電氣設(shè)備熱故障產(chǎn)生的原因及防治對(duì)策

摘 要：在當(dāng)前機(jī)械化水平不斷提高的背景之下，我們生活和經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面對(duì)于電氣設(shè)備的應(yīng)用比例也在不斷提高，電氣設(shè)備在人們的生產(chǎn)和生活中逐漸發(fā)揮著不可替代的作用，然而，電氣設(shè)備多易產(chǎn)生熱故障，從而限制電氣設(shè)備的正常使用，有甚者更給生產(chǎn)生活帶來(lái)各種威脅。筆者認(rèn)為，應(yīng)該從電氣設(shè)備的具體發(fā)熱原理出發(fā)，重點(diǎn)研究引發(fā)熱故障的各種原因，探索預(yù)防和解決熱故障的相應(yīng)策略。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備 熱故障 原因和對(duì)策

中圖分類號(hào)：TM507文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（a）-0094-02

隨著電力行業(yè)的大力發(fā)展，人們對(duì)電氣設(shè)備的依賴程度日漸提高，電氣設(shè)備廣泛存在的熱故障問(wèn)題，直接影響到它本身的高效性和安全服務(wù)于社會(huì)的性能。有鑒于此，本文具體研究了電氣設(shè)備自身的發(fā)熱原理，并從源頭出發(fā)，著重探討導(dǎo)致電氣設(shè)備產(chǎn)生該問(wèn)題的緣由，從而根據(jù)電氣設(shè)備自身特點(diǎn)和性能，探求能夠適應(yīng)電力發(fā)展要求的，有效解決熱故障缺陷的可行性方法。

1 發(fā)熱原理和常見(jiàn)熱故障

自始至終，連接點(diǎn)處發(fā)生的熱量問(wèn)題都是導(dǎo)致電氣設(shè)備產(chǎn)生熱故障的重要因素。連接點(diǎn)從部位上來(lái)說(shuō)，表現(xiàn)在電氣設(shè)備的連接和電纜、母線與電氣設(shè)備的相應(yīng)連接上。同時(shí)，該部位的熱量問(wèn)題長(zhǎng)期對(duì)電力發(fā)展造成不良影響，應(yīng)結(jié)合設(shè)備本身負(fù)荷日益加大，群眾安全穩(wěn)定用電要求強(qiáng)化現(xiàn)狀，重視設(shè)備管理的缺陷問(wèn)題，切實(shí)探尋故障原因，從而更好的適應(yīng)大眾需求。

1.1 發(fā)熱原理

首先，從內(nèi)部條件上來(lái)說(shuō)，電氣設(shè)備由于自身存在相應(yīng)的電阻和線圈，通電后，當(dāng)電流流過(guò)時(shí)，會(huì)因?yàn)殡娮柘亩l(fā)熱，從而致使電氣設(shè)備過(guò)熱，繼而出現(xiàn)熱問(wèn)題，此外，電流在流經(jīng)導(dǎo)體時(shí)，也會(huì)發(fā)熱。在電磁場(chǎng)影響下，渦流和對(duì)于磁滯的消耗也會(huì)發(fā)生，從而絕緣體在這種條件下出現(xiàn)介質(zhì)的損耗現(xiàn)象。對(duì)于磁滯和介質(zhì)的消耗，又會(huì)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的熱能。其次，機(jī)器外部的污穢和雜質(zhì)，以及基于機(jī)械力而導(dǎo)致的外部絕緣能力降低問(wèn)題，會(huì)直接影響機(jī)器的電流外泄和電阻絕緣，從而影響機(jī)器的功率。因此，機(jī)器金屬表面會(huì)受外部環(huán)境影響，根據(jù)外漏在空氣中時(shí)間長(zhǎng)短，產(chǎn)生腐蝕表面和導(dǎo)體之間連接故障（多起因于熱脹冷縮）問(wèn)題，致使機(jī)器出現(xiàn)接點(diǎn)之間相互接觸甚至連接，而導(dǎo)致大電阻的形成，從而改變電器發(fā)熱的功率，導(dǎo)致機(jī)器出現(xiàn)故障。

1.2 故障原因分析

電氣設(shè)備就其熱故障而言可分為內(nèi)部和外部?jī)刹糠?。究其原因而言，前者是由于機(jī)器內(nèi)部存在固體、油絕緣的條件，和機(jī)殼隔絕條件。在該條件下，電氣出現(xiàn)的回路問(wèn)題，同時(shí)，絕緣介質(zhì)出現(xiàn)惡劣問(wèn)題，從而引發(fā)機(jī)器內(nèi)部故障。一般來(lái)說(shuō)，此故障需要長(zhǎng)時(shí)間積累才發(fā)生，主要表現(xiàn)在傳導(dǎo)熱量對(duì)部分零件的影響上。例如，對(duì)電機(jī)安全性進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)機(jī)器三相電纜接頭變黑，出現(xiàn)局部碳化現(xiàn)象，打開(kāi)鋁線后，出現(xiàn)黃色粉末分布在表面，并摻雜著許多黑色顆粒物質(zhì)，則以上現(xiàn)象就可以確定電纜問(wèn)題出在內(nèi)部，由于內(nèi)部線路隔絕不到位，致使電阻變大，從而導(dǎo)致電機(jī)熱故障的發(fā)生。此外，對(duì)高壓機(jī)器（電纜）的檢測(cè)，可借助測(cè)量具體材料溫度來(lái)判斷。

此外，對(duì)于熱故障的外部動(dòng)因而言，則可歸因于機(jī)器存在于在大氣中的時(shí)間問(wèn)題。如果設(shè)備的裸露接頭保持長(zhǎng)時(shí)間的接觸空氣，容易積累外部雜質(zhì)、絕緣材料（如外部包裹的皮層）損壞和發(fā)生氧化現(xiàn)象，致使電阻變大，90%的外部問(wèn)題都基于此現(xiàn)象。此種故障共有三個(gè)等級(jí)，輕度障礙、一般障礙、重度危害。其中，在具體外部故障中，刀閘接觸點(diǎn)問(wèn)題和線夾熱問(wèn)題所占比重最大，約為77%，其溫度升高大約為30 ℃，其余部位則盡在20～25 ℃之間。

2 防治對(duì)策

2.1 強(qiáng)化檢查

及時(shí)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行巡視是發(fā)現(xiàn)和預(yù)防熱問(wèn)題的重要方式，尤其是對(duì)于大型器械的擁有者而言，必須具體規(guī)劃好對(duì)設(shè)備的巡視頻率和具體線路，安排職工規(guī)定時(shí)間檢查接頭是否有發(fā)熱問(wèn)題。通常，如果接頭有問(wèn)題時(shí)就會(huì)失去其特有的金屬光澤，此外，還會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)體間連接處色漆色澤變深現(xiàn)象，可憑此進(jìn)行判斷。也只有保證職工的仔細(xì)巡查和研究，才能直接掌握設(shè)備熱量動(dòng)態(tài)，控制故障。此外，還要掌握設(shè)備的寄存環(huán)境和保證設(shè)備正常運(yùn)行，充分考慮天氣問(wèn)題，尤其是南方夏季，極易引發(fā)熱問(wèn)題，要加大此段時(shí)間巡查力度

2.2 提高檢修水平

（1）金具質(zhì)量。根據(jù)實(shí)際需求，在金具方面，選擇質(zhì)量上乘的母線和線夾，從而保證產(chǎn)物的具體載流量以及在熱力和動(dòng)力方面的穩(wěn)定性合乎預(yù)案要求。線夾的選擇上，要采用兼?zhèn)溷~和鋁的高科技過(guò)渡產(chǎn)品，不得使用沒(méi)有經(jīng)過(guò)擴(kuò)散焊做工加工過(guò)的劣質(zhì)品。因?yàn)殂~和鋁實(shí)際電勢(shì)之間差距為+1.62 V，不結(jié)合條件下，容易在大氣中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，極易出現(xiàn)熱問(wèn)題和短路問(wèn)題，影響機(jī)器正常運(yùn)作，帶來(lái)重大損失。

（2）接觸面控制。接頭之間接觸面是否平整直接影響到接頭之間的接觸水平和效果。為保證接觸面的足夠平整，職工可以使用相應(yīng)工具（如銼刀等）把毛刺和雜物去掉，其中，必須控制好對(duì)于母線改進(jìn)后其截面數(shù)值減少多少，通常對(duì)銅質(zhì)要求是不大于原來(lái)截面的3%，而鋁質(zhì)則小于等于5%。

（3）氧化處理。由于設(shè)備接頭長(zhǎng)時(shí)間裸露在空氣中，需要及時(shí)防止氧化現(xiàn)象對(duì)機(jī)器的損害。此時(shí)，可以使用導(dǎo)電膏操作，此種材料滴點(diǎn)最低是180 ℃，最高可達(dá)220 ℃，不易蒸發(fā)，即使溫度最高達(dá)到70 ℃的時(shí)候，該復(fù)合材料的蒸發(fā)度仍然小于等于5%，保護(hù)和隔離作用十分顯著。此外，該材料還有鋅，能夠提高到點(diǎn)能力，減小電阻。與此同時(shí)，需要淘汰掉落后的凡士林（滴點(diǎn)無(wú)法超過(guò)54 ℃，超過(guò)時(shí)易發(fā)生流失現(xiàn)象，阻隔保護(hù)能力直接下降）。

（4）控制好緊固壓力。很多職工進(jìn)行檢查和維修時(shí)，總會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤控制接頭現(xiàn)象，錯(cuò)認(rèn)為螺栓擰得越緊，對(duì)設(shè)備安全性作用更大。其實(shí)就彈性而言，鋁質(zhì)材料的母線較小，此時(shí)，若給螺母超越極限的壓力，材料因?yàn)閺?qiáng)度小，易變形。導(dǎo)致材料隆起而接觸面因此變小，電阻也隨之加大，產(chǎn)生更多的熱量損耗。不可過(guò)度加固螺絲，僅保證彈簧墊圈是被壓平即可，用力矩式的扳手加以輔助也是重要選擇，可以防止出現(xiàn)壓力過(guò)大現(xiàn)象。

（5）工藝程序。在進(jìn)行連接點(diǎn)的安裝時(shí)，研究和規(guī)劃好一套適應(yīng)安裝需要的程序十分有必要。工作人員需要根據(jù)實(shí)際連接點(diǎn)之間的各種熱量問(wèn)題，確定適應(yīng)各種需要的具體化的工藝程序。例如，工廠多次發(fā)生水泵內(nèi)部的電纜頭（三向引線）附近過(guò)熱的不良現(xiàn)象，就是實(shí)際安裝時(shí)對(duì)主絕緣進(jìn)行壓制的流程出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致電纜頭出現(xiàn)絕緣問(wèn)題，引發(fā)設(shè)備故障。因此，在制作電纜頭時(shí)，可以把引線和接線的主絕緣和端部絕緣分別弄成筆頭狀，并用工具（細(xì)砂紙）磨平，從而確保絕緣的穩(wěn)定性。

2.3 使用紅外線進(jìn)行檢測(cè)

（1）發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)和應(yīng)用前景。該技術(shù)實(shí)質(zhì)上是提前預(yù)測(cè)電氣設(shè)備即將出現(xiàn)的各種前期故障，推測(cè)絕緣效果，適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)中電力為主的相關(guān)企業(yè)需求。把預(yù)防實(shí)驗(yàn)（引進(jìn)時(shí)間是1950年以后，具體以前蘇聯(lián)的要求為標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）改進(jìn)到預(yù)先得知具體數(shù)據(jù)的水平之上。在特點(diǎn)上，該技術(shù)可進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量，不用直接接觸機(jī)器，不用抽取樣品，不用接觸實(shí)際物品，同時(shí)更容易觀察，更易發(fā)現(xiàn)故障。在前景上，這種技術(shù)在國(guó)內(nèi)外受到電力部門(mén)的廣泛關(guān)注。該技術(shù)可以保證電氣設(shè)備的安全性和長(zhǎng)期有效性，在當(dāng)前設(shè)備檢修領(lǐng)域中，有著不可限量的前景。

（2）原理和具體操作流程。把紅外線應(yīng)用到電氣設(shè)備的實(shí)際檢測(cè)當(dāng)中，體現(xiàn)了對(duì)高科技的具體應(yīng)用和發(fā)揮。該技術(shù)是由計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)、先進(jìn)的處理圖像的技術(shù)、對(duì)光電進(jìn)行成像的技術(shù)這幾種技術(shù)組成。首先，工作人開(kāi)啟設(shè)備，及時(shí)收集設(shè)備對(duì)紅外線的有關(guān)放射，進(jìn)而快速在屏幕上讀取經(jīng)過(guò)圖像功能技術(shù)加工以后才形成的實(shí)際熱像圖。然后，仔細(xì)觀察屏幕，對(duì)熱像圖進(jìn)行分析和判斷，職工就可以切實(shí)掌握機(jī)器表面具體的熱量分布情況。最后，在實(shí)際資料的指引下，對(duì)機(jī)器進(jìn)行維修和調(diào)整。例如，在熱像技術(shù)的使用上，在對(duì)電器設(shè)備進(jìn)行預(yù)先檢測(cè)基礎(chǔ)上，掌握設(shè)備動(dòng)態(tài)，工作人員首先進(jìn)行溫度測(cè)量。相對(duì)于傳統(tǒng)（熱電偶）技術(shù)，該技術(shù)可以在規(guī)定時(shí)間、數(shù)量、及時(shí)測(cè)量出相應(yīng)發(fā)熱處溫度。然后，再進(jìn)行掃描，與此同時(shí)可以及時(shí)適應(yīng)設(shè)備運(yùn)作畫(huà)出溫度變化的熱像圖。寬量程在-20～2000 ℃之間，其中，檢測(cè)設(shè)備熱故障的分辨率是0.05 ℃。最后，得出相應(yīng)數(shù)據(jù)和結(jié)論，從而及時(shí)控制機(jī)器運(yùn)作方向和狀況，以減小不必要的損失。

總而言之，在當(dāng)今社會(huì)普遍的形勢(shì)之下，電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用不可忽視，我們必須正視電氣設(shè)備對(duì)我們社會(huì)發(fā)展做出的卓越貢獻(xiàn)。同時(shí)，結(jié)合電氣設(shè)備自身現(xiàn)狀，全面分析該設(shè)備在使用過(guò)程中不可避免的熱故障問(wèn)題，在分析和研究該技術(shù)的局限性和具體原理的同時(shí)，探索出適應(yīng)各個(gè)類型設(shè)備需求的防治措施。從而降低和克服各種熱故障缺陷，減低損失，提高收益。

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