電氣設備熱故障原因與解決對策

趙相文

新疆和靜新興鑄管公司軋鋼分廠，新疆 和靜 841300

1 電氣設備發熱原因及熱故障

連接點是電氣設備非常重要的一個關鍵點，它是電氣設備之間以及電氣設備與母線或者電纜之間的電氣連接部位。連接點過熱一直電力系統的老問題，電力企業的電氣設備往往因為過熱而發生故障，造成電氣設備停機事故。隨著用設備荷的不斷增加，用戶對供電穩定性的要求越來越高，因此電氣設備的缺陷管理成為一個不可忽略的問題，值得我們引起足夠的重視。

1.1 電氣設備發熱原因

電氣設備在正常運轉時，會因為電流通過電氣設備內部導體和線圈產生電阻損耗以及導體內部的電子流動而產生熱量。由于電磁場的作用，在鐵磁體內部會產生渦流和磁滯損耗，在絕緣體內會產生相應的介質損耗。但是磁滯損耗和介質損耗最終都基本上轉換成熱能，這些熱能中的一部分會直接使電氣設備的溫度升高。電氣設備還會由于外部條件而導致溫度上升，當電氣設備表面污穢或者有機械力作用造成外絕緣性能下降時，其發熱功率取決于外絕緣的泄漏電流和絕緣電阻。當電氣設備長時間暴露在外環境中時，金屬導體表面受化學腐蝕和熱脹冷縮導致導體連接部分發生接觸不良故障，如電氣線路觸點、接頭部分螺絲松動等形成很大的接觸電阻，這是其發熱功率取決通過電氣設備的電流與接觸電阻的大小。

1.2 電氣設備熱故障

電氣設備的熱故障可以分成內部故障和外部故障。電氣設備的內部故障是指由于被封閉在固體絕緣、油絕緣和設備機殼內部的電氣回路故障和絕緣介質劣化所引起的故障。電氣設備的外部故障是指電氣設備中由于長時間暴露在大氣中的裸電氣接頭因為接觸不良而引起的熱故障。很明顯內部故障要比外部故障復雜的多，但是只要根據電氣設備的內部結構和運行狀態，分析金屬導電回路、絕緣介質和氣體等引起的傳導、對流以及電氣設備的溫度分布熱像圖，就能夠對電氣設備的各種內部故障做出判斷。

2 預防電氣設備熱故障的對策

2.1 加強電氣設備的巡視檢查

巡視檢查是及時發現電氣設備過熱的有效手段，擁有大型電氣設備的企業公司都對巡視檢查制定了具體的方法方案，對工作人員的巡視路線和巡視次數都做出了詳細的規定。對于一些正在運行的電氣設備，工作人員要定時查看連接頭的發熱情況。連接頭的發熱情況可以通過仔細的觀察來進行確定，過熱的連接頭會失去金屬特有的光澤，導體上的連接點的色漆顏色會加深等。工作人員在對電氣設備進行巡視時，必須要按照規定的要求認真仔細的檢查才能發現并且確認電氣設備的過熱現象，避免熱故障的發生。除了定期性的巡視外，還應該對電氣設備的運行方式和自然環境進行巡視，例如在南方炎熱的夏季就是一個要頻繁巡視電氣設備過熱的時候。

2.2 加強電氣設備的檢修質量

1）金具質量。電氣設備的母線和設備線夾金具要根據需要選擇優質的產品，產品的載流量和動熱穩定性要能夠符合設計的要求。許多工廠都曾經發生過因電動機開關負荷側母線排與靜觸頭連接部位運行中過熱虛接而造成短路故障，后期檢修才查出是銅鋁搭接接頭存在嚴重的質量問題，銅鋁接頭的制造廠對產品沒有進行嚴格的檢查；2）接頭接觸面處理。電氣設備要求接頭的接觸面平整，接觸面嚴重不平的接頭容易導致接觸不良等現象。工作人員應該要利用銼刀等工具把接觸面嚴重不平的突出點和毛刺銼平，保證接觸面平整光滑，但是這些操作中要注意母線加工后的截面減少值，一般要求銅質不超過圓截面的3%，鋁質不超過5%；3）防氧化處理。電氣設備的接頭由于長期是出于裸露的狀態，因此必須要進行一定的防氧化處理。傳統老式的凡士林已經被淘汰了，應該優先使用電力復合脂（導電膏）；4）緊固壓力控制。有些檢修人員在接頭的連接上存在錯誤的操作，部分人認為連接螺栓擰的越緊越好，其實這是不正確的。電氣設備中鋁質的母線彈性系數小，當螺母承受的壓力達到其臨界壓力值時，會因為材料的強度和壓力問題導致接觸面部分變形隆起，使接觸面積減少，接觸電阻增大。所以在進行螺栓固定時，不要把螺栓過分的擰緊，只要用彈簧墊圈壓平就可以了，必要時還可以應用力矩扳手進行緊固，防止螺母壓力超過臨界值；5）工藝程序。連接點的安裝并非任意的，制定規范的連接點安裝技術程序是非常重要的，我們可以根據連接點過熱的不同類型來制定具體的工藝程序，在進行連接點安裝時就必須要嚴格按照程序進行。連接點若沒有按照規范的程序進行安裝容易造成過熱現象，某工廠的水泵多次出現纜頭過熱現象，檢修人員打開水泵的接線盒時發現三相引線纜頭有不同程度的絕緣損壞。在對熱源頭進行分析時發現主要的原因是主絕緣壓制做纜頭時沒有按工藝標準進行操作。在制作纜頭時，引線的主絕緣與接線端子絕緣應該成鉛筆頭狀，并且要用細砂紙打磨光滑才能保證纜頭主絕緣不回縮。

3 紅外線檢測技術

紅外線檢測技術是一種高科技在線監測技術，它包含了計算機技術、圖像處理技術和光電成像技術，能夠接收設備發出的紅外輻射，并且在經圖像技術后形成的熱像圖顯示在熒光屏上，通過分析熱像圖就可以準確的判斷設備表面的溫度分布情況，在進行電氣設備檢修時具有準確、實時和快速等優點。

紅外線檢測技術能夠對電氣設備的故障缺陷和絕緣性能做出準確的預測，使電氣設備從預防性實驗維修飛躍到預知狀態維修，紅外線檢測技術也代表了現代電力企業發展的方向。紅外線檢測技術在國內外受到普遍的重視和快速的發展，電力企業利用紅外狀態檢測和診斷技術遠距離、不接觸、不取樣和準確快速的優點，實現了實時檢測和診斷電氣設備的大部分熱故障。應用紅外線檢測技術可以有效提高電氣設備的可靠性，對電氣設備運行的經濟效益和降低維修成本都有重大的作用，紅外線檢測技術在現今的設備檢修領域已經不可缺少。

紅外溫度記錄法是紅外線檢測技術在電氣設備中應用最多的方法。利用紅外溫度記錄法可以實現對電氣設備的無損探測、檢測設備性能和運行狀態，熱像儀可以在一定的距離內實時檢測出發熱點的溫度，并且制作出設備的溫度梯度熱像圖，具有較高的靈敏度，可以在設備現場使用。

4 結論

電氣設備熱故障在電氣缺陷管理中已經成為一個突出問題，因此對電氣設備的熱故障進行預防和積極解決顯得尤為重要。紅外線檢測技術對于電氣設備的熱故障處理具有重要的意義，它不僅可以準確的檢測設備的熱故障，做到防范于未然，還可以有效降低設備的維修費用，其優點和重要性是顯而易見的。總之只有做好各方面的工作才能減少熱故障的發生。

[1]姚福申.電氣設備熱故障及其紅外診斷分析[M].湖北人民出版社，2009.

[2]李曉輝，方振平.電氣設備熱故障分析及對策[J].中國西部科技，2008(27).