電氣設(shè)備熱故障分析及對策

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電氣設(shè)備熱故障分析及對策:電氣設(shè)備的熱故障分析與預(yù)防性試驗

摘要對設(shè)備的預(yù)防性試驗和絕緣診斷的最終目的是降低設(shè)備的故障率。通過對電氣設(shè)備的熱故障分析，利用紅外診斷技術(shù)對電氣設(shè)備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預(yù)測，使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗維修，提高到預(yù)知狀態(tài)檢修。

關(guān)鍵詞電氣設(shè)備熱故障 預(yù)防性試驗 絕緣診斷 分析

引言電氣設(shè)備的使用壽命主要取決于設(shè)備內(nèi)部絕緣材料的性能，對于高壓電氣設(shè)備，絕緣性能的衡量指標有機械性能、電氣性能、熱穩(wěn)定性與化學(xué)穩(wěn)定性等。熱穩(wěn)定性的好壞決定著熱故障率的高低，而預(yù)防性試驗又是電力設(shè)備運行和維護工作中的一個重要環(huán)節(jié)，是保證電力設(shè)備安全運行的有效手段之一。因此，減少熱故障，并進行預(yù)防性試驗是保證電氣設(shè)備安全運行的重點工作。

1、電氣設(shè)備發(fā)熱來源及熱故障

連接點是指電氣設(shè)備之間以及它們與母線或電纜之間的電氣連接部位。接點過熱是電力系統(tǒng)的一個老問題，但隨著設(shè)備負荷的增加，用戶對供電可靠性要求的提高，在設(shè)備缺陷管理中成為一個越來越突出的問題，值得我們引起重視，認真研究其發(fā)生發(fā)展的原因，以便解決問題。

1.1 電氣設(shè)備發(fā)熱源。電氣設(shè)備在工作時，由于電流、電壓的作用，將產(chǎn)生電阻損耗發(fā)熱、介質(zhì)損耗發(fā)熱、鐵損致熱三種熱故障。

1.2 電氣設(shè)備熱故障。電氣設(shè)備的熱故障可分為外部故障和內(nèi)部故障。

1.2.1 外部故障主要原因是長期運行的設(shè)備其電氣接頭暴露在空氣中，因接觸不良，造成電阻值過大，引起接頭發(fā)熱。外部發(fā)熱缺陷一般集中在設(shè)備的連接點處。

1.2.2 內(nèi)部故障是指封閉在固體絕緣、油絕緣以及設(shè)備殼體內(nèi)部的電氣回路故障和由于絕緣介質(zhì)劣化，引起的故障。對于內(nèi)部故障，根據(jù)各種電氣設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)，依據(jù)傳熱學(xué)理論，分析金屬導(dǎo)電回路、絕緣油和氣體等引起的傳導(dǎo)、對流，從電氣設(shè)備外部顯現(xiàn)的溫度分布熱像圖，就可以判斷出各種內(nèi)部故障。只要按照設(shè)備大修標準進行設(shè)備解體大修，對觸頭的各接觸面進行檢查與打磨，降低內(nèi)部導(dǎo)電回路阻值，就可以徹底解決。

2、預(yù)防電氣設(shè)備熱故障的對策

2.1金具質(zhì)量。變電所母線及設(shè)備線夾金具，根據(jù)需要選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，載流量及動熱穩(wěn)定性能，應(yīng)符合設(shè)計要求。特別是設(shè)備線夾，應(yīng)積極采用銅、鋁擴散焊工藝的銅鋁過渡產(chǎn)品。

2.2接觸面處理?？捎娩S刀把接頭接觸面嚴重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔，但應(yīng)注意母線加工后的截面減少值：銅質(zhì)不超過原截面的3%，鋁質(zhì)不超過5%。

2.3緊固壓力控制。部分檢修人員在接頭的連接上存有誤區(qū)，認為連接螺栓擰的愈緊愈好，其實不然。因鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)小，當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時，若材料的強度、硬度差，再繼續(xù)增加壓力，將會造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大。因此進行螺栓緊固時，螺栓不能擰得過緊，以彈簧墊圈壓平即可，有條件時，應(yīng)用力矩板手進行緊固,以防壓力過大。

2.4防氧化。設(shè)備接頭的接觸表面要進行防氧化處理，應(yīng)優(yōu)先采用電力復(fù)合脂(即導(dǎo)電膏)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)常規(guī)的凡士林。

2.5工藝程序。制定連接點安裝的技術(shù)規(guī)范程序。根據(jù)造成連接點過熱的不同類型，制定不同的工藝規(guī)程。安裝時，嚴格按照規(guī)程進行。

2.6提高設(shè)備性能。 對到大修年限的設(shè)備，有計劃進行大修，防止缺陷發(fā)生，提高設(shè)備壽命，同時對未增容的隔離開關(guān)等設(shè)備進行增容，滿足設(shè)備負荷的要求，綜合分析變電站及設(shè)備老化的情況，對運行時間長，銹蝕嚴重的刀閘觸指彈簧、刀閘帽內(nèi)部軟連接等導(dǎo)電部件進行更換，對長期在惡劣環(huán)境（如空氣潮濕、腐蝕嚴重等）運行的接頭螺絲、彈簧墊應(yīng)更換為銅或不銹鋼材質(zhì)。

2.7檢測措施。對于運行設(shè)備，運行值班人員要定期巡視連接頭發(fā)熱情況。有些連接點過熱可通過觀察來確定，比如運行中過熱的連接點會失去金屬光澤、改變顏色，導(dǎo)體上連接點附近涂的色漆顏色加深等。

2.8紅外線檢測。 紅外檢測技術(shù)是一種在線監(jiān)測(不停電)式高科技檢測技術(shù)，它集光電成像技術(shù)、計算機技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一身，通過接收物體發(fā)出的紅外線(紅外輻射)將其熱像顯示在熒光屏上，從而準確判斷物體表面的溫度分布情況，可以通過溫度分布情況分析設(shè)備三相接頭的溫差，將溫度升高的部位（接頭、線夾），根據(jù)當時的環(huán)境溫度和負荷情況，在檢修中與變電站人員巡視檢查到的發(fā)熱部位一起進行針對性處理。

紅外診斷技術(shù)對電氣設(shè)備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預(yù)測，使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗維修提高到預(yù)知狀態(tài)檢修，這也是現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的方向。利用紅外熱像技術(shù)檢測在線電氣設(shè)備的方法叫做紅外溫度記錄法。紅外溫度記錄法是工業(yè)上用來無損探測，檢測設(shè)備性能和掌握其運行狀態(tài)的一項新技術(shù)。與傳統(tǒng)的測溫方式(如熱電偶、不同熔點的蠟片等旋繞在被測物表面或體內(nèi))相比，熱像儀可在一定距離內(nèi)實時、定量在線檢測發(fā)熱點的溫度，通過掃描，還可以繪出設(shè)備在運行中的溫度梯度熱像圖，而且靈敏度高，不受電磁場干擾，便于現(xiàn)場使用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展成熟與日益完善，利用紅外狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)具有遠距離、不接觸、不取樣、不觸體，又具有準確、快速、直觀等特點，實時地在線監(jiān)測和診斷電氣設(shè)備大多數(shù)故障。它備受國內(nèi)外電力行業(yè)的重視，并得到快速發(fā)展。

2.9導(dǎo)電體相互連接的接觸面不平整引起的熱故障對策。由于施工質(zhì)量不高，多次拆卸與組裝等原因，都會形成接觸面的不平整。電接觸面的不平整降低了有效接觸面積，在電流經(jīng)過的實際通流截面積變小，使得電流的收縮效應(yīng)增加，收縮電阻增大而引發(fā)熱故障。此類故障屬于設(shè)備的特定故障，一經(jīng)處理不易再次出現(xiàn)。預(yù)防此類故障的首要措施是在設(shè)備安裝時嚴把施工質(zhì)量關(guān)。在施工時可用量具測量電接觸面的平整度，力求盡量平整。從嚴格意義講，任何接觸面都不可能做得絕對平整，因此，新的設(shè)備安裝時，在電接觸面上一般都要求“壓花”，在螺栓壓緊力的作用下，這些點陣就呈犬牙交錯狀咬合在一起，從而增大了有效接觸面積，這道工序在新安裝設(shè)備時非常重要，對于日后預(yù)防發(fā)熱有很好的意義，在處理此類發(fā)熱故障時，有條件也應(yīng)采用“壓花”的方法。

3、預(yù)防性試驗

預(yù)防性試驗和絕緣診斷是電力設(shè)備運行和維護工作中一個重要環(huán)節(jié)，是保證電力設(shè)備安全運行的有效手段之一，對及時發(fā)現(xiàn)、診斷設(shè)備的缺陷起到了重要作用。

預(yù)防性試驗可按試驗范圍和試驗性質(zhì)分類。

3.1按試驗范圍分類。

3.1.1 定期試驗：這是為了及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的缺陷或隱患，每隔一定時間對設(shè)備定期進行的試驗。例如油中溶解氣體色譜分析、繞組直流電阻、絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)、直流泄露、直流耐壓、交流耐壓、絕緣油試驗等。

3.1.2大修試驗：指大修時或大修后做的檢查試驗項目。除定期試驗項目外，還需做：穿心螺栓絕緣電阻、局部放電、油箱密封試驗、斷路器分合閘時間和速度、電動機定轉(zhuǎn)子間隙測量等試驗，其中有些事機械方面的檢查項目。

3.1.3查明故障試驗：指定期試驗或大修試驗時，發(fā)現(xiàn)試驗結(jié)果有疑問或異常，需要進一步查明故障性質(zhì)或確定故障位置時進行的一些試驗，或稱診斷試驗。例如：空載電流、短路阻抗、繞組頻率響應(yīng)、振動、絕緣油含水量和油介損、壓力釋放器、氧化鋅避雷器工頻參考電壓試驗等。

3.1.4 預(yù)知性試驗：這是為了鑒定設(shè)備的壽命搞清被測設(shè)備的絕緣是否還能繼續(xù)使用一段時間，或者是否需要在近期安排更換而進行的試驗，是長期以來人們一直在研究的課題。該項研究可分為兩類，一是針對各種絕緣材料；二是針對實際設(shè)備的絕緣系統(tǒng)。單純絕緣材料的壽命模型不能直接運用于實際設(shè)備，但對于實際絕緣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置、材料選擇及老化評估有重要的參考價值。

3.2按試驗性質(zhì)分類

3.2.1非破壞性試驗或稱絕緣特性試驗：使用較低的試驗電壓或用不會對被測設(shè)備絕緣產(chǎn)生累積損傷效應(yīng)的方法，根據(jù)絕緣介質(zhì)中發(fā)生的各種物理過程（極化、吸收、電導(dǎo)等），測量絕緣的各種參數(shù)（絕緣電阻和吸收比或極化指數(shù)、泄露電流、介質(zhì)損耗角正切等），以及與極化吸收過程有關(guān)的特性（主要表現(xiàn)為電阻―時間的變化規(guī)律）和絕緣冷卻媒質(zhì)的一系列其它特性（化學(xué)成分、油中水分及氣體含量等），從而判斷設(shè)備的絕緣能力，及時發(fā)現(xiàn)可能的劣化現(xiàn)象。

3.2.2破壞性試驗或稱絕緣耐壓試驗，是在被測設(shè)備上施加高于設(shè)備工作電壓的試驗電壓，以求揭示危險性較大的集中性缺陷的存在，并直接檢驗被測設(shè)備的絕緣耐壓水平或裕度。耐壓試驗時，對被測設(shè)備絕緣可靠性的考驗比較直接和嚴格，缺點是試驗可能給被測設(shè)備的絕緣造成一定的損傷，并會導(dǎo)致被測設(shè)備的絕緣能力下降和可能恢復(fù)的缺陷在試驗過程中發(fā)展為不可逆轉(zhuǎn)的擊穿。

3.3 傳統(tǒng)的基本絕緣試驗項目包括絕緣電阻、直流泄漏電流、介損、直流耐壓和交流耐壓試驗。通過絕緣性能試驗，可定期檢測電氣設(shè)備絕緣性能，預(yù)測絕緣狀況，推斷絕緣老化進程、絕緣油劣化等內(nèi)部薄弱環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)役設(shè)備的隱患，安排消除缺陷的維修計劃等，保證設(shè)備的安全運行。

結(jié)束語 應(yīng)用紅外線檢測技術(shù)，對提高電氣設(shè)備的可靠性與有效性，提高運行經(jīng)濟效益，降低維修成本都有很重要的意義，是目前在預(yù)知檢修領(lǐng)域中一種很好的手段。同時，從絕緣診斷和預(yù)防性試驗工作的進展過程與試驗項目和試驗周期來看，電力設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，運行中維護的如何，又決定著運行可靠性的高低，試驗項目的多少和試驗周期的長短?？傊ㄟ^紅外線技術(shù)檢測、可預(yù)防行試驗與檢測等可使設(shè)備減少故障率，是提高設(shè)備使用壽命的有效方法。

電氣設(shè)備熱故障分析及對策:論高壓電氣設(shè)備接頭發(fā)熱故障分析及處理方法

摘 要：變電所內(nèi)的各類高壓電氣設(shè)備的接頭、線夾和軟硬母線等設(shè)備間的連接、并接部位以及隔離開關(guān)的動、靜觸頭，高壓開關(guān)柜等，由于制造質(zhì)量、安裝工藝、調(diào)試手段、設(shè)計不合理等諸多因素的影響，有時會出現(xiàn)不正常的發(fā)熱現(xiàn)象，如果不及時正確地進行處理，會使故障蔓延擴大。有的會引起燃弧、放電，直至燒斷引線；有的會使熱量傳導(dǎo)至設(shè)備內(nèi)部，直接造成設(shè)備損壞。有的會直接危及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，后果不堪設(shè)想。近幾年電力生產(chǎn)中廣泛運用各種先進的溫度測試設(shè)備，如：紅外熱成像儀、紅外線點溫儀等，取得了很好的效果，電力設(shè)備接頭的溫度得到了有效監(jiān)視，接頭發(fā)熱情況得到了及時處理，從而也將會使由于接頭發(fā)熱引發(fā)的事故大大減少。對于過熱部位的檢修處理，如果方法不正確、不徹底，也將會使設(shè)備過熱部位惡性循環(huán)，造成電力設(shè)備重復(fù)停電，少送負荷，直接影響社會效益、經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：高壓；電氣設(shè)備；故障；處理方法；

1、軟母線連接、搭接處的過熱處理 對于此類故障的處理方法有兩種，一是開夾檢查處理，就是將過熱的設(shè)備線夾打開檢查，如發(fā)現(xiàn)過熱點，進行處理；二是不開夾檢查處理，就是將過熱的線夾固定螺絲緊固一遍。以上這兩種方法都存有一定弊病。如果草率的把線夾打開，而過熱點又不在內(nèi)部，這就造成不必要的工作；如果貪圖省事，把應(yīng)打開檢查的線夾不開夾，而過熱點確在內(nèi)部，只是簡單的緊固線夾螺絲，這樣的緊固如果用力過度，有時會造成線夾機械變形或者過死點，使接觸部位出現(xiàn)縫隙，反而造成接觸更不緊密，結(jié)果適得其反，給安全運行留有隱患。從2006年開始，我廠所轄變電所運用了紅外成像儀進行高壓電氣設(shè)備進行溫度情況監(jiān)測，共發(fā)現(xiàn)了軟母線發(fā)熱情況7起，其中二次是母線引下線連接處發(fā)熱，其余五次是由于線路阻波器與軟母線連接處發(fā)熱；經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)母線引下線發(fā)熱是由于安裝人員沒有規(guī)范執(zhí)行安裝工藝及設(shè)備線夾的制造質(zhì)量不良引起，而線路阻波器與軟母線連接處是由于阻波器連接鋁板與設(shè)備線夾規(guī)范不統(tǒng)一引起，且隨著電力光纜的普遍使用，線路阻波器已基本無人使用，因此設(shè)備也就缺乏正常的維護。因此我認為正確的處理方法，應(yīng)該按以下步驟進行：(1)檢修前首先查看測溫數(shù)據(jù)的最高溫度值，查看運行記錄，了解通過此過熱點的最高負荷電流，如果有進行紅外成像，應(yīng)通過紅外圖片進行分析判斷發(fā)熱點及發(fā)熱原因。(2)在進行檢修工作時細心觀察過熱線夾的外部現(xiàn)象，如顏色、氣味、燒痕、內(nèi)外部接觸縫隙、螺絲的緊固強度和均勻程度等。(3)檢查過熱部位線夾與導(dǎo)線的金屬材料、結(jié)構(gòu)和尺寸，是否銅鋁壓接，導(dǎo)線的截面積與線夾所選型號是否配套一致，然后確定開夾或不開夾的檢修方案。

(4)閑置沒有用的線路阻波器建議在此間隔設(shè)備檢修時進行拆除，這樣也就減少了一個不必要的發(fā)熱點（溫州局已經(jīng)有明確規(guī)定要求通訊部門安排拆除）。

(5)如發(fā)現(xiàn)是由于設(shè)備線夾使用不規(guī)范，應(yīng)選擇合適的設(shè)備線夾進行更換。

2、硬母線的搭接、連接處過熱處理 這種過熱現(xiàn)象，經(jīng)常會發(fā)生在戶外變壓器的套管、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器的接線柱上以及戶內(nèi)高壓開關(guān)柜的隔離開關(guān)、電流互感器、開關(guān)連接處。它們共同的特點多為在硬母線上開圓孔，用螺栓壓接而形成線或面接觸。從2006年以來，發(fā)現(xiàn)此類發(fā)熱情況一共有10多起，從發(fā)熱原因分析主要是使用螺栓不規(guī)范引起，有的是螺栓沒有加裝彈簧墊、有的是使用螺栓的大小不一樣，最多的是由于螺栓的壓緊力不夠引起。通常的處理方法是將過熱處拆開，處理放電燒傷痕跡，重新配上螺栓并加備母（防松）。處理步驟是： (1)對于燒傷較輕的可以將鋁、銅排與導(dǎo)電棒表面的燒痕處理平整，清除硫化物和氧化物后，用合格的螺母上緊并鎖緊備母。 (2)對于燒傷嚴重或重復(fù)過熱的部位，因為銅、鋁排的接觸面已經(jīng)多次燒傷且接觸面的結(jié)構(gòu)分子已經(jīng)離散疲勞，電阻率成倍增大，這時就應(yīng)更換新母線或進行表面鍍銀處理。對于開孔尺寸與導(dǎo)電棒直徑有誤差的，一定要按標準重新開孔打眼。對于電流互感器等壓接部位只有一個孔能改成兩個眼的，就改成兩個眼，使接觸壓力更為合理；對于電纜出線的開關(guān)柜出線母排建議用二排夾接使出線接觸面加大，同時也使接觸壓力更加合理減少發(fā)熱可能性。

3、隔離開關(guān)動、靜觸頭的過熱處理 隔離開關(guān)的接觸過熱、接線柱過熱情況較為復(fù)雜。其中有制造質(zhì)量的問題，如觸指及觸指彈簧和導(dǎo)電帶、軟連接的材料不合格、裝配工藝差，更多見于安裝、調(diào)整、檢修不當?shù)仍颍灿杏捎谠O(shè)計容量不夠（隔離開關(guān)輸送容量一般為不超過額定容量的50%為宜）。從2006年以來，我廠所轄變電所共發(fā)生由于隔離開關(guān)動、靜觸頭發(fā)熱的故障有9次，主要是由于地處山區(qū)，水電開發(fā)迅速而送出設(shè)備容量不變，在豐水期輸送大容量時發(fā)生，此時處理意見為更換大容量隔離開關(guān)，如果在輸送小電流時發(fā)生過熱現(xiàn)象的處理步驟： (1)依靠紅外圖片進行分析判斷發(fā)熱點及初步判斷發(fā)熱原因。 (2)從外向里查找，找出發(fā)熱點和傳熱點。 (3)將靜觸頭拆開并分解，檢查靜觸頭內(nèi)表面與導(dǎo)電桿接觸部分是否有放電痕跡、氧化物，固定螺母是否松動，彈簧墊是否退火老化，最后清除氧化物，磨平燒痕，復(fù)裝鎖緊螺母。 (4)將動觸頭整體分解，清除動觸頭表面燒痕及氧化物，檢查觸指彈簧是否退火變形，檢查觸指與內(nèi)部接觸面有無燒痕及氧化物，更換燒傷嚴重的觸指和彈簧，更換老化的螺栓和彈簧墊，最后按工藝標準要求順序復(fù)裝。 (5)接線柱的過熱，要解體接線柱與鋁帽內(nèi)的轉(zhuǎn)動連接部分，接觸軟連接的接觸表面有無燒傷痕跡和氧化物，固定螺絲是否松動、滑絲，彈簧墊圈是否老化斷裂，然后進行表面處理和更換部件。 (6)整體復(fù)裝后，要按標準進行調(diào)整試驗，項目包括：動、靜觸頭的接觸深度和面積，接觸電阻。測試儀器要選用直流電流為100 A及以上的接觸電阻測試儀，隔離開關(guān)接觸電阻符合標準。4、設(shè)備線夾的過熱處理

此類發(fā)熱情況主要由于變電所的投運時間較長，原來安裝使用的設(shè)備線夾一般為螺栓緊固式，在以后的檢修維護中缺乏經(jīng)驗，使得由于時間久經(jīng)過多次熱脹冷縮，螺栓緊固度不夠或線夾內(nèi)部氧化程度嚴重而導(dǎo)致設(shè)備線夾發(fā)熱情況普遍發(fā)生。2006年來，我廠所轄變電所共發(fā)生6次，一般情況為在輸送大電流時發(fā)生，為了更好地保證在以后不再重復(fù)發(fā)生此類發(fā)熱故障，我們均采用更換設(shè)備線夾為壓接型。

5、封閉式高壓柜的過熱監(jiān)測與處理

以上各種高壓電氣設(shè)備的發(fā)熱情況均可采用紅外成像儀、紅外線點溫儀等進行監(jiān)測，接頭發(fā)熱情況也得到了及時處理，但封閉式高壓柜在運行中不能打開，因此無法測量運行中開關(guān)柜內(nèi)各觸頭的實際溫度。密封式開關(guān)柜內(nèi)接頭發(fā)熱事故在近幾年有增長的趨勢，已經(jīng)成為嚴重影響安全生產(chǎn)的難題。結(jié)合生產(chǎn)實踐，我們發(fā)現(xiàn)接頭發(fā)熱事故主要發(fā)生在負荷較重的10 kV小車式封閉開關(guān)柜內(nèi)，開關(guān)柜的一次設(shè)備分布在3個相互獨立的隔室內(nèi)，分別是開關(guān)室、母線室、出線室。所有隔室呈封閉狀態(tài)。由于發(fā)熱點在密封柜內(nèi)，運行中的柜門禁止打開，值班人員無法通過正常的監(jiān)視手段發(fā)現(xiàn)發(fā)熱缺陷。發(fā)熱嚴重時接頭會變紅甚至熔斷，直接造成生產(chǎn)事故。

密封高壓開關(guān)柜內(nèi)的接頭發(fā)熱是生產(chǎn)中的難題，通過采取各種措施，如：實行檢修人員責任制，更新老舊設(shè)備，改進接頭的連接、安裝工藝等，可以大大減少接頭發(fā)熱事故，但是從目前的設(shè)備狀況看要想完全避免接頭發(fā)熱事故也是不現(xiàn)實的。于是希望通過監(jiān)視的方法，提前發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備接頭發(fā)熱的跡象，以便采取措施，防止出現(xiàn)惡性事故?，F(xiàn)在經(jīng)常使用的柜內(nèi)接頭發(fā)熱監(jiān)視方法主要有：在接頭粘貼測溫蠟片；手摸柜門感知柜內(nèi)溫度；通過異常氣味發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱；通過異常音響發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱等。粘貼測溫蠟片是室外接頭常用的測溫法，用在封閉柜內(nèi)有很大局限性，大部分接頭通過柜門的觀察窗看不到，只能在開關(guān)停電檢修時檢查接頭有無過熱情況，對預(yù)防事故作用不大。手摸柜門的方法可大概判斷溫度有無異常，有很大的隨意性與偶然性。總之，通過綜合應(yīng)用以上幾種方法可以大概判斷開關(guān)柜內(nèi)有無接頭發(fā)熱故障，但是不科學(xué)、不嚴謹，對無人值班的變電站、開閉站無實用價值。從有關(guān)資料上了解到的方法是在每臺開關(guān)柜內(nèi)安裝一個溫度傳感器，如果空氣溫度達到規(guī)定值即發(fā)出報警信號；或是柜內(nèi)空氣溫度與環(huán)境溫度差值到規(guī)定值時即報警。這一測溫方法溫度傳感器安裝方便簡單，運行可靠，投入較小。我們不妨在開關(guān)柜訂貨時將此要求作為一個要求來實時監(jiān)視開關(guān)柜內(nèi)接頭溫度還是必要的。總結(jié)以上分析看出，通過監(jiān)視柜內(nèi)空氣溫度來間接監(jiān)視柜內(nèi)接頭的運行狀況是可行的，完全可以起到預(yù)防接頭事故的目的。

6、結(jié)束語

綜上所述，對變電站高壓設(shè)備的過熱處理，決不能掉以輕心，麻痹大意，要以嚴肅負責的態(tài)度，科學(xué)合理的方法，標準規(guī)范的工序，嚴謹細致的工藝，認真徹底地進行檢修處理。只有這樣，才能確保電網(wǎng)安全運行。

電氣設(shè)備熱故障分析及對策:低壓電氣設(shè)備熱故障分析及對策

摘要：低壓電氣設(shè)備往往因熱故障而頻繁影響其安全穩(wěn)定運行，本文通過對低壓電氣設(shè)備發(fā)熱原因及熱故障的分析，提出相應(yīng)的處理對策，可有效減少設(shè)備事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備故障分析對策

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，低壓電氣設(shè)備的使用量急劇增多，在電氣設(shè)備的使用中，因熱故障造成的設(shè)備停電及損壞事故頻繁發(fā)生，極大地影響了設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。因此，電氣設(shè)備發(fā)熱問題必須引起重視，認真研究其發(fā)生的原因，通過對低壓電氣發(fā)熱規(guī)律的分析，能及早的發(fā)現(xiàn)問題、處理問題，可有效降低電氣設(shè)備事故率。

1低壓電氣設(shè)備發(fā)熱原因

1.1內(nèi)部致熱。低壓電氣設(shè)備工作時，由于電流通過導(dǎo)體和線圈產(chǎn)生電阻損耗以及導(dǎo)體內(nèi)部電子的流動而產(chǎn)生熱量。對于交流而言，由于交變磁場的作用，在鐵磁體內(nèi)產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，在絕緣體內(nèi)產(chǎn)生介質(zhì)損耗。這些損耗幾乎全部轉(zhuǎn)換成熱能，一部分熱能直接使電氣設(shè)備本體溫度升高，而另一部分熱能則散失在周圍的介質(zhì)中。這些電能的損耗主要包括以下幾種：

（1）介質(zhì)損耗，絕緣材料在電場作用下，由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)極化的滯后效應(yīng)，在其內(nèi)部引起的能量損耗。根據(jù)形成的機理可分為弛豫損耗、共振損耗和電導(dǎo)損耗，這種發(fā)熱稱為電壓效應(yīng)引起的發(fā)熱，發(fā)熱功率主要取決于電壓的高低；

（2）電阻損耗，電流通過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體電阻作用下因產(chǎn)生的能量損耗。這種發(fā)熱稱為電流效應(yīng)引起的發(fā)熱，發(fā)熱功率取決于電流的大小，與電流的平方成正比；

（3）鐵損是因鐵心的磁滯、渦流現(xiàn)象而產(chǎn)生的電能損耗，包括磁性材料的磁滯損耗和渦流損耗以及剩余損耗，這種發(fā)熱稱為電磁效應(yīng)引起的發(fā)熱。

內(nèi)部熱故障主要發(fā)生在導(dǎo)電回路和絕緣介質(zhì)上，其內(nèi)部發(fā)熱機理因設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)的不同而異，一般可概括為：電壓分布不均勻，導(dǎo)體連接或接觸不良、介質(zhì)損耗增大或泄漏電流過大、因絕緣老化、缺油、受潮等產(chǎn)生局部放電、磁回路不正常等。

1.2外部致熱。外部致熱有些是因為表面污穢或機械力作用造成外絕緣性能下降，其發(fā)熱功率取決于外絕緣的泄漏電流與絕緣電阻；而大多數(shù)是因電氣接頭長期暴露在大氣中，金屬導(dǎo)體表面受電化學(xué)腐蝕及因熱脹冷縮接觸面壓力減小使導(dǎo)體連接部位接觸不良，如電氣線路觸點、接頭部分螺絲松動、觸點燒壞等形成較大的接觸電阻，其發(fā)熱功率取決于通過的電流與接觸電阻的大小。

2低壓電氣設(shè)備熱故障分析

低壓電氣設(shè)備運行時，不管是內(nèi)部致熱還是外部致熱，都是不可避免的。電氣設(shè)備在正常工作時有一個相對較為穩(wěn)定的溫升值，雖然在設(shè)備設(shè)計和制造過程中已經(jīng)考慮設(shè)備運行時溫度升高的因素，但設(shè)備在使用過程中，由于受到各種不利因素的影響，如在高電壓、大電流、氣溫變化、空氣污染等環(huán)境中，溫度會不斷增加，設(shè)備的內(nèi)部或外部某些薄弱部位往往會出現(xiàn)異常的溫度分布或異常的發(fā)熱現(xiàn)象，輕者會影響設(shè)備的某些性能，重者燒毀設(shè)備，情況嚴重時會發(fā)生短路爆炸等嚴重后果。一般情況下，電氣設(shè)備從發(fā)熱到出現(xiàn)故障大致可分為以下三個階段。

2.1溫度變化階段

由于低壓電氣設(shè)備長時間連續(xù)工作，電氣設(shè)備接線頭、觸點等部位溫度會不斷上升，這一過程持續(xù)時間往往會比較長，且無明顯表面特征，不易發(fā)現(xiàn)。

2.2溫度快速上升階段

當?shù)蛪弘姎庠O(shè)備的運行溫度超過了允許溫度值時，金屬導(dǎo)體間的氧化現(xiàn)象會進一步加劇，溫度會急劇增加，并在不同材料中表現(xiàn)出一些特定的發(fā)熱特征，如絕緣材料會發(fā)黃或發(fā)黑，金屬表面發(fā)白或變黑，此時，絕緣電阻會下降，會出現(xiàn)異味甚至冒煙等明顯的發(fā)熱特征。

2.3故障階段

當?shù)蛪弘姎庠O(shè)備溫度上升到一定值時，就會引起電氣設(shè)備的某些性能降低，設(shè)備工作出現(xiàn)異常，甚至燒毀等嚴重后果。

3低壓電氣設(shè)備熱故障處理對策

熱故障按溫升的高低及對設(shè)備的危害程度可分為一般熱故障、嚴重熱故障和危險熱故障三種：

3.1一般熱故障：其導(dǎo)體觸點溫度與正常運行條件的設(shè)備相比，該觸點有一定的溫度上升，如用紅外熱像儀測量，則呈現(xiàn)輕微的熱像特征。此種情況應(yīng)引起注意，做好相關(guān)記錄，并加強跟蹤觀察，防止故障程度的加重。

3.2嚴重熱故障：發(fā)熱點溫度高，紅外熱像儀測量有明顯的熱像特征，故障點已造成嚴重熱損傷，對設(shè)備的安全運行構(gòu)成嚴重威脅，此種故障應(yīng)嚴加監(jiān)控，在縮短監(jiān)控周期條件下，應(yīng)盡快安排停運檢修處理。

3.3危險熱故障：發(fā)熱點溫度超過該材料規(guī)定的最高允許值，紅外熱像儀測量時，熱像圖非常清晰，外觀檢查可看到嚴重的燒損痕跡。這種故障隨時可能造成嚴重的突發(fā)性設(shè)備事故，必須立即退出運行，進行徹底檢修。

4結(jié)束語

低壓電氣設(shè)備發(fā)熱在設(shè)備缺陷管理中已成為一個越來越突出的問題。電氣設(shè)備熱故障診斷技術(shù)對預(yù)防熱故障發(fā)生是十分必要和有效的一種設(shè)備檢測手段，通過紅外熱像儀檢測能準確判斷運行電氣設(shè)備的某些發(fā)熱故障，可做到防范于未然，有效地減少設(shè)備事故，降低維護費用，其優(yōu)點是顯而易見的。低壓設(shè)備熱故障的更深入研究及先進檢測設(shè)備推廣應(yīng)用，必將在保證低壓電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運行方面發(fā)揮積極的作用。

電氣設(shè)備熱故障分析及對策:談電氣設(shè)備熱故障分析及對策

摘要：紅外診斷技術(shù)對電氣設(shè)備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預(yù)測，使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗維修（預(yù)防試驗是20世紀50年代引進前蘇聯(lián)的標準）提高到預(yù)知狀態(tài)檢修，這也是現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；熱故障；分析紅外線技術(shù)

興隆林業(yè)局地處位于黑龍江省中部，小興安嶺南坡，北緯46°01′30″～46°37′23″，東經(jīng)127°54′40″～12751′15″，林區(qū)地處哈爾濱市所轄木蘭、通河兩縣內(nèi)，局址設(shè)在巴彥縣興隆鎮(zhèn)。氣候?qū)儆跐駶櫺约撅L(fēng)氣候，年均氣候1.2℃左右穩(wěn)定通過10℃的初終日數(shù)123天（5月22日～9月21日）≥10℃的有效積溫2200～2300℃，無霜期約120天（±12天）光照豐富，年日照時為2350～2550小時。太陽輻射總量為110千卡／cm2，年光和有效輻射50千卡／cm2。

1　電氣設(shè)備的發(fā)熱來源及熱故障

連接點是指電氣設(shè)備之間以及它們與母線或電纜之間的電氣連接部位。連接點過熱已經(jīng)是電力系統(tǒng)的一個老問題，但隨著設(shè)備負荷的增加，用戶對供電可靠性要求的提高，在設(shè)備缺陷管理中成為一個越來越突出的問題，值得我們引起重視，認真研究其發(fā)生發(fā)展的原因，以便徹底解決。

1.1電氣設(shè)備發(fā)熱源　電氣設(shè)備在工作的時候，由于電流、電壓的作用，將產(chǎn)生電阻損耗發(fā)熱、介質(zhì)損耗發(fā)熱、鐵損致熱等三種熱故障。

1.2電氣設(shè)備熱故障　電氣設(shè)備的熱故障可分為外部故障和內(nèi)部故障。接觸不良，是電氣設(shè)備的外部故障；長期暴露在大氣中的各種電氣裸接頭因接觸不良常常引起過熱故障。

1.3電氣設(shè)備的內(nèi)部故障　這是指封閉在固體絕緣、油絕緣以及設(shè)備殼體內(nèi)部的電氣回路故障和絕緣介質(zhì)劣化引起的故障。根據(jù)各種電氣設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)，依據(jù)傳熱學(xué)理論，分析金屬導(dǎo)電回路、絕緣油和氣體等引起的傳導(dǎo)、對流，從電氣設(shè)備外部顯現(xiàn)的溫度分布熱像圖，可以判斷出各種內(nèi)部故障。

2　預(yù)防電氣設(shè)備熱故障的對策

2.1金具質(zhì)量　變電所母線及設(shè)備線夾金具，根據(jù)需要選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，載流量及動熱穩(wěn)定性能，應(yīng)符合設(shè)計要求。特別是設(shè)備線夾，應(yīng)積極采用先進的銅、鋁擴散焊工藝的銅鋁過渡產(chǎn)品，堅決杜絕偽劣產(chǎn)品入網(wǎng)運行。

2.2防氧化　設(shè)備接頭的接觸表面要進行防氧化處理，應(yīng)優(yōu)先采用電力復(fù)合脂（即導(dǎo)電膏）以代替?zhèn)鹘y(tǒng)常規(guī)的凡士林。

2.3接觸面處理　接頭接觸面可采用銼刀把接頭接觸面嚴重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔，但應(yīng)注意母線加工后的截面減少值：銅質(zhì)不超過原截面的3％，鋁質(zhì)不超過5％。

2.4緊固壓力控制　部分檢修人員在接頭的連接上存有誤區(qū)，認為連接螺栓擰的愈緊愈好，其實不然。因鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)小，當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時，若材料的強度差，再繼續(xù)增加不當?shù)膲毫?，將會造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大。因此進行螺栓緊固時，螺栓不能擰得過緊，以彈簧墊圈壓平即可，有條件時，應(yīng)用力矩板手進行緊固，以防壓力過大。

2.5工藝程序　制定連接點安裝的技術(shù)規(guī)范程序。根據(jù)造成連接點過熱的不同類型，制定不同的工藝規(guī)程。安裝時，嚴格按照規(guī)程進行。

2.6檢測措施　對于運行設(shè)備，運行值班人員要定期巡視連接頭發(fā)熱情況。有些連接點過熱可通過觀察來確定，比如運行中過熱的連接點會失去金屬光澤，導(dǎo)體上連接點附近涂的色漆顏色加深等。

3　紅外線技術(shù)

紅外檢測技術(shù)是一種在線監(jiān)測（不停電）式高科技檢測技術(shù)，它集光電成像技術(shù)、計算機技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一身，通過接收物體發(fā)出的紅外線（紅外輻射）將其熱像顯示在熒光屏上，從而準確判斷物體表面的溫度分布情況，具有準確、實時、快速等優(yōu)點。

紅外診斷技術(shù)對電氣設(shè)備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預(yù)測，使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗維修（預(yù)防試驗是20世紀50年代引進前蘇聯(lián)的標準）提高到預(yù)知狀態(tài)檢修，這也是現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的方向。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展成熟與日益完善，利用紅外狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)具有遠距離、不接觸、不取樣、不觸體，又具有準確、快速、直觀等特點，實時地在線監(jiān)測和診斷電氣設(shè)備大多數(shù)故障。它備受國內(nèi)外電力行業(yè)的重視，并得到快速發(fā)展。紅外檢測技術(shù)的應(yīng)用，對提高電氣設(shè)備的可靠性與有效性，提高運行經(jīng)濟效益，降低維修成本都有很重要的意義，是目前在預(yù)知檢修領(lǐng)域中一種很好的手段。

利用紅外熱像技術(shù)檢測在線電氣設(shè)備的方法是紅外溫度記錄法。紅外溫度記錄法是工業(yè)上用來無損探測，檢測設(shè)備性能和掌握其運行狀態(tài)的一項新技術(shù)。與傳統(tǒng)的測溫方式（如熱電偶、不同熔點的蠟片等旋繞在被測物表面或體內(nèi)）相比，熱像儀可在一定距離內(nèi)實時、定量、在線檢測發(fā)熱點的溫度，通過掃描，還可以繪出設(shè)備在運行中的溫度梯度熱像圖，而且靈敏度高，不受電磁場干擾，便于現(xiàn)場使用。它可以在-20℃-2000℃的寬量程內(nèi)以0.05℃的高分辨率檢測電氣設(shè)備的熱故障，揭示出如導(dǎo)線接頭或線夾發(fā)熱，以及電氣設(shè)備中的局部過熱點等等。