低壓電氣設備熱故障分析及對策

摘要：低壓電氣設備往往因熱故障而頻繁影響其安全穩定運行，本文通過對低壓電氣設備發熱原因及熱故障的分析，提出相應的處理對策，可有效減少設備事故的發生。

關鍵詞：電氣設備故障分析對策

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)2(c)-0000-00

隨著社會經濟的快速發展，低壓電氣設備的使用量急劇增多，在電氣設備的使用中，因熱故障造成的設備停電及損壞事故頻繁發生，極大地影響了設備的安全穩定運行。因此，電氣設備發熱問題必須引起重視，認真研究其發生的原因，通過對低壓電氣發熱規律的分析，能及早的發現問題、處理問題，可有效降低電氣設備事故率。

1低壓電氣設備發熱原因

1.1內部致熱。低壓電氣設備工作時，由于電流通過導體和線圈產生電阻損耗以及導體內部電子的流動而產生熱量。對于交流而言，由于交變磁場的作用，在鐵磁體內產生渦流和磁滯損耗，在絕緣體內產生介質損耗。這些損耗幾乎全部轉換成熱能，一部分熱能直接使電氣設備本體溫度升高，而另一部分熱能則散失在周圍的介質中。這些電能的損耗主要包括以下幾種：

（1）介質損耗，絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗。根據形成的機理可分為弛豫損耗、共振損耗和電導損耗，這種發熱稱為電壓效應引起的發熱，發熱功率主要取決于電壓的高低；

（2）電阻損耗，電流通過導體時，在導體電阻作用下因產生的能量損耗。這種發熱稱為電流效應引起的發熱，發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、渦流現象而產生的電能損耗，包括磁性材料的磁滯損耗和渦流損耗以及剩余損耗，這種發熱稱為電磁效應引起的發熱。

內部熱故障主要發生在導電回路和絕緣介質上，其內部發熱機理因設備內部結構和運行狀態的不同而異，一般可概括為：電壓分布不均勻，導體連接或接觸不良、介質損耗增大或泄漏電流過大、因絕緣老化、缺油、受潮等產生局部放電、磁回路不正常等。

1.2外部致熱。外部致熱有些是因為表面污穢或機械力作用造成外絕緣性能下降，其發熱功率取決于外絕緣的泄漏電流與絕緣電阻；而大多數是因電氣接頭長期暴露在大氣中，金屬導體表面受電化學腐蝕及因熱脹冷縮接觸面壓力減小使導體連接部位接觸不良，如電氣線路觸點、接頭部分螺絲松動、觸點燒壞等形成較大的接觸電阻，其發熱功率取決于通過的電流與接觸電阻的大小。

2低壓電氣設備熱故障分析

低壓電氣設備運行時，不管是內部致熱還是外部致熱，都是不可避免的。電氣設備在正常工作時有一個相對較為穩定的溫升值，雖然在設備設計和制造過程中已經考慮設備運行時溫度升高的因素，但設備在使用過程中，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、空氣污染等環境中，溫度會不斷增加，設備的內部或外部某些薄弱部位往往會出現異常的溫度分布或異常的發熱現象，輕者會影響設備的某些性能，重者燒毀設備，情況嚴重時會發生短路爆炸等嚴重后果。一般情況下，電氣設備從發熱到出現故障大致可分為以下三個階段。

2.1溫度變化階段

由于低壓電氣設備長時間連續工作，電氣設備接線頭、觸點等部位溫度會不斷上升，這一過程持續時間往往會比較長，且無明顯表面特征，不易發現。

2.2溫度快速上升階段

當低壓電氣設備的運行溫度超過了允許溫度值時，金屬導體間的氧化現象會進一步加劇，溫度會急劇增加，并在不同材料中表現出一些特定的發熱特征，如絕緣材料會發黃或發黑，金屬表面發白或變黑，此時，絕緣電阻會下降，會出現異味甚至冒煙等明顯的發熱特征。

2.3故障階段

當低壓電氣設備溫度上升到一定值時，就會引起電氣設備的某些性能降低，設備工作出現異常，甚至燒毀等嚴重后果。

3低壓電氣設備熱故障處理對策

熱故障按溫升的高低及對設備的危害程度可分為一般熱故障、嚴重熱故障和危險熱故障三種：

3.1一般熱故障：其導體觸點溫度與正常運行條件的設備相比，該觸點有一定的溫度上升，如用紅外熱像儀測量，則呈現輕微的熱像特征。此種情況應引起注意，做好相關記錄，并加強跟蹤觀察，防止故障程度的加重。

3.2嚴重熱故障：發熱點溫度高，紅外熱像儀測量有明顯的熱像特征，故障點已造成嚴重熱損傷，對設備的安全運行構成嚴重威脅，此種故障應嚴加監控，在縮短監控周期條件下，應盡快安排停運檢修處理。

3.3危險熱故障：發熱點溫度超過該材料規定的最高允許值，紅外熱像儀測量時，熱像圖非常清晰，外觀檢查可看到嚴重的燒損痕跡。這種故障隨時可能造成嚴重的突發性設備事故，必須立即退出運行，進行徹底檢修。

4結束語

低壓電氣設備發熱在設備缺陷管理中已成為一個越來越突出的問題。電氣設備熱故障診斷技術對預防熱故障發生是十分必要和有效的一種設備檢測手段，通過紅外熱像儀檢測能準確判斷運行電氣設備的某些發熱故障，可做到防范于未然，有效地減少設備事故，降低維護費用，其優點是顯而易見的。低壓設備熱故障的更深入研究及先進檢測設備推廣應用，必將在保證低壓電氣設備的安全穩定運行方面發揮積極的作用。

參考文獻

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