Как понятно, зависимо от конструкции, предназначения, метода соединения материалов, области внедрения и других причин различают болтовые, сварные, паяные и выполненные обжатием (спрессованные и скрученные) контактные соединения. К контактным соединениям можно отнести также дистанционные распорки проводов.

Недостатки сварных контактных соединений

При эксплуатации в контактных соединениях, выполненных сваркой, причинами появления изъянов могут являться: отличия от данных характеристик, подрезы, пузыри, каверны, непровары, наплывы, трещинкы, шлаковые и газовые включения (раковины), незаделанные кратеры, пережог проволок жилы, несоосность соединенных проводников, неверный выбор наконечников, отсутствие защитных покрытий на соединениях и т.п.

Разработка тепловой сварки не обеспечивала надежную работу сварных соединителей проводов огромных сечений (240 мм2 и поболее). Это связано с тем, что из-за недостающего разогрева в процессе сварки соединяемых проводов и неравномерного сближения их концов происходит пережог внешних повивов, непровар, в месте сварки возникают усадочные раковины и шлаки. В итоге понижается механическая крепкость сварного соединения, приводящая при механических нагрузках, наименее расчетных, к обрыву (перегоранию) провода в петле анкерной опоры.

Недостатки сварки в петлях анкерных опор приводили к аварийным отключениям ВЛ при малом сроке их эксплуатации. Если в сварном соединении происходит обрыв отдельных проводников, то это приводит к увеличению переходного сопротивления контакта и его температуры. Скорость развития недостатка в данном случае будет значительно зависеть от ряда причин: значения тока нагрузки, тяжения провода, ветровых и вибрационных воздействий и т.п.
На основании проведенных тестов было установлено, что:

• уменьшение активного сечения провода на 20 — 25 % за счет обрыва отдельных проводников может быть не выявлено при проведении ИК-контроля с вертолета, что связано с малым коэффициентом излучения провода, удаленностью тепловизора от трассы на 50 — 80 м, воздействием ветра, солнечной радиацией и другими факторами;

• при отбраковке дефектных контактных соединений, выполненных сваркой, при помощи тепловизора либо пирометра нужно подразумевать, что скорость развития недостатка у этих соединений намного выше, чем у болтовых контактных соединений с нажатием;

• недостатки контактных соединений, выполненных сваркой при лишней температуре около 5 °С, выявленные тепловизором при обследовании с вертолета ВЛ, нужно систематизировать как небезопасные;

• железные втулки, не удаленные со сварного участка проводов, могут созда-вать неверное воспоминание о вероятном нагреве, за счет высочайшего коэффициента излучения отожженной поверхности.

Недостатки опрессованных контактных соединений

В контактных соединениях, выполненных опрессовкой, наблюдается неверный подбор наконечников либо гильз, неполный ввод жилы в наконечник, недостающая степень опрессовки, смещение железного сердечника в соединителе провода и т.п. Как понятно, одним из методов контроля спрессованных соединителей является измерение их сопротивления неизменному току.

Аспектом малого контактного соединения служит сопротивление эквивалентного участка целого провода. Спрессованный соединитель считается применимым к эксплуатации, если его сопротивление менее чем в 1,2 раза превосходит эквивалентный участок целого провода.

При опрессовании соединителя, его сопротивление резко падает, но с повышением давления оно стабилизируется и меняется некординально. Сопротивление соединителя очень чувствительно к состоянию контактной поверхности прессуемых проводов. Возникновение оксида алюминия на контактных поверхностях ведет к резкому повышению контактного сопротивления соединителя и завышенному тепловыделению.

Малозначительные конфигурации переходного сопротивления контактного соединения в процессе опрессования, также связанное с этим маленькое тепловыделение в нем указывает на недостаточную эффективность выявления в их изъянов конкретно после монтажа при помощи устройств инфракрасной техники.

В процессе использования спрессованных контактных соединений, наличие в их изъянов будет содействовать более насыщенному образованию оксидных пленок с увеличением переходного сопротивления и возникновению локальных перегревов. Потому можно считать, что ИК-контроль новых
спрессованных контактных соединений не позволяет выявлять недостатки опрессовки и должен проводиться для соединителей, проработавших в эксплуатации определенный срок (1 год и поболее).

Основными чертами спрессованных соединителей являются степень опрессовки и механическая крепкость. С повышением механической прочности соединителя его контактное сопротивление миниатюризируется. Максимум механической прочности соединителя соответствует минимуму электронного контактного сопротивления.

Недостатки болтовых контактных соединений

Контактные соединители, выполненные при помощи болтов, в большинстве случаев имеют недостатки из-за отсутствия шайб при соединении медной жилы с плоским выводом из меди либо сплава алюминия, отсутствия тарельчатых пружин, из-за конкретного подсоединения дюралевого наконечника к медным выводам оборудования в помещениях с брутальной либо увлажненной средой, в итоге недостающего усилия затяжки болтов и др.

Болтовые контактные соединения дюралевых шин на огромные токи (3000 А и выше) имеют недостаточную стабильность в эксплуатации. Если контактные соединения на токи до 1500 А требуют подтяжки болтов один раз в 1 — 2 года, то подобные соединения на токи 3000 А и выше нуждаются в каждогодней переборке, с обязательной зачисткой контактных поверхностей. Необходимость в таковой операции связана с тем, что в шинопроводах на огромные токи (сборные шины электрических станций и т.п.), выполненных из алюминия, более активно протекает процесс образования оксидных пленок на поверхности контактных соединений.

Процессу образования оксидных пленок на поверхности болтовых контактных соединений содействуют разные температурные коэффициенты линейного расширения железных болтов и дюралевой шины. При прохождении по шинопроводу тока
недлинного замыкания либо переменной токовой нагрузки появляется вибрация, в особенности при большой протяженности шинопровода и происходит деформация (уплотнение) контактной поверхности дюралевой шины. В данном случае усилие, стягивающее две контактные поверхности ошиновки, слабеет, имевшийся меж ними слой смазки испаряется. В итоге образования оксидных пленок площадь соприкосновения контактов, т.е. чис-ло и величина контактных площадок (точек), через которые проходит ток, миниатюризируется, и совместно с тем возрастает плотность тока в их. Она может достигать тыщ ампер на квадратный сантиметр, вследствие чего очень вырастает нагрев этих точек.

Температура последней точки добивается температуры плавления материалов контакта и меж контактными поверхностями появляется
капля водянистого металла. Температура капли, повышаясь, доходит до кипения, место вокруг контактного соединения ионизируется, может образоваться многофазное замыкание в РУ. Под действием магнитных сил дуга может передвигаться повдоль шин РУ со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Опыт эксплуатации указывает, что вместе с шинопроводами на огромные токи недостаточной надежностью владеют одноболтовые контактные соединения. Последние, в согласовании с ГОСТ 21242-75, допускаются к применению на номинальный ток до 1000 А, но повреждаются уже при токах 400 — 630 А. Увеличение надежности одноболтовых контактных соединений просит ряда технических мероприятий по стабилизации их электронного сопротивления.

Процесс развития недостатка в болтовом контактном соединении, обычно, протекает довольно продолжительно и находится в зависимости от ряда причин: тока нагрузки, режима работы (размеренная нагрузка либо переменная), воздействия хим реагентов, ветровых нагрузок, усилий затяжки болтов, наличия стабилизации давления контактов и др.

Постепенное увеличение переходного сопротивления контактного соединения происходит до определенного момента времени, после этого происходит резкое ухудшение контактной поверхности с насыщенным тепловыделением, характеризующим аварийное состояние контактного соединения.

Подобные результаты были получены спецами компании «Инфраметрикс» (США) при термических испытаниях болтовых контактных соединений. Увеличение температуры нагрева в процессе испытаний носило постепенный нрав в течение года, а потом наступал период резкого увеличения тепловыделения.

Недостатки контактных соединений, выполненные скруткой

Отказы контактных соединений, выполненных скруткой, появляются, в главном, из-за изъянов монтажа. Неполная скрутка проводов в округлых соединителях (наименее 4,5 витков) приводит к вытягиванию провода из соединителя и его обрыву. Неочищенные провода делают высочайшее переходное сопротивление, в итоге чего происходит перегрев провода в соединителе с его вероятным выгоранием. Отмечались случаи многократного выдергивания грозозащитного троса типа АЖС-70/39 из округлого соединителя марки СОАС-95-3 воздушных линий 220 кВ, скрученного на наименьшее количество оборотов.

Дистанционные распорки

Неудовлетворительная конструкция неких выполнений дистанционных распорок, воздействие вибрационных усилий и другие причины могут приводить к перетиранию проводников провода либо их излому. В данном случае через дистанционную распорку будет протекать ток, значение которого будет определяться нравом и степенью развития недостатка.

По материалам «Инфракрасная диагностика электрического оборудования распределительных устройств»
Создатель Бажанов С. А.