電氣設(shè)備熱故障分析與對策研究

鄧海峰

（大慶石化公司化工一廠，黑龍江 大慶 163000）

1 電氣設(shè)備熱故障的類型

1.1 電氣設(shè)備的外部熱故障

電氣設(shè)備的外部故障中最容易被排查出來的就是線纜接觸不良。隨著電氣設(shè)備的使用時間過長使得部分線纜的絕緣皮破損，暴露出了里面的裸接頭，長此以往容易發(fā)生線纜之間的接觸不良現(xiàn)象，若果空氣中的濕度較大，還有可能引發(fā)電氣設(shè)備短路現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電氣設(shè)備的熱故障；如果通過該段線纜的電壓較高時，導(dǎo)致裸露的線纜接頭溫度升高，其電阻會逐漸變大，長此以往循環(huán)往復(fù)，很容易為電氣設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)埋下安全隱患，據(jù)電氣設(shè)備專業(yè)人士統(tǒng)計，外部接觸不良是最常見的熱故障問題。

1.2 內(nèi)部熱故障

除了電氣設(shè)備的外部熱故障，內(nèi)部熱故障出現(xiàn)的次數(shù)也相差無幾。電氣設(shè)備的內(nèi)部熱故障就是由于電器系統(tǒng)的回路發(fā)生故障以及絕緣體介質(zhì)惡化了，從而引發(fā)的電氣設(shè)備內(nèi)部故障。電氣設(shè)備的電氣回路故障發(fā)生在電氣設(shè)備機殼里、絕緣油皮里以及固體絕緣零部件里，相較于電氣設(shè)備的外部熱故障來說，其內(nèi)部熱故障存在更大的安全隱患且在設(shè)備維護時不易排查，這無疑對電氣設(shè)備的維修人員提出了更高的專業(yè)要求，所以必須在故障剛露頭時就將其“識破”，并采取有效措施將損失降到最低。歸根結(jié)底，要想準確有效的排查并解決電氣設(shè)備的內(nèi)部熱故障需要深入分析電氣設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、現(xiàn)行狀態(tài)以及工作方式等。

2 電氣設(shè)備熱故障的影響及危害

2.1 電氣設(shè)備熱故障的影響

電氣設(shè)備的熱故障導(dǎo)致設(shè)備溫度升高，由此產(chǎn)生的不良現(xiàn)象有很多，最常見的主要有絕緣材料性能降低、電氣設(shè)備的機械強度下降以及線纜裸露接觸部分性能降低等，以下做簡要概述。

（1）電氣設(shè)備的熱故障易致其絕緣性能降低。一般的導(dǎo)體或其它用電設(shè)備的絕緣程度主要取決于該設(shè)備是否具有較強的耐熱性，在此基礎(chǔ)之上，用電設(shè)備的額定功率或?qū)w的額定電壓是衡量用電設(shè)備絕緣在正常運轉(zhuǎn)時所能承受的最高溫度的檢驗標準，根據(jù)國家相關(guān)標準，將電氣設(shè)備的耐熱等級分為七級，例如補強的云母絕緣材料、石英、玻璃等可以在大于一百八十度的高溫下維持正常工作兩萬小時，一般的，大多數(shù)的絕緣材料可以用國際通用的八度規(guī)則，即溫度每超過其耐熱上限八度，該電氣設(shè)備的使用壽命便減少一年。

（2）電氣設(shè)備的熱故障導(dǎo)致其機械強度降低。每種類型的電氣設(shè)備都有其固定的耐熱上限溫度，如果超過這個臨界溫度將導(dǎo)致電氣設(shè)備的機械強度明顯下降，原因之一便是通過該電氣設(shè)備的電流過高導(dǎo)致其承受的溫度居高不下，電氣設(shè)備材料會發(fā)生慢性退火，甚至喪失其機械強度，機械強度急劇下降自然導(dǎo)致電氣設(shè)備的機殼變形甚至損壞。

（3）電氣設(shè)備的熱故障導(dǎo)致其接觸點的性能下降。電氣設(shè)備長時間承受高溫，在熱故障的接觸點會導(dǎo)致其發(fā)生氧化進而生成氧化薄膜，增大其電阻。發(fā)生氧化的速度與氧化薄膜的薄厚與接觸點的溫度高低成正相關(guān)，如果該現(xiàn)象長時間未為發(fā)現(xiàn)則很可能導(dǎo)致接觸點的氧化速度加快，發(fā)生電氣設(shè)備的零部件退火，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)，引發(fā)一系列熱故障現(xiàn)象，甚至帶來火災(zāi)的隱患。

2.2 電氣設(shè)備的熱故障危害

隨著我國的電力需求與電網(wǎng)規(guī)模逐步擴大電氣設(shè)備的熱故障問題日益顯現(xiàn)，會引發(fā)一系列的不良現(xiàn)象。典型的有，不良接觸點溫度持續(xù)升高導(dǎo)致局部電阻過大，最后引發(fā)火災(zāi)隱患；明顯降低絕緣材料絕緣性能，降低用電設(shè)備的機械強度，最后大大降低其使用壽命，影響其正常運轉(zhuǎn)，可想而知電氣設(shè)備出現(xiàn)故障必將導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，影響國民的日常用電生活，由此可見電氣設(shè)備的檢測與維修何其重要。

3 熱故障產(chǎn)生的原因

3.1 承載負荷過大造成電氣設(shè)備熱故障

如今電氣行業(yè)突飛猛進，運轉(zhuǎn)中的電氣設(shè)備超負荷工作已是常態(tài)，這就需要研發(fā)出與電氣設(shè)備相匹配的供用電設(shè)備，以免發(fā)生熱故障問題引發(fā)系列不良現(xiàn)象，這不僅會對電氣設(shè)備本身的使用壽命產(chǎn)生影響還會導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓，無法正常運轉(zhuǎn)。其次電氣設(shè)備的載荷過大必將造成部分線纜通過的電流增大，若該段線纜的絕緣皮破損，則容易發(fā)生短路或因溫度過高而發(fā)生火災(zāi)；不僅如此，電氣設(shè)備的線纜接頭不同于一般的導(dǎo)線，如果通過的電流超出所能承載的上限，很可能使得該段線纜的接頭出現(xiàn)松動，甚至出現(xiàn)因線纜接頭過熱最后熔斷，從而引發(fā)火災(zāi)，給相關(guān)工業(yè)企業(yè)帶來經(jīng)濟財產(chǎn)損失，電力系統(tǒng)不能正常工作也會使大量用戶間接蒙受損失。

3.2 電氣設(shè)備維修管理工作不到位引發(fā)電氣設(shè)備熱故障

在我國，雖然電氣設(shè)備的應(yīng)用較純熟，但相關(guān)的維護與維修工作還不夠具體，員工的安全操作規(guī)則更是不夠完善這無疑給電氣行業(yè)的發(fā)展豎起了一道壁壘。最常見的如，對于電氣設(shè)備的接觸頭的檢測與維修工作沒有既定的檢驗標準，維修人員完全依靠自身經(jīng)驗進行故障排查，往往在設(shè)備接觸頭的故障出現(xiàn)之后才想辦法維修，當(dāng)接觸頭的溫度持續(xù)過高時，維修人員也只是盡量降低該段線纜的承載負荷或?qū)㈦姎庠O(shè)備體質(zhì)運轉(zhuǎn)，再整體排查故障的方法，但是這種做法雖意識緩解了故障現(xiàn)象造成的傷害，電氣設(shè)備的安全隱患仍舊存在。

除此之外，相關(guān)的維護與維修人員的責(zé)任意識較低，專業(yè)水平也還不夠高，因此，對于出現(xiàn)接觸頭的熱故障時該段線纜的電阻變化就被忽略了，常常載荷變化以及通過電流的大小變化對線纜溫度的影響也置若罔聞，對電氣設(shè)備沒有完整的溫度以及電阻檢測數(shù)據(jù)，試問，如果忽略了這兩項又何談解決熱故障問題呢？

3.3 環(huán)境的腐蝕易引發(fā)電氣設(shè)備熱故障

除了上述兩種因素外，環(huán)境的腐蝕也會引發(fā)電氣設(shè)備的熱故障。一般的，電氣設(shè)備的外體機殼都是由金屬制成，多長時間暴露于空氣中極容易被氧化腐蝕，更有甚者還會遭到細菌的污染。基于此，如果暴露于空氣中的電氣設(shè)備外體機殼與環(huán)境中其它的金屬制品相互接觸很可能發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，增加對電氣設(shè)備的腐蝕程度。

4 針對電氣設(shè)備熱故障的應(yīng)對措施

4.1 確保金屬質(zhì)量

電氣設(shè)備的熱故障主要有外熱故障和內(nèi)熱故障兩種，在解決措施方面首先可以從外體機殼的制造材料入手，即確保金屬的強度和耐熱性是否良好，其次在選擇線纜時其線芯的金屬性能以及通過電流的負荷量和動熱穩(wěn)定性也要仔細甄別，看是否符合當(dāng)前的電氣設(shè)備，要嚴格挑選具有品質(zhì)保證的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，需要注意的是電氣設(shè)備的線夾，應(yīng)選擇銅和鋁經(jīng)過擴散工藝加工的銅鋁混合產(chǎn)品，對于有質(zhì)量缺陷的產(chǎn)品一定不能買，否則容易造成嚴重事故。

4.2 防止電氣設(shè)備的部分零部件發(fā)生氧化

造成電氣設(shè)備熱故障的原因有很多，解決的措施也很多，但事后維修不如事前預(yù)防更有效。做好電氣設(shè)備零部件被腐蝕氧化的防御措施是重中之重，可以在線纜的接觸頭上涂抹具有防氧化的物質(zhì)，需要注意的是不能用普通的凡士林或其它物理方法，應(yīng)采用更高效的電力復(fù)合脂。

4.3 不必將電氣設(shè)備連接處的螺栓擰的太緊

由于我國的電氣維修人員專業(yè)技能掌握不熟練，實踐經(jīng)驗較少，相信很多人都認為在電氣設(shè)備接觸頭的連接處擰的過緊可以加固穩(wěn)定性，但事實正好相反，由于鋁制的母線具有較低的彈性性能，若將螺栓擰的緊，在外加載荷作用下你可能引發(fā)電氣設(shè)備接觸頭的部分變形，接觸面積變小，該段線纜的電阻自然下降，這會使電氣設(shè)備出現(xiàn)熱故障等問題，因此，不易將螺栓擰的太緊。

5 結(jié)語

我國一直都是工業(yè)大國，對電氣設(shè)備的應(yīng)用更是甚為廣泛，國內(nèi)的電氣設(shè)備工作人員雖可以熟練操作，但對于出現(xiàn)的故障問題確一知半解，那么是什么原因造成電氣設(shè)備的熱故障呢？面對紛繁蕪雜的設(shè)備線路又該采取怎樣的應(yīng)對措施呢？若電氣設(shè)備在出現(xiàn)熱故障時沒有被及時發(fā)現(xiàn)會造成怎樣的后果？首先在治理措施上要確?？諝飧稍锊⒃陔姎庠O(shè)備的接觸點做防氧化措施，以免接頭被氧化；其次電氣設(shè)備的外殼金屬選擇以及線纜的線芯金屬選擇要符合相關(guān)標準；最后提升維修人員的責(zé)任心和專業(yè)技術(shù)水平，提高工作效率。做好電氣設(shè)備的熱故障處理分析需要多方合作，工作人員也要嚴格按照相關(guān)的安全操作規(guī)則進行工作，從根本上提高電氣設(shè)備的使用壽命，相信我國的電氣行業(yè)在未來發(fā)展更好。