主变压器低压出线的连接方法存在问题，需要增大低压套管的载流区及接头的接触面。按照油浸式变压器发生故障的位置所在，可以将常见的类型分为油箱内部故障及油箱外部故障两大类。短周期高质量的维护固然可以起到一定的遏制作用，但是势必会造成施工周期的延长、人力、物力的浪费，从而降低低压套管的使用寿命。为了对其有深入的了解，本文对核电站主变器低压套管出线软连接过热现象进行了深入分析，并提出了几点改进方法以供参考。
1事件简介
1.1大修检查情况及检修历史回顾
2018年9月，该单位开始投入生产，并在2019年二月进行了小检修。检查时，发现主变低压出口软连接回路导线表面有金属光泽，无故障；但是，在主变压器维修过程中，发现了一种很大的问题，即低压输电线的软连接线路有过热、黑化等问题。
1.2主变压器红外测温
在全功率工作时，必须定期监测、跟踪和分析低压仓的外部环境，以判断其内部的电气接头是否过热。在变压器运行状态下，温度较高时，将会提升自由基扩散速度和橡胶氧化反应速度。而变压器处于规定期时间段内超负荷运行的话，变压器温度超过允许极限，也会加剧橡胶老化，产生密封问题[1]。该产品的外壳最高温度为68摄氏度，与低电压套管仓的实际运行情况十分相近，无法反映出该产品的低电压套管仓的软连接路过热问题。这主要是因为：低电压出口空间的通风、制冷能力差，基本上处于 GSY密闭母线强制冷却周期的死区域，受到太阳辐射的影响，机箱内部的温度会比较高；同时，由于长时间的持续加载，造成了低压空间软连接存在长时间的过热累积效应。这就意味着，在长时间的负载下，由于持续的加热导致导线的表面温度过高。
2主变低压套管出线软连接过热的原因分析
（1）导通套管中的电流分布不均匀。当一个或多个接头接触不良或导线局部发热时，其接触电阻增加，则会使各个分支电流分布不均，当某个分支的负载超过容许时，其工作温度就会超出容许范围，从而形成电接头接触面过热的怪圈。 （2）电力变压器运行过程中，需要进行定期检查，而在检查的过程中，绝缘件可能会暴露在空气中，长时间的情况下会发生受潮现象，这样就会导致绝缘材料的性能下降，如果变压器在注油之前的真空处理不合格的话，也会致使绝缘水分过多。在制造变压器时，制造商可能为了赶赴交货期，缩短了制造时间，所以对应的绝缘材料在出厂时可能并未进行充分干燥处理，导致变压器内部的含水量过多，并在日后的运行过程中逐渐析出，使得变压器的绕组绝缘强度降低，泄露电流增大，进而出现绝缘受潮故障。（3）对于新投入使用变压器而言，里面的油箱含有大量气体，如氢气，一氧化碳或二氧化碳等，气体中会夹带水分，所以这些水分必须通过干燥处理，但是在真空处理中，氢气会吸附在不锈钢上，不能完全消除，这样就会导致在设备运行期间油中的残余气体释放，使得变压器出现绝缘故障。（4）如果变压器本身的密封性不够，附件与空气接触，就会有水分进入，可能会造成泄漏。在变压器的油箱上，如果橡胶垫圈的厚度不足，则会在壳体中形成空腔，然后水分将会进入变压器的内部，引起绝缘故障。（5）低压套管导体片与接触电阻最低为15微米，最大为305微米(标准值低于10微米)。（6）大多数软连接发黑，而低压套管导体片和过渡片的接触面电阻较低，相应的软连接也较深；
根据现场实测资料，该接头的宽为50毫米，厚度为30毫米，边缘呈圆形，其实际接触面积仅为42毫米，与 IPB的接触表面长度为97毫米，与过渡面板的接触表面长度为104毫米。当发电机全负荷工作时，通过各相 IPB和主变低压套管的输出电流是： I= Pn/3 Uncosφ=1750/(3x27x0.9)×103=24005 A，用这个作为参考，对导线接触表面的电流密度进行检验。
3.主变压器低压出线连接过热的其他原因分析
3.1低压软连接仓室内螺栓连接接头过多
由于套管导体板接触面积较小，加上了密封垫，因此在各导体支上加了一个螺钉接触面，即在导体管上加了一个发热点，从而使总发热量增加。尽管套管导电板表面镀有银色，但由于多次接触表面的抛光，不可避免地会出现磨损，尤其是在高温后的后期处理。即使经过改装，可以增加通风降温，但风速并不大，再加上软连接的连接，会形成一个笼子，内部的对流传热状况会变得非常糟糕，导致导线的局部温度会超出容许范围，从而导致接触面过热。
3.2导电支路电流分配不均
主变压套由八个导电片组成，流经16 kA的电流，在理想条件下，每个导体片可流动2，000 A，有利于降低集肤效果。但若有一根或多根导线的接头有问题，或导线局部发热，使其接触电阻增加，则会使各分支电流分布不均，当有一条线路的负载超过容许时，它的工作温度就会超出容许，从而形成电接头接触面过热的怪圈[2]。
3.3螺栓松动
主变压器在一次运转后，停机维修，电气接触面在大电流作用下再次冷却，接触面发生变形，造成螺帽拧紧力矩不足。此外，长时间处于振动状态，也会导致螺栓的松动。螺栓松动，电连接接触不良。
3.4导电膏老化
由于导电线路在额定工作温度范围内工作，长时间运转容易导致导电膏老化、干燥。
3.3.5导体截面的电流密度校验
按照国内主要封母厂商的经验，一般认为，铜导线的横截电流密度不能超过1 A/mm2；铝导线的截面电流密度应该在0.7 A/mm2以下。在低压套管箱内电气连接环的导线截面载流密度符合技术规范，其中，柔性接头端部的余量为15%，过渡板的余量为10%。从工业实践来看，最合理的方案是，总的接触面的电流承载面积要大于导线的电流承载面积5~8倍。根据以上计算，封母 IPB端子和软连接之间的接触面与导电截面之比只有120521/48000=2.51，大大低于传统的设计经验值，从而证明了原有接触面的余量不足。
4主变低压套管出线软连接过热的设计改进方案
4.1改进方案1
导体端子的抗拉能力。封母板 IPB终端和机架的焊料采用铝硅焊条，其焊料的强度比纯铝高，焊缝的强度比基板高，截面面积也不比端子小，所以焊件的薄弱点不在焊缝上。用DIN50150中的1060铝片作为基准进行导线的强度检验：拉伸强度 Rm>70 MPa；导线端面240x25=6000mm2；终端负载的极限是70x9.8x6000=4116 kg；单根软连接的负载容量(910毫米)为0.0075x910+2=8.83公斤；每一个导线终端(4个软连接)的负载容量为8.83×4=33.2千克<4116公斤。结果表明， IPB接线板的承载能力要比加长软连接的承载能力大得多，拉伸性能也符合要求。
4.2改进方案2
把过渡板改为铜镀银过渡板，其断面为240*25mm2，大小与原来的过渡板一致；再订做软连接，其横断面为120x15mm2，且长度相同。在内部加1个软接点，2个软接点与 IPB、过渡板端子进行双面连接，接触面均为银色，接触面的电流密度计算。并根据现场实测及施工误差对110x120mm2的上软连接终端进行了检验，并根据实际有效接触表面107x114mm2进行检验。
4.3增加维修频率和质量控制
在没有进行任何维修时，应对接头零件进行检查，并在拆卸前检查力矩、接触电阻和颜色，以方便后续分析。维护频次的增加会导致：①频繁研磨，使低压套管的导电片磨损，使电流区域减小。②维修时间和人员、材料的增加。控制品质就是要保证有效的接触面的接触是真实的。加强对变压器运行的监控，实时监控变压器油箱的顶部油温、油位、外壳温度等，及时发现错误，通知工作人员进行处理。质量控制应注意以下几点：①接触表面经抛光处理后，应使用平尺对整个接触表面进行测量，0.02 mm的塞尺不得通过。②抛光后的接触面应迅速涂上导电胶，30分钟后再接，以避免表面的氧化。
5结语
通过对原有设计的检查与分析，对核电厂1号主变电所低压套管仓出线线路过热现象进行了探讨，并提出了相应的解决办法，为确保核电厂关键设备的正常使用提供了依据。
参考文献
[1] 深圳市沃尔核材股份有限公司. 母线连接结构:CN202120755891.7[P]. 2021-11-16.
[2] 朱玉闯,伍健伟. 超超临界百万机组发电机中性点软连接过热问题专题分析[J]. 黑龙江科技信息,2010(28):4. DOI:10.3969/j.issn.1673-1328.2010.28.004.