松弛、打火；长期在隐患状态下运行，最终将造成线路断线、接地、短路等电气故障的发生。

4.3 避免施工安装工艺不标准造成线路故障的措施

通过对配电线路施工安装工艺不标准的探究，掌握了造成配电线路故障的原因。为确保油井线路的安全可靠运行，杜绝由于安装不规范、工艺不标准而留下的安全隐患，电气线路施工人员应认真学习电气线路安装工艺知识，持证上岗，严格按照电业安装标准操作，绝不留下线路运行安全隐患。

5 预防电气设备连接点热故障的对策[1]

(1)防氧化。设备接头的接触面要进行防氧化处理，应优先采用电力复合脂 (导电膏)代替凡士林。

(2)金具质量。母线及设备线夹金具要选用优质产品，载流量及动热稳定性能应符合设计要求。特别是设备线夹，应采用铜铝过渡产品，坚决杜绝使用伪劣产品。

(3)接触面处理。可采用锉刀把接头接触面严重不平的地方和毛刺锉掉，使接触面平整光洁，但应注意母线加工后的截面减少值：铜质不超过原截面的3%，铝质不超过5%。

(4)紧固压力控制。铝质母线弹性系数小，当螺母的压力达到某个临界压力值、超过材料的强度值后，若继续增加压力，会造成接触面部分变形隆起，反而使接触面积减小，接触电阻增大。因此，紧固时应用力矩扳手紧固，防止压力过大。

6 加强电气接触点温度的安全监控

电气连接点无论施工安装质量如何高，由于载流运行中各种因素的影响，经过一段时间难免会产生松动、接触电阻增加，导致接点发热增多，引发发热故障，甚至引发火灾事故。因此，实际运行中常用下列措施对重要电气连接点的运行状态加以监控，以便及时发现和维修。

(1)安置试温材料。即对接头粘贴示温蜡片，涂刷示温变色漆，利用试温材料随接头温度上升颜色变化来确定接头是否产生高温，从而判断接头接触状况。

(2)设置点温计。对于非常重要的接头，常常安装温度计，通过显示接头温度，直接反映接头接触状况，如使用半导体点温计。

(3)红外线测温。这是一种对接头进行非接触式测温监控的方法，可长时间或临时对接头进行检测。

(4)观察法。观察接头附近热气流产生及上升情况，观察接头处霜、雪熔化情况，观察雨中接头局部干燥和蒸汽升腾情况等。

7 结语

在氯碱企业的生产过程中，负荷较大，设备较多，电气连接形式多种多样，新的先进方法也越来越多，但电气连接的一些基本形式、要求和安全措施都是一样的。

笔者通过对配电线路与电气设备可靠连接的分析，找出造成配电线路故障的原因，为避免电气设备连接不良引发的故障，提出了预防措施，减少电气设备连接不良引发的故障，为氯碱企业的稳定生产提供保证。