熱積累引發(fā)電氣設(shè)備故障的分析及對策

中圖分類號：TM507 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-925X(2011)11-0109-01

摘要:電氣設(shè)備在實際生產(chǎn)運行當(dāng)中由于發(fā)熱而引起的故障時常發(fā)生，已經(jīng)成為影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的一個突出問題，值得我們引起重視，并加以解決。本文就電氣設(shè)備發(fā)熱而引發(fā)的各種熱故障進行分析，并且結(jié)合實際提出解決的方案。

關(guān)鍵詞:電氣設(shè)備;熱積累;熱故障

1 引起電氣設(shè)備發(fā)熱的原因及熱故障 

1.1 電氣設(shè)備發(fā)熱情況。根據(jù)電氣設(shè)備現(xiàn)場實際運行情況來看集中表現(xiàn)為：①兩種導(dǎo)體連接時尤其是兩種不同材質(zhì)導(dǎo)體連接時由于接觸不良及接觸面氧化而發(fā)熱。②各類開關(guān)接點由于接觸電阻的存在而引起的發(fā)熱。③輸電電纜的截面積不夠而引起的發(fā)熱。④線圈類電氣設(shè)備如電動機及變壓器，由于感抗的存在以及鐵損致熱等存在而引起的發(fā)熱。⑤由于環(huán)境及介質(zhì)的散熱性能差而引起的發(fā)熱。⑥由于電氣元件本身是發(fā)熱源而引起的發(fā)熱。

1.2 電氣設(shè)備發(fā)熱原因及其故障類型。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。長期帶電的各種電纜接頭、接觸器接點以及高低壓開關(guān)接點因接觸不良常常引起過熱故障。由于接觸不良，導(dǎo)致兩種導(dǎo)體之間存在接觸電阻。電氣設(shè)備在工作的時候，由于電流通過導(dǎo)體必然要消耗能量，電阻把電能轉(zhuǎn)變成熱能將產(chǎn)生電阻損耗發(fā)熱，即電流的熱效應(yīng)。電流I通過電阻R的時間為t秒時，電能轉(zhuǎn)化為熱能的數(shù)值是 Q=0.24I2Rt 。上式說明，通電導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與電流的平方、導(dǎo)體的電阻以及通電的時間成正比。通常電纜及電氣設(shè)備的絕緣材料都有一定的耐熱程度，即長期工作時的允許溫度和允許溫升，超過允許溫升就會加速絕緣材料老化，甚至把絕緣破壞而引發(fā)故障。所謂電氣設(shè)備的熱故障即以上各種發(fā)熱當(dāng)熱積累到一定程度時引發(fā)的電氣設(shè)備故障，具體表現(xiàn)為：電纜接頭、高低壓開關(guān)接點及接觸器接點過熱而燒毀，相間絕緣破壞而短路等。另一類是電氣設(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，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)的溫度變化可以判斷出各種內(nèi)部故障。比如輸電電纜的截流量超過額定值而引起溫升把絕緣破壞而引發(fā)故障。比如電動機繞組、接觸器繞組、繼電器繞組、磁力開關(guān)繞組、變壓器繞組等由于阻抗的存在而引起溫升把絕緣破壞以及此類電器鐵損致熱等存在而引起的故障。還有一類是電氣設(shè)備本身是發(fā)熱源。近年來，大功率電子產(chǎn)品在工業(yè)電氣設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，例如大功率逆變電源、大功率開關(guān)電源、大功率變頻器、大功率整流電源及模塊組件、大功率勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、以及微機型電氣設(shè)備。這些設(shè)備由大量電子元件組成，在大電流作用下很容易發(fā)熱，散熱問題至關(guān)重要，如果不加解決，很容易損壞電氣設(shè)備。

2 預(yù)防電氣設(shè)備熱故障的對策 

2.1 金具質(zhì)量。電纜、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)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。電纜、母線接頭接觸面可采用銼刀把接頭接觸面嚴(yán)重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔。對于接觸器、繼電器的接點在檢修時用細砂紙輕輕打磨，清除氧化層，并使接觸面平整。對于高壓開關(guān)的接點在檢修時一定要測量直阻，發(fā)現(xiàn)不合格應(yīng)該即時處理。

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(dāng)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(dāng)?shù)膲毫Γ瑢斐山佑|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 注意輸電設(shè)備的安全載流量。根據(jù)用電設(shè)備負荷大小計算出額定電流，使電纜的載流量控制在電纜的額定電流值范圍內(nèi)，當(dāng)用電負荷增加后根據(jù)實際情況可考慮增加電纜截面積以增大載流量。

2.6 電動機類電氣設(shè)備不允許堵轉(zhuǎn)和長時間啟動，由于堵轉(zhuǎn)電流和啟動電流非常大，短期內(nèi)可使電機溫升超過允許值而燒毀，所以要有可靠的保護措施。對于大型電動機要有微機型電動機保護裝置，精確的定值對電動機可實現(xiàn)可靠的保護。同時電動機本體要有可靠的散熱性能。

2.7 變壓器類電氣設(shè)備要有可靠的散熱性能。尤其是大型變壓器要有可靠的保護裝置，油路循環(huán)暢通，油溫超過定值能可靠啟動電風(fēng)扇以加強散熱。變壓器油要定期檢驗，保證油質(zhì)合格。對于近年來發(fā)展起來的干式變壓器，散熱問題尤為重要，它采用空氣風(fēng)冷散熱，必須保證電風(fēng)扇溫度自動控制電路的可靠性。

2.8 電氣設(shè)備通風(fēng)散熱。對于大功率電子設(shè)備的發(fā)熱問題，主要是加強通風(fēng)散熱，利用大功率電風(fēng)扇產(chǎn)生強對流空氣進行散熱，定期清洗通風(fēng)濾網(wǎng)及散熱片，對于設(shè)備環(huán)境溫度很高的地方，應(yīng)該加裝制冷空調(diào)設(shè)備。經(jīng)常檢查室內(nèi)溫度，通風(fēng)情況，注意室內(nèi)溫度應(yīng)高于0度，不要超過40度，盡量使室溫控制在25度左右。

2.9 檢測措施。對于電氣運行設(shè)備，運行值班人員要注意觀察儀表及信號指示，定期巡視發(fā)熱情況。用測溫儀檢測電氣運行設(shè)備，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)該即時處理。

結(jié)束： 電氣設(shè)備的發(fā)熱問題是實際存在并且不可避免的，關(guān)鍵是要利用科學(xué)手段控制其發(fā)熱程度，使電氣設(shè)備的發(fā)熱故障率降到最低，確保電氣設(shè)備系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

(1)內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)發(fā)電廠

(2)內(nèi)蒙古輝騰錫勒風(fēng)電廠