铜铝过渡线夹事故分析及预防措施

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摘 要：在电力系统中，电力设备质量是电网安全稳定运行的最重要因素，在上世纪九十年代变电站建设中铜铝过渡线夹的广泛使用已是一种普遍现象，但经过多年的实践检验，铜铝过渡线夹有着其自身的缺陷，因线夹断裂造成变电站事故的现象越来越多，给电网的稳定运行带来极大的隐患。如何进一步减少因铜铝过渡线夹原因带来的事故，是目前电力系统运营者亟需思考的问题。文章通过对铜铝过渡线夹制造工艺的深刻剖析，以及对具体案例分析，对如何解决铜铝过渡线夹问题展开了探讨，提出了相应的对策和建议。

关键词：过渡线夹；设备；变电站；案例

引言

现代电力系统中，铜铝过渡线夹占据着比较重要的地位。尤其在变电站中，电气设备与铝导线的连接中往往采取铜铝过渡线夹的方法，但因铜铝过渡线夹内在的本质特性，铜与铝的化学活性不一致使它们连接后通电会发生电化学反应，导致铝线逐步氧化，降低铝线的机械强度，铜与铝的电阻率不同，通过电流时会产生大量余热，较易产生过热故障等，铜铝线夹的使用给电力系统的稳定运行带来了比较大的安全隐患，本文通过一起铜铝过渡线夹断裂造成的事故为例，分析并总结了设备线夹在选型及运行维护中注意事项，并提出相应的措施。

1 铜铝过渡线夹典型结构

目前，根据铜铝过渡线夹生产工艺一般有四种结构型式：闪光对接焊线夹、摩擦对接焊线夹、钎焊线夹和爆炸焊线夹四种。闪光焊线夹、爆炸焊线夹、摩擦焊线夹都是用生产好的铜铝复合板冲压而成，而钎焊线夹是先对其冲压成型而后再进行铜铝焊接复合。

1.1 闪光焊对接型式铜铝过渡线夹

闪光焊线夹工艺是对接高温熔化的铜板和铝板各一端，然后结合在一起。这种工艺的成本虽然不高，但是生产效率也不高，而且这种工艺生产的复合板中间结合处较脆且中间结合处的导电性能极不好，受力后也极易断裂。

1.2 摩擦焊对接型式铜铝过渡线夹

摩擦焊的工艺的出现弥补闪光焊工艺的不足。这种工艺是将铜棒和铝棒经过高速反向旋转对接结合到一起，然后冲压成板，最后进行冲压成型。这种工艺的性能要优于闪光焊产品，且成本与闪光焊相差不大，但有其不足，一般用在6.0mm厚度以下产品的生产加工。

1.3 爆炸焊型式铜铝过渡线夹

爆炸焊生产的铜铝复合板具有很高的结合强度，所以爆炸焊的线夹具有很好的力学性能，在折弯、钻孔、冲孔等深加工时很少出现问题，而且导电和耐热等方面性能也都很好。但是，爆炸焊工艺受地理、天气、爆炸后探伤补伤等诸多方面的影响，生产效率不高，生产周期长，生产成本相对较高。

1.4 钎焊型式铜铝过渡线夹

钎焊线夹的工艺是先用铝板冲压成型，然后再用钎料将铜片焊在其上。虽然成本有了较大下降，但是这种工艺有严重缺陷，不耐高温，当温度达到170度时就会出现铜片脱落现象，铜铝结合率不高、结合强度不够，批量生产时复合率只能达到80%左右，易出F剥离现象等。

根据电网设备安全稳定运行维护要求，对于电网在运的采用闪光焊、摩擦焊对接工艺的设备铜铝过渡线夹，应逐步予以更换，在设备设计选型阶段要选用优质产品，载流量及动热稳定性能，应符合设计要求，积极采用先进的铜、铝焊接工艺的铜铝过渡线夹，杜绝伪劣产品入网运行。

2 铜铝过渡线夹断裂事故

2015年10月21日6时44分，220千伏甲乙变1号主变220千伏侧B相避雷器与导线相连的铜铝过渡线夹运行中断裂，导致220千伏1号主变差动保护动作跳开主变三侧开关。

2.1 故障前运行方式

220千伏甲乙变故障前，220千伏I、II母并列运行，1号主变运行于220千伏I母、2号主变热备用；1号主变带甲乙变110千伏母线负荷41MW（故障前），其中110千伏池安441线运行带静某变、齐某变负荷，110千伏池杏442线运行带杏某变负荷，110千伏枫池445开关运行作枫某变备用，110千伏池江446线运行作江某变备用，110千伏池灵447线运行作灵某变备用，110千伏池潘429线运行供红某变、蓬某变供电，110千伏池殷444线检修。故障时110千伏静某变备投双静472线，杏某变备投枫杏515线、红某变、蓬某变远方备投查红438线，备投成功，110千伏齐某变备投未成功。甲乙变#1主变跳闸共损失负荷近28MW，其中甲乙变所供齐某变损失9MW，所供某矿业等大用户和民用电器减少负荷约16.5MW。

2.2 跳闸及恢复供电处理经过

2015年10月21日6时44分21秒14毫秒，甲乙变220千伏#1主变差动速断动作，故障相别为B相，动作时间6mS，故障电流6600A。6：45调度监控汇报：甲乙变220千伏#1主变差动保护动作跳闸，三侧开关均已跳开，110千伏杏某变备自投动作成功，110千伏静某变备自投动作成功。6：47地调口令监控：将220千伏#2主变由热备用转运行，6：50汇报送电正常，甲乙变恢复供电，6：51将事故情况简要汇报省调、公司有关负责人。

2.3 现场检查处理情况

现场检查发现，220千伏1号主变220千伏侧B相避雷器引线线夹型号为“宁SYG-400B”型，初步确认为闪光焊对接型式铜铝过渡线夹。将1号主变220千伏侧避雷器A、B、C三相线夹更换，更换为“SYG-400”型钎焊型式铜铝过渡线夹（非对接型），并对主变本体进行了常规例行试验并进行色谱分析，未发现异常。

3 铜铝过渡线夹整改及预防措施

一是在公司范围内立即组织开展对所辖变电站内铜铝过渡线夹全面排查，落实到责任班组、责任人，排查发现问题，分轻重缓急、立即安排或结合设备停电进行整改，重点加强对同批次、同型号线夹整改工作。二是加强基建技改工程铜铝过渡线夹设计选型、设备采购、安装验收等阶段入网前技术监督检测工作。严禁采用闪光焊、摩擦焊对接工艺的设备铜铝过渡线夹，并加强线夹性能抽检、送检工作。三是进一步开展安全大检查及设备缺陷隐患治理工作，梳理近年来公司下发的反措和隐患排查相关要求，加强对基层班组及一线人员宣贯，落实责任，对正在开展的安全大检查及设备缺陷隐患治理工作进行补课，提升公司反措执行和隐患排查水平。

4 结束语

通过对此次铜铝线夹设备断裂而造成变电站停电事故的分析可知，对电力设备投运前、投运中的设计、验收工作都要给予足够重视，源头治理，对设备的日常运维要做到无隐患运行。这次事故教训也时刻提醒专业人员加强对运行设备细节的重视，努力提高设备运维的可靠性，保证电力系统健康、安全、稳定运行。

参考文献

[1]吴万利，张浩.一起铜铝过渡设备线夹断裂事件分析[J].电子世界，2014（17）.

[2]张衡武，李勇.35千伏关马线崇高支线设备线夹烧坏原因分析[J].农村电气化，2015（12）.

作者简介：杨军伟（1985-），男，河南周口人，研究生学历，工程师，从事电力一次、二次设备运行维护、检修管理及安全管理等。