對(duì)電氣設(shè)備熱故障相關(guān)問(wèn)題的探討

陳海洋　周春春　顧冬銘

【摘 要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速的發(fā)展，電氣設(shè)備在生產(chǎn)生活中的使用量在急劇增加。在電氣設(shè)備使用過(guò)程中，發(fā)生故障導(dǎo)致設(shè)備停電或損壞事故的問(wèn)題日益引起人們重視。而在發(fā)生的故障當(dāng)中，熱故障無(wú)疑是發(fā)生頻繁，對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行安全穩(wěn)定性影響最大的重要因素之一。因此，必須重視電氣設(shè)備發(fā)熱問(wèn)題，研究其發(fā)生原因，并通過(guò)分析電氣發(fā)熱相關(guān)影響因素，及早發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)已產(chǎn)生問(wèn)題有效處理，從而有效降低電氣設(shè)備發(fā)生事故的機(jī)率。

【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)備；熱故障；原因；預(yù)防策略；處理措施

隨著電氣設(shè)備在日常生產(chǎn)、生活中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，確保電氣設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性無(wú)疑成為擺在人們面前的重要課題。熱故障作為電氣設(shè)備最為常見(jiàn)的故障之一，只有及時(shí)捕捉并消除電氣設(shè)備中存在的熱隱患，才能為電氣系統(tǒng)運(yùn)行安全提供支撐，才能有效避免重大電氣事故的發(fā)生，也才能真正提升電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性創(chuàng)造有利條件。

1.電氣設(shè)備發(fā)熱探因及熱故障概念

在電氣設(shè)備中連接點(diǎn)無(wú)疑是非常重要的關(guān)鍵點(diǎn)之一，它是不同電氣設(shè)備或電氣設(shè)和電纜間的電氣連接部位?？梢哉f(shuō)，連接點(diǎn)過(guò)熱一直是困擾電氣設(shè)備安全穩(wěn)定性的老問(wèn)題，電氣設(shè)備常常會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而導(dǎo)致故障的發(fā)生，這不僅會(huì)造成電氣設(shè)備停機(jī)，還會(huì)對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性帶來(lái)一定隱患。因此，加強(qiáng)電氣設(shè)備的管理，避免或減少電氣設(shè)備熱故障的發(fā)生成為一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，值得引起相關(guān)人員的足夠重視與深入探究。

1.1電氣設(shè)備發(fā)熱的原因探析

在正常運(yùn)行時(shí)，電氣設(shè)備會(huì)因電流通過(guò)電氣設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)體和線圈產(chǎn)生電阻損耗以及導(dǎo)體內(nèi)部的電子流動(dòng)而產(chǎn)生熱量。由于電磁場(chǎng)的作用，在鐵磁體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，在絕緣體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的介質(zhì)損耗。而這些最終基本上均轉(zhuǎn)換為熱能，其中的一部分熱能更會(huì)直接導(dǎo)致電氣設(shè)備溫度的升高。

電氣設(shè)備還可能因?yàn)橥獠織l件而發(fā)生溫度上升的現(xiàn)象。當(dāng)電氣設(shè)備表面污穢，或是因機(jī)械力作用而致外絕緣性能下降時(shí)，電氣設(shè)備就有可能出現(xiàn)發(fā)熱問(wèn)題，而當(dāng)電氣設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間暴露于外環(huán)境時(shí)，金屬導(dǎo)體表面若受到化學(xué)腐蝕，或熱脹冷縮引發(fā)接觸不良故障時(shí)，如電氣線路觸點(diǎn)、接頭部分螺絲松動(dòng)等均會(huì)形成較大的接觸電阻，這時(shí)也會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。

1.2電氣設(shè)備熱故障的概念

通?？蓪㈦姎庠O(shè)備熱故障分為內(nèi)部故障與外部故障兩類(lèi)。電氣設(shè)備內(nèi)部故障通常是指因被封閉在固體絕緣、油絕緣和設(shè)備機(jī)殼內(nèi)部的電氣回路發(fā)生故障或絕緣介質(zhì)劣化而引起的故障；電氣設(shè)備的外部故障則是指：由于長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣當(dāng)中，電氣設(shè)備中的裸電氣接頭會(huì)因接觸不良而產(chǎn)生熱故障。由以上概念可知內(nèi)部故障明顯要比外部故障要復(fù)雜，但只要以電氣設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)為依據(jù)，認(rèn)真分析金屬導(dǎo)電回路、絕緣介質(zhì)和氣體等引起的傳導(dǎo)、對(duì)流以及電氣設(shè)備的溫度分布熱像圖，就能夠準(zhǔn)確判斷出電氣設(shè)備的不同內(nèi)部故障原因。

2.預(yù)防產(chǎn)生電氣設(shè)備熱故障的有效策略

2.1加強(qiáng)電氣設(shè)備的巡視、檢查工作

巡回檢查是及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備發(fā)生熱故障的有效方法，只有不斷提高、改進(jìn)電氣設(shè)備巡視檢查的有效方法，才能使巡回檢查工作作用有效發(fā)揮。對(duì)于企業(yè)而言，運(yùn)行中的電氣設(shè)備，運(yùn)行值班人員應(yīng)定期進(jìn)行巡視檢查，尤其要注意設(shè)備連接頭的發(fā)熱狀況。

有些連接點(diǎn)過(guò)熱通過(guò)觀察就可以確定，比如運(yùn)行中連接點(diǎn)過(guò)熱會(huì)失去金屬光澤，當(dāng)導(dǎo)體連接點(diǎn)附近涂的色漆顏色加深等時(shí)，必須按照相關(guān)規(guī)定仔細(xì)、認(rèn)真地予以檢查，才能發(fā)現(xiàn)各種設(shè)備隱患或故障，才能及時(shí)有效地予以處理，從而規(guī)避電氣設(shè)備熱故障的發(fā)生。當(dāng)然，除了采取周期性巡檢措施外，還應(yīng)當(dāng)以電氣設(shè)備的不同特點(diǎn)與運(yùn)行方式為依據(jù)，對(duì)設(shè)備負(fù)荷情況、使用環(huán)境等自然條件進(jìn)行巡查，以最大限度避免設(shè)備過(guò)熱現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2加強(qiáng)電氣設(shè)備檢修的質(zhì)量

2.2.1保證電氣設(shè)備金具的質(zhì)量

電氣設(shè)備的母線及線夾金具應(yīng)選擇載流量和動(dòng)熱穩(wěn)定性高的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)生。例如：若使用的銅鋁搭接接頭質(zhì)量存在問(wèn)題，電氣設(shè)備連接部位在運(yùn)行中就會(huì)因過(guò)熱虛接而發(fā)生短路故障。因此，應(yīng)積極采用合格的，經(jīng)過(guò)先進(jìn)銅、鋁擴(kuò)散焊接工藝處理的銅鋁過(guò)渡產(chǎn)品，以確保電氣設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。

2.2.2采取有效的防氧化措施

設(shè)備接頭的接觸表面要進(jìn)行防氧化處理，并盡量采用電力復(fù)合脂，即導(dǎo)電膏替代傳統(tǒng)凡士林常規(guī)防氧處理措施。

2.2.3接觸面的有效處理

接頭接觸面的正確處理也是避免熱故障發(fā)生的有效措施。可對(duì)接頭接觸面不平的部位進(jìn)行處理，使接觸面保持平整光潔，但此過(guò)程應(yīng)注意母線加工后截面的減少值：銅質(zhì)不應(yīng)超過(guò)原截面3%；鋁質(zhì)則不宜超過(guò)原截面的5%。

2.2.4緊固壓力控制

應(yīng)糾正部分檢修人員接頭連接的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，要知道連接螺栓并非擰的愈緊愈好。因?yàn)殇X質(zhì)母線彈性系數(shù)小，在螺母壓力達(dá)到某個(gè)臨界壓力值時(shí)，如果材料強(qiáng)度較差，繼續(xù)增加不當(dāng)壓力，就可能造成接觸面部分變形隆起，反而減少了接觸面積，使接觸電阻增大。因此在對(duì)螺栓進(jìn)行緊固時(shí)，切忌擰得過(guò)緊，而應(yīng)用力矩板手按合理壓力進(jìn)行緊固，以免壓力過(guò)大。

3.電氣設(shè)備熱故障維修原則

3.1要了解電氣設(shè)備熱故障發(fā)生特點(diǎn)

當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生熱故障時(shí)，應(yīng)先了解故障的前后經(jīng)過(guò)及表現(xiàn)。技術(shù)人員必須對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，電路原理有充分的了解，方可進(jìn)行維修。

3.2應(yīng)進(jìn)行合理的常規(guī)檢查

對(duì)于電氣設(shè)備故障維修之前，務(wù)必進(jìn)行檢查設(shè)備有無(wú)明顯裂痕、缺損，了解其維修史、使用年限等，然后再對(duì)機(jī)內(nèi)進(jìn)行檢查。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆卸過(guò)程中，必須嚴(yán)格遵守維修守則，確保維修工作的精細(xì)化操作。

3.3選取正確的處理方案

對(duì)于發(fā)生熱故障的電氣設(shè)備，不同的情況所采取的處理方案也應(yīng)有所不同。只有采取結(jié)合實(shí)際情況具體問(wèn)題具體分析的原則，才能有效、快速地排除故障，恢復(fù)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.4盡量采用最先進(jìn)的技術(shù)手段

隨著當(dāng)前各種電氣設(shè)備檢測(cè)技術(shù)日趨成熟，在進(jìn)行熱故障排除與檢修過(guò)程中，就需要應(yīng)用當(dāng)前成熟可靠的技術(shù)手段，避免檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)失誤的可能。

4.電氣設(shè)備熱故障類(lèi)型及處理措施

4.1絕緣層缺陷短路

導(dǎo)體絕緣層因磨損、受潮、腐蝕和老化等會(huì)失去絕緣能力；設(shè)備導(dǎo)體支持絕緣物損壞或絕緣材料脫落；絕緣導(dǎo)線在外力作用下?lián)p傷等原因，均可能發(fā)生電氣設(shè)備短路事故。

應(yīng)對(duì)措施是：布置設(shè)備和線路時(shí)應(yīng)使其免受機(jī)械損傷，并應(yīng)防塵、防腐、防潮和防曬、防風(fēng)雨裝置；配備雙電源供電以預(yù)防突然停電導(dǎo)致的絕緣損傷。此外，各種電氣設(shè)備的金屬外殼，都應(yīng)按有關(guān)規(guī)程規(guī)定予以可靠接地或接零。

4.2導(dǎo)線升溫

電氣設(shè)備規(guī)格選擇過(guò)小，容量小于負(fù)荷的實(shí)際容量；導(dǎo)線截面選擇過(guò)細(xì)，與負(fù)荷電流值不相適應(yīng)；負(fù)荷突然增大，如電機(jī)拖動(dòng)的設(shè)備缺少潤(rùn)滑油、破損嚴(yán)重、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡死等原因均會(huì)引起導(dǎo)線升溫問(wèn)題。因此，應(yīng)選用正確的保護(hù)和信號(hào)裝置并合理整定，確保電氣設(shè)備和線路在嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷或故障情況下，能夠準(zhǔn)確、及時(shí)、可靠地切除故障設(shè)備與線路，或發(fā)出警報(bào)信息。

4.3電火花、電弧的產(chǎn)生

導(dǎo)線絕緣損壞或?qū)Ь€斷裂引起短路，從而在故障點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧；導(dǎo)體接頭松動(dòng)，引起接觸電阻過(guò)大，當(dāng)有大電流通過(guò)時(shí)便會(huì)產(chǎn)生火花與電?。徽`操作或違反安全規(guī)程也可能產(chǎn)生電火花、電弧。因此，應(yīng)將正常運(yùn)行的電氣設(shè)備設(shè)置在沒(méi)有火災(zāi)危險(xiǎn)的場(chǎng)所，對(duì)必須設(shè)置在接近火源場(chǎng)所的，也應(yīng)采用無(wú)延燃性外被層電纜或無(wú)延性護(hù)套絕緣導(dǎo)線進(jìn)行有效預(yù)防。

5.結(jié)語(yǔ)

隨著電氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)量的不斷增加，作為影響電力設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行的主要原因，熱故障越來(lái)越引起人們的重視。必須在正確認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，采取有效措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)防電氣設(shè)備熱故障，為電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供有力支撐。

【參考文獻(xiàn)】

[1]藍(lán)雄光.低壓電氣設(shè)備熱故障分析及對(duì)策[J].科技資訊，2012（6）.

[2]梁璇.電氣設(shè)備熱故障原因分析及處理措施[J].能源與節(jié)能，2012（11）.