摘要：本文通过对某变电站发生的一起并联电容器装置连接头发热起火的分析，探讨可能引起连接头发热的原因，得出新安装设备连接不牢靠是引起该事故中连接头发热的直接原因，并结合变电运维工作实际，提出了防范措施及事故紧急处理措施。

    当系统无功功率不足或母线电压降低时，可通过投人连接在变电站低压母线上的一组或几组电容器组的方式来补偿系统的无功，以提高系统母线电压、降低线路损耗和改善供电质量。但电容器组的投人会产生较大的电流，该电流经过电阻时会产生发热现象。又由于设备安装质量不过关或设备震动等原因，电容器装置中连接头的接触电阻增大，进而引起导线连接处发热[3]起火，影响电力安全生产。本文通过对一起10kV并联电容器装置连接头发热起火现象进行分析，找出引起发热起火的原因，提出变电运维工作重点，以减少设备运行风险。

    1 发热原理
    设备发热是由电流流过导体的焦耳效应产生的。导体的电阻就是一种将电能转换为热能的元件，当电阻有电流通过时就会有热量产生。由Q＝2 Rt可知，电流通过导体产生的热量Q与电流I的平方、导体电阻R和通电时间t成正比叫，因此除时间外，连接头的发热主要涉及通过设备的电流和连接头处的电阻。另外，伴随热量的产生，导体的温度又会随着上升，即：
    Q=cm（t－t0）
式中，c为物质的比热容，J/（kg·℃）; m为物质的质量，kg；t为物质末温度，℃；t0指物质初温度，℃。
    1.1电容器组的电流
    并联电容器组可利用自身的容性参数，通过投人系统，在低压母线电压产生容性电流，以抵消系统感性电流，进而起到减少线路损耗、提高系统电压的作用。另外，电容器组发生短路接地时，将流过很大的短路电流，直到故障切除。
    1.2接触电阻的产生
    当两个金属导体相接触时，除了导体本身的电阻外，在接触区域内还存在一个附加电阻，即接触电阻。接触电阻由收缩电阻和膜层电阻组成。收缩电阻（Rc）是电流在流经电接触区域，从截面较大的导体突然转人截面很小的接触点，电流发生剧烈收缩时所呈现的附加电阻。膜层电阻（Rf）由接触表面膜层及其它污染物所构成。很大的短路电流和增大的接触电阻都易引起连接头的发热，而变电站现场大部分的连接头发热问题都是由接触电阻增大导致的。

    2 发热原因
    2.1电流的增大
    由于发生短路接地时会产生很大的短路电流，通常上千安（kA）级，同时电容器开关设置有过流保护和不平衡电压保护等，因此短路电流存在时间很短，通常为0. 05s和0. 2 s左右。根据短时持续电流的热效应可计算出裸导体截面：

式中，S为导体截面，mm 2 ; I为额定短时耐受电流，A;a为材料系数，铜取13，铝取8. 5 ; t为额定短路持续时间，s;△θ为温升，K，裸导体持续时间小于2s取180K、持续时间为4s取215K。
    只要选择的母线截面大于S即可满足额定短时耐受电流的要求。由式（1）可计算出各种系统短路容量下铜母线的最小截面及所用铜母线最小规格。铝母线最小截面积与铜母线最小截面积的关系为：
    Sa1＝1. 62SCu（2）
    在不计人线路阻抗和系统阻抗的情况下，三相短路稳态电流有效值估算为：

式中，几为二相短路稳态电流有效值，kA;  I2N为主变次级额定电流，kA;UK％为主变短路阻抗电压。表1为主变变比为110kV/10kV，阻抗电压UK%=10％时，不同主变容量下的三相短路稳态电流有效值。

    2.2电阻的增大
    导体电阻由接触表面以外导线的导体电阻（Rp）和接触区域内附加的接触电阻（Rc +Rf）组成。导体电阻由导体的材料决定，一般会随着温度发生变化。而导致接触电阻（Rc+Rf）增大的常见原因有：导线与导线或导线与电气设备的接触点连接不牢靠，热作用或长期震动造成接触点松动；铜铝导线相连，接头没处理好；在连接点中有氧化层、油脂、泥土等杂质。

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