低壓電氣設(shè)備熱故障分析及對(duì)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(yùn)行，本文通過(guò)對(duì)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(duì)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(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)2(c)-0000-00

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(yùn)行。因此，電氣設(shè)備發(fā)熱問(wèn)題必須引起重視，認(rèn)真研究其發(fā)生的原因，通過(guò)對(duì)低壓電氣發(fā)熱規(guī)律的分析，能及早的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、處理問(wèn)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(shí)，由于電流通過(guò)導(dǎo)體和線(xiàn)圈產(chǎn)生電阻損耗以及導(dǎo)體內(nèi)部電子的流動(dòng)而產(chǎn)生熱量。對(duì)于交流而言，由于交變磁場(chǎng)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?chē)慕橘|(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(chǎng)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(jī)理可分為弛豫損耗、共振損耗和電導(dǎo)損耗，這種發(fā)熱稱(chēng)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(guò)導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體電阻作用下因產(chǎn)生的能量損耗。這種發(fā)熱稱(chēng)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(chēng)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(jī)理因設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)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(guò)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?yàn)楸砻嫖鄯x或機(jī)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(zhǎng)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(xiàn)路觸點(diǎn)、接頭部分螺絲松動(dòng)、觸點(diǎn)燒壞等形成較大的接觸電阻，其發(fā)熱功率取決于通過(guò)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(yùn)行時(shí)，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(shí)有一個(gè)相對(duì)較為穩(wěn)定的溫升值，雖然在設(shè)備設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中已經(jīng)考慮設(shè)備運(yùn)行時(shí)溫度升高的因素，但設(shè)備在使用過(guò)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(huì)不斷增加，設(shè)備的內(nèi)部或外部某些薄弱部位往往會(huì)出現(xiàn)異常的溫度分布或異常的發(fā)熱現(xiàn)象，輕者會(huì)影響設(shè)備的某些性能，重者燒毀設(shè)備，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生短路爆炸等嚴(yán)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(gè)階段。

2.1溫度變化階段

由于低壓電氣設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，電氣設(shè)備接線(xiàn)頭、觸點(diǎn)等部位溫度會(huì)不斷上升，這一過(guò)程持續(xù)時(shí)間往往會(huì)比較長(zhǎng)，且無(wú)明顯表面特征，不易發(fā)現(xiàn)。

2.2溫度快速上升階段

當(dāng)?shù)蛪弘姎庠O(shè)備的運(yùn)行溫度超過(guò)了允許溫度值時(shí)，金屬導(dǎo)體間的氧化現(xiàn)象會(huì)進(jìn)一步加劇，溫度會(huì)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(huì)發(fā)黃或發(fā)黑，金屬表面發(fā)白或變黑，此時(shí)，絕緣電阻會(huì)下降，會(huì)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(dāng)?shù)蛪弘姎庠O(shè)備溫度上升到一定值時(shí)，就會(huì)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(yán)重后果。

3低壓電氣設(shè)備熱故障處理對(duì)策

熱故障按溫升的高低及對(duì)設(shè)備的危害程度可分為一般熱故障、嚴(yán)重?zé)峁收虾臀ｋU(xiǎn)熱故障三種：

3.1一般熱故障：其導(dǎo)體觸點(diǎn)溫度與正常運(yùn)行條件的設(shè)備相比，該觸點(diǎn)有一定的溫度上升，如用紅外熱像儀測(cè)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(qiáng)跟蹤觀察，防止故障程度的加重。

3.2嚴(yán)重?zé)峁收希喊l(fā)熱點(diǎn)溫度高，紅外熱像儀測(cè)量有明顯的熱像特征，故障點(diǎn)已造成嚴(yán)重?zé)釗p傷，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅，此種故障應(yīng)嚴(yán)加監(jiān)控，在縮短監(jiān)控周期條件下，應(yīng)盡快安排停運(yùn)檢修處理。

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

4結(jié)束語(yǔ)

低壓電氣設(shè)備發(fā)熱在設(shè)備缺陷管理中已成為一個(gè)越來(lái)越突出的問(wèn)題。電氣設(shè)備熱故障診斷技術(shù)對(duì)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(cè)手段，通過(guò)紅外熱像儀檢測(cè)能準(zhǔn)確判斷運(yùn)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(hù)費(fèi)用，其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。低壓設(shè)備熱故障的更深入研究及先進(jìn)檢測(cè)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(yùn)行方面發(fā)揮積極的作用。

參考文獻(xiàn)

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