電力變電站運行設(shè)備發(fā)熱原因與預(yù)防措施研究

邸福濤

（國家電投集團江蘇海上風(fēng)力發(fā)電有限公司，江蘇 鹽城 224000）

電力變電站作為能源供應(yīng)的重要環(huán)節(jié)，承擔(dān)著將高壓輸電線路的電能轉(zhuǎn)換成適合分配和使用的低壓電能的任務(wù)。在變電站運行過程中，設(shè)備發(fā)熱問題一直是人們關(guān)注的焦點。設(shè)備發(fā)熱不僅會加速元器件老化、引起局部過負荷，還可能導(dǎo)致火災(zāi)風(fēng)險，并威脅操作人員健康。因此，解決電力變電站運行設(shè)備發(fā)熱問題具有重要意義。首先，在延長設(shè)備壽命方面，有效控制溫度可以減緩元器件老化速度，提高設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性；其次，在安全隱患方面，防止過載工作狀態(tài)下產(chǎn)生局部過負荷以及預(yù)防火災(zāi)風(fēng)險都是保障人員安全與場所安全必須考慮的因素。通過深入研究并提出針對性措施來解決這一問題，則可以改善整個變電站系統(tǒng)散熱效果、減少事故風(fēng)險，并提升整體運行效率和可靠性。因此，在實踐中采取科學(xué)有效的預(yù)防措施對于確保正常運行、優(yōu)化資源利用和保障供電質(zhì)量具有重要作用。

1 變電站運行設(shè)備發(fā)熱的危害

1.1 溫度過高加速了元器件老化

當(dāng)變電站運行設(shè)備發(fā)熱導(dǎo)致溫度過高時，會加速元器件的老化過程。這種情況下，元器件內(nèi)部的材料可能會因為長時間暴露在高溫環(huán)境中而失去其原有性能和穩(wěn)定性。例如，電子元件中的絕緣材料可能會變得脆弱并容易斷裂，導(dǎo)致電路故障或短路現(xiàn)象[1]。此外，在高溫條件下工作的傳感器、開關(guān)等設(shè)備也容易出現(xiàn)誤差或損壞。如果不及時采取措施來降低設(shè)備發(fā)熱引起的溫度升高，則變電站運行風(fēng)險將大大增加。

1.2 過載工作狀態(tài)下容易引起局部過負荷

當(dāng)變電站運行設(shè)備發(fā)熱導(dǎo)致過載工作狀態(tài)時，容易引起局部過負荷問題。在高溫環(huán)境下，設(shè)備的散熱能力可能會受到限制，導(dǎo)致設(shè)備無法有效地將產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去。這樣一來，在某些關(guān)鍵部件或連接點附近就會形成局部高溫區(qū)域。局部過負荷不僅會對設(shè)備本身造成損害，還可能影響整個變電站的正常運行。例如，在變壓器中，如果繞組或冷卻系統(tǒng)處于過載狀態(tài)，則可能引起絕緣材料老化、油污積聚和內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞等問題。這些問題都有潛在風(fēng)險，并且可能導(dǎo)致電氣事故甚至火災(zāi)。

1.3 高溫可能導(dǎo)致火災(zāi)風(fēng)險

變電站運行設(shè)備發(fā)熱導(dǎo)致高溫可能帶來嚴重的火災(zāi)風(fēng)險。當(dāng)設(shè)備長時間處于高溫狀態(tài)時，其周圍環(huán)境也會受到影響，例如絕緣材料、油污等易燃物質(zhì)可能因為高溫而失去穩(wěn)定性。一旦這些可燃物質(zhì)遭受點燃源或者其他外部因素的作用，就有可能引發(fā)火災(zāi)。在變電站中，特別是在密閉空間內(nèi)，如果存在過多的發(fā)熱設(shè)備和不良散熱條件，則會增加了火災(zāi)爆發(fā)的潛在危險。此外，在高溫下工作的電線、連接器和開關(guān)等元件也容易出現(xiàn)接觸不良或者局部擊穿現(xiàn)象，進一步增加了火災(zāi)風(fēng)險。

1.4 威脅操作人員健康

變電站運行設(shè)備發(fā)熱可能對操作人員的健康構(gòu)成威脅。當(dāng)設(shè)備長時間處于高溫狀態(tài)時，周圍環(huán)境中的溫度也會升高，導(dǎo)致工作場所變得不舒適甚至危險。持續(xù)暴露在高溫環(huán)境下可能引起操作人員體內(nèi)水分流失過多，導(dǎo)致脫水和中暑等健康問題。此外，高溫還會增加空氣中濕度和污染物濃度，并產(chǎn)生有害氣體或化學(xué)物質(zhì)釋放出來。這些因素都可能對操作人員的呼吸系統(tǒng)、皮膚和眼睛造成傷害，并引發(fā)頭暈、惡心、嘔吐等不適癥狀。

2 電力變電站運行設(shè)備發(fā)熱的原因

2.1 運行設(shè)備外部接頭處發(fā)熱原因

運行設(shè)備外部接頭處發(fā)熱是導(dǎo)致電力變電站設(shè)備發(fā)熱的一個常見原因。首先，不良接觸或松動連接可能會導(dǎo)致接頭處產(chǎn)生過多的電阻。當(dāng)電流通過這些高阻抗區(qū)域時，會產(chǎn)生大量的熱能，并使接頭附近溫度升高。例如，在高壓開關(guān)、斷路器和絕緣子等設(shè)備中，如果螺栓未正確擰緊或者存在氧化物積聚，則容易出現(xiàn)不良接觸現(xiàn)象[2]。其次，過載工作狀態(tài)也可能導(dǎo)致運行設(shè)備外部接頭處發(fā)熱。當(dāng)負荷超過設(shè)計容量時，設(shè)備將被迫承受更大的電流負荷，從而在連接點附近產(chǎn)生額外的熱量。這種情況下需要及時調(diào)整負荷以避免長時間超載造成嚴重損壞。此外，在環(huán)境條件惡劣或散熱系統(tǒng)失效的情況下，也可能導(dǎo)致運行設(shè)備外部接頭處發(fā)熱。例如，在高溫環(huán)境中工作、周圍空間限制散熱或風(fēng)扇無法正常工作等都會影響到散熱效果，導(dǎo)致接頭處溫度升高。

2.2 材料本身導(dǎo)致發(fā)熱的原因

電力變電站運行設(shè)備發(fā)熱的原因之一是材料本身導(dǎo)致的。在變電站中，許多設(shè)備和元件使用了各種不同類型的材料，這些材料可能會因為其特性而產(chǎn)生發(fā)熱。首先，有些材料具有較高的電阻率或介質(zhì)損耗，當(dāng)通過它們時會產(chǎn)生額外的能量轉(zhuǎn)化為熱能。例如，在絕緣子、開關(guān)柜等設(shè)備中常用到絕緣膠體或塑料制品作為絕緣層或包覆物[3]。由于這些材料自身存在一定程度上的內(nèi)部摩擦和分子振動現(xiàn)象，使得它們在工作過程中會產(chǎn)生一定數(shù)量的熱量。其次，金屬導(dǎo)體也可能因為自身電阻而引起發(fā)熱問題。根據(jù)歐姆定律，在通過導(dǎo)線時如果存在較大電流，將會產(chǎn)生相應(yīng)大小的功率損耗，并以熱能形式釋放出來。尤其是在長距離輸送大功率時，如高壓輸電線路中所使用到銅、鋁等金屬導(dǎo)體都會受到該影響。

2.3 設(shè)備使用不當(dāng)造成的發(fā)熱原因

電力變電站運行設(shè)備發(fā)熱的原因之一是設(shè)備使用不當(dāng)所導(dǎo)致的。首先，錯誤安裝或連接可能會導(dǎo)致接觸不良、過緊或松動等問題，從而增加了接頭處產(chǎn)生額外熱量的風(fēng)險。例如，在高壓開關(guān)和斷路器中，如果螺栓未正確擰緊或存在氧化物積聚，則容易出現(xiàn)不良接觸現(xiàn)象。其次，負載管理失誤也可能導(dǎo)致過度工作狀態(tài)并引起發(fā)熱。如果負荷超過設(shè)計容量時，設(shè)備將被迫承受更大的電流負荷，并在連接點附近產(chǎn)生額外熱量。這種情況下需要及時調(diào)整負荷以避免長時間超載造成嚴重損壞。最后，忽視環(huán)境條件也可能導(dǎo)致發(fā)熱問題。例如，在高溫環(huán)境中工作、周圍空間限制散熱或風(fēng)扇無法正常工作等都會影響到設(shè)備的散熱效果，導(dǎo)致發(fā)熱。

2.4 檢修不當(dāng)造成的設(shè)備發(fā)熱原因

電力變電站運行設(shè)備發(fā)熱的原因之一是檢修不當(dāng)所導(dǎo)致的。首先，錯誤維護和保養(yǎng)可能會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部積聚灰塵、污垢或油脂等物質(zhì)，阻礙了散熱系統(tǒng)正常工作。例如，在風(fēng)扇、散熱器和通風(fēng)孔等處堆積過多灰塵會降低空氣流動效果，從而影響到設(shè)備的散熱性能。其次，使用劣質(zhì)材料進行維修也可能對設(shè)備產(chǎn)生不良影響并增加發(fā)熱風(fēng)險[4]。如果使用了低質(zhì)量或與原始規(guī)格不符合要求的零件來替換損壞元件，則可能導(dǎo)致接觸不良、傳導(dǎo)性能下降以及額外功率損耗等問題。此外，在拆卸和重新組裝過程中未正確安裝密封圈、墊片或緊固螺栓也容易造成漏氣現(xiàn)象，并使得溫度升高。最后，忽視操作手冊中給出的指示和建議也可能對設(shè)備正常運行產(chǎn)生負面影響。例如，在潤滑劑的選擇和使用上不遵循操作手冊中的建議，可能導(dǎo)致摩擦增加、磨損加劇以及發(fā)熱問題。

3 預(yù)防電力變電站設(shè)備運行發(fā)熱的有效措施

3.1 采取有效的監(jiān)控措施

3.1.1 示溫蠟片法

示溫蠟片法是一種常用的監(jiān)控電力變電站設(shè)備運行發(fā)熱的有效措施。該方法通過使用示溫蠟片來檢測設(shè)備表面的溫度，以判斷是否存在過熱現(xiàn)象。示溫蠟片是一種特殊設(shè)計的材料，其成分和結(jié)構(gòu)使得它在不同溫度下會呈現(xiàn)出不同顏色或形態(tài)變化。將這些示溫蠟片粘貼到設(shè)備表面后，在工作過程中，如果設(shè)備產(chǎn)生異常發(fā)熱，則相應(yīng)位置上的示溫蠟片會顯示出顏色或形態(tài)變化。通過定期觀察和記錄這些示溫蠟片的狀態(tài)，可以及時發(fā)現(xiàn)并識別潛在問題，并采取適當(dāng)措施進行修復(fù)或調(diào)整。例如，如果某個區(qū)域上的示溫蠟片顯示出明顯高于正常范圍內(nèi)的顏色變化，則可能意味著該區(qū)域存在過熱問題，需要進一步檢查和處理。采用示溫蠟片法具有簡單、直觀、經(jīng)濟等優(yōu)點。它能夠提供實時且可視化的反饋信息，并幫助操作人員快速了解設(shè)備運行情況。同時，在預(yù)防火災(zāi)風(fēng)險和保護設(shè)備安全方面也起到了重要作用。

3.1.2 紅外監(jiān)測法

紅外監(jiān)測法是一種常用的預(yù)防電力變電站設(shè)備運行發(fā)熱問題的有效措施。該方法通過使用紅外熱像儀或紅外測溫儀來檢測設(shè)備表面的溫度分布，以及異常高溫區(qū)域。紅外監(jiān)測法基于物體輻射出的紅外能量與其表面溫度之間存在關(guān)系。通過將紅外熱像儀或紅外測溫儀對準設(shè)備表面進行掃描，可以實時獲取不同位置上的溫度數(shù)據(jù)，并生成相應(yīng)的熱圖或數(shù)字顯示結(jié)果[5]。這些數(shù)據(jù)和圖像可以幫助操作人員快速了解設(shè)備是否存在過熱現(xiàn)象，并確定可能引起發(fā)熱問題的具體部位。

3.2 加強電力變電站的巡查工作

加強電力變電站的巡查工作是預(yù)防設(shè)備運行發(fā)熱問題的一項重要措施。加強電力變電站的巡查工作有助于及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行發(fā)熱問題，并采取相應(yīng)預(yù)防措施以確保設(shè)備正常運行與安全性能。同時，通過定期巡視和檢查還可以幫助延長設(shè)備壽命、減少故障率，并提高整個變電站的可靠性和穩(wěn)定性。首先，要定期巡視和檢查設(shè)備狀態(tài)。通過定期對電力變電站進行全面巡視和檢查，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障或異常情況，并采取相應(yīng)措施進行修復(fù)或調(diào)整。這包括觀察設(shè)備表面是否有明顯過熱跡象、聽取操作人員反饋以了解可能存在的問題等。其次，要注意細節(jié)并留意異?，F(xiàn)象。在巡視過程中需要特別關(guān)注連接點、接頭處以及其他易受損部位是否存在松動、脫落或氧化等情況。同時還需留意溫度計數(shù)值是否正常、風(fēng)扇運轉(zhuǎn)是否正常等細節(jié)信息。最后，建立完善記錄與報告機制。將每次巡查所得到的數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果記錄下來，并及時向相關(guān)人員報告。這樣可以形成一份完整的巡查記錄，為后續(xù)分析和決策提供依據(jù)。

3.3 提高技術(shù)人員的專業(yè)能力

提高技術(shù)人員的專業(yè)能力是預(yù)防電力變電站設(shè)備運行發(fā)熱問題的重要措施。通過提高技術(shù)人員的專業(yè)能力，可以增強他們對設(shè)備運行發(fā)熱問題的理解和處理能力。這樣不僅有助于及早發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，還可以提高整個電力變電站系統(tǒng)運行效率、降低事故風(fēng)險，并確保設(shè)備長期穩(wěn)定可靠地運行。首先，要加強培訓(xùn)和學(xué)習(xí)。通過定期組織培訓(xùn)課程、參加相關(guān)研討會以及持續(xù)學(xué)習(xí)新知識和技術(shù)，可以幫助技術(shù)人員不斷更新自己的專業(yè)知識，并了解最新的設(shè)備運行與維護標準[6]。其次，要建立健全的知識管理體系。將過去經(jīng)驗教訓(xùn)進行總結(jié)歸納，并形成一套完善的操作手冊和規(guī)范流程。這樣可以確保技術(shù)人員在工作中有明確的指導(dǎo)并遵循正確的操作方法。最后，要注重安全意識和責(zé)任心的培養(yǎng)。加強對技術(shù)人員的安全教育，提高他們對設(shè)備運行發(fā)熱問題及其潛在危害的認識，并鼓勵他們主動參與預(yù)防措施的制定和實施。

3.4 重視對電力設(shè)備的安裝管理

重視對電力設(shè)備的安裝管理是預(yù)防電力變電站設(shè)備運行發(fā)熱問題的一項關(guān)鍵措施。通過重視對電力設(shè)備的安裝管理，可以確保設(shè)備在正常工作狀態(tài)下減少發(fā)熱問題。這樣不僅能夠延長設(shè)備壽命、降低故障率，還能提高整個變電站系統(tǒng)運行效率和可靠性。首先，確保合理設(shè)計和規(guī)范安裝。其次，嚴格執(zhí)行施工質(zhì)量管理制度。最后，在整個過程中建立健全檔案管理體系并加強信息共享與溝通交流機制。

4 結(jié)語

綜上所述，預(yù)防電力變電站設(shè)備運行發(fā)熱問題是至關(guān)重要的。設(shè)備發(fā)熱不僅會加速元器件老化、引起局部過負荷和增加火災(zāi)風(fēng)險，還可能威脅操作人員健康。為了有效預(yù)防這些問題，我們應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)拇胧憾ㄆ跈z查與維護連接點、合理設(shè)計散熱系統(tǒng)、調(diào)整負荷管理以避免過載工作狀態(tài)，并選擇合適的材料來減少能量轉(zhuǎn)化為熱能的損耗。此外，紅外監(jiān)測法可以幫助工作人員及早發(fā)現(xiàn)異常溫度區(qū)域，并采取相應(yīng)措施進行修復(fù)或調(diào)整。同時，加強巡查工作有助于及時發(fā)現(xiàn)潛在故障或異常情況，并采取相應(yīng)措施進行修復(fù)或調(diào)整。通過提高技術(shù)人員的專業(yè)能力和重視對電力設(shè)備的安裝管理，可以確保設(shè)備正常運行并降低事故風(fēng)險。因此，在實踐中需要注重各項措施的落實與執(zhí)行，并建立完善的檔案管理體系和信息共享機制來促進經(jīng)驗交流與學(xué)習(xí)。