電氣設備熱故障產生的原因及防治對策

摘 要：在當前機械化水平不斷提高的背景之下，我們生活和經濟的各個方面對于電氣設備的應用比例也在不斷提高，電氣設備在人們的生產和生活中逐漸發揮著不可替代的作用，然而，電氣設備多易產生熱故障，從而限制電氣設備的正常使用，有甚者更給生產生活帶來各種威脅。筆者認為，應該從電氣設備的具體發熱原理出發，重點研究引發熱故障的各種原因，探索預防和解決熱故障的相應策略。

關鍵詞：電氣設備 熱故障 原因和對策

中圖分類號：TM507文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0094-02

隨著電力行業的大力發展，人們對電氣設備的依賴程度日漸提高，電氣設備廣泛存在的熱故障問題，直接影響到它本身的高效性和安全服務于社會的性能。有鑒于此，本文具體研究了電氣設備自身的發熱原理，并從源頭出發，著重探討導致電氣設備產生該問題的緣由，從而根據電氣設備自身特點和性能，探求能夠適應電力發展要求的，有效解決熱故障缺陷的可行性方法。

1 發熱原理和常見熱故障

自始至終，連接點處發生的熱量問題都是導致電氣設備產生熱故障的重要因素。連接點從部位上來說，表現在電氣設備的連接和電纜、母線與電氣設備的相應連接上。同時，該部位的熱量問題長期對電力發展造成不良影響，應結合設備本身負荷日益加大，群眾安全穩定用電要求強化現狀，重視設備管理的缺陷問題，切實探尋故障原因，從而更好的適應大眾需求。

1.1 發熱原理

首先，從內部條件上來說，電氣設備由于自身存在相應的電阻和線圈，通電后，當電流流過時，會因為電阻消耗而發熱，從而致使電氣設備過熱，繼而出現熱問題，此外，電流在流經導體時，也會發熱。在電磁場影響下，渦流和對于磁滯的消耗也會發生，從而絕緣體在這種條件下出現介質的損耗現象。對于磁滯和介質的消耗，又會轉化為相應的熱能。其次，機器外部的污穢和雜質，以及基于機械力而導致的外部絕緣能力降低問題，會直接影響機器的電流外泄和電阻絕緣，從而影響機器的功率。因此，機器金屬表面會受外部環境影響，根據外漏在空氣中時間長短，產生腐蝕表面和導體之間連接故障（多起因于熱脹冷縮）問題，致使機器出現接點之間相互接觸甚至連接，而導致大電阻的形成，從而改變電器發熱的功率，導致機器出現故障。

1.2 故障原因分析

電氣設備就其熱故障而言可分為內部和外部兩部分。究其原因而言，前者是由于機器內部存在固體、油絕緣的條件，和機殼隔絕條件。在該條件下，電氣出現的回路問題，同時，絕緣介質出現惡劣問題，從而引發機器內部故障。一般來說，此故障需要長時間積累才發生，主要表現在傳導熱量對部分零件的影響上。例如，對電機安全性進行檢查時，發現機器三相電纜接頭變黑，出現局部碳化現象，打開鋁線后，出現黃色粉末分布在表面，并摻雜著許多黑色顆粒物質，則以上現象就可以確定電纜問題出在內部，由于內部線路隔絕不到位，致使電阻變大，從而導致電機熱故障的發生。此外，對高壓機器（電纜）的檢測，可借助測量具體材料溫度來判斷。

此外，對于熱故障的外部動因而言，則可歸因于機器存在于在大氣中的時間問題。如果設備的裸露接頭保持長時間的接觸空氣，容易積累外部雜質、絕緣材料（如外部包裹的皮層）損壞和發生氧化現象，致使電阻變大，90%的外部問題都基于此現象。此種故障共有三個等級，輕度障礙、一般障礙、重度危害。其中，在具體外部故障中，刀閘接觸點問題和線夾熱問題所占比重最大，約為77%，其溫度升高大約為30 ℃，其余部位則盡在20～25 ℃之間。

2 防治對策

2.1 強化檢查

及時對電氣設備進行巡視是發現和預防熱問題的重要方式，尤其是對于大型器械的擁有者而言，必須具體規劃好對設備的巡視頻率和具體線路，安排職工規定時間檢查接頭是否有發熱問題。通常，如果接頭有問題時就會失去其特有的金屬光澤，此外，還會出現導體間連接處色漆色澤變深現象，可憑此進行判斷。也只有保證職工的仔細巡查和研究，才能直接掌握設備熱量動態，控制故障。此外，還要掌握設備的寄存環境和保證設備正常運行，充分考慮天氣問題，尤其是南方夏季，極易引發熱問題，要加大此段時間巡查力度

2.2 提高檢修水平

（1）金具質量。根據實際需求，在金具方面，選擇質量上乘的母線和線夾，從而保證產物的具體載流量以及在熱力和動力方面的穩定性合乎預案要求。線夾的選擇上，要采用兼備銅和鋁的高科技過渡產品，不得使用沒有經過擴散焊做工加工過的劣質品。因為銅和鋁實際電勢之間差距為+1.62 V，不結合條件下，容易在大氣中發生化學反應，極易出現熱問題和短路問題，影響機器正常運作，帶來重大損失。

（2）接觸面控制。接頭之間接觸面是否平整直接影響到接頭之間的接觸水平和效果。為保證接觸面的足夠平整，職工可以使用相應工具（如銼刀等）把毛刺和雜物去掉，其中，必須控制好對于母線改進后其截面數值減少多少，通常對銅質要求是不大于原來截面的3%，而鋁質則小于等于5%。

（3）氧化處理。由于設備接頭長時間裸露在空氣中，需要及時防止氧化現象對機器的損害。此時，可以使用導電膏操作，此種材料滴點最低是180 ℃，最高可達220 ℃，不易蒸發，即使溫度最高達到70 ℃的時候，該復合材料的蒸發度仍然小于等于5%，保護和隔離作用十分顯著。此外，該材料還有鋅，能夠提高到點能力，減小電阻。與此同時，需要淘汰掉落后的凡士林（滴點無法超過54 ℃，超過時易發生流失現象，阻隔保護能力直接下降）。

（4）控制好緊固壓力。很多職工進行檢查和維修時，總會出現錯誤控制接頭現象，錯認為螺栓擰得越緊，對設備安全性作用更大。其實就彈性而言，鋁質材料的母線較小，此時，若給螺母超越極限的壓力，材料因為強度小，易變形。導致材料隆起而接觸面因此變小，電阻也隨之加大，產生更多的熱量損耗。不可過度加固螺絲，僅保證彈簧墊圈是被壓平即可，用力矩式的扳手加以輔助也是重要選擇，可以防止出現壓力過大現象。

（5）工藝程序。在進行連接點的安裝時，研究和規劃好一套適應安裝需要的程序十分有必要。工作人員需要根據實際連接點之間的各種熱量問題，確定適應各種需要的具體化的工藝程序。例如，工廠多次發生水泵內部的電纜頭（三向引線）附近過熱的不良現象，就是實際安裝時對主絕緣進行壓制的流程出現問題，導致電纜頭出現絕緣問題，引發設備故障。因此，在制作電纜頭時，可以把引線和接線的主絕緣和端部絕緣分別弄成筆頭狀，并用工具（細砂紙）磨平，從而確保絕緣的穩定性。

2.3 使用紅外線進行檢測

（1）發展現狀、特點和應用前景。該技術實質上是提前預測電氣設備即將出現的各種前期故障，推測絕緣效果，適應了現代社會中電力為主的相關企業需求。把預防實驗（引進時間是1950年以后，具體以前蘇聯的要求為標準和規范）改進到預先得知具體數據的水平之上。在特點上，該技術可進行遠距離測量，不用直接接觸機器，不用抽取樣品，不用接觸實際物品，同時更容易觀察，更易發現故障。在前景上，這種技術在國內外受到電力部門的廣泛關注。該技術可以保證電氣設備的安全性和長期有效性，在當前設備檢修領域中，有著不可限量的前景。

（2）原理和具體操作流程。把紅外線應用到電氣設備的實際檢測當中，體現了對高科技的具體應用和發揮。該技術是由計算機相關技術、先進的處理圖像的技術、對光電進行成像的技術這幾種技術組成。首先，工作人開啟設備，及時收集設備對紅外線的有關放射，進而快速在屏幕上讀取經過圖像功能技術加工以后才形成的實際熱像圖。然后，仔細觀察屏幕，對熱像圖進行分析和判斷，職工就可以切實掌握機器表面具體的熱量分布情況。最后，在實際資料的指引下，對機器進行維修和調整。例如，在熱像技術的使用上，在對電器設備進行預先檢測基礎上，掌握設備動態，工作人員首先進行溫度測量。相對于傳統（熱電偶）技術，該技術可以在規定時間、數量、及時測量出相應發熱處溫度。然后，再進行掃描，與此同時可以及時適應設備運作畫出溫度變化的熱像圖。寬量程在-20～2000 ℃之間，其中，檢測設備熱故障的分辨率是0.05 ℃。最后，得出相應數據和結論，從而及時控制機器運作方向和狀況，以減小不必要的損失。

總而言之，在當今社會普遍的形勢之下，電氣設備的廣泛應用不可忽視，我們必須正視電氣設備對我們社會發展做出的卓越貢獻。同時，結合電氣設備自身現狀，全面分析該設備在使用過程中不可避免的熱故障問題，在分析和研究該技術的局限性和具體原理的同時，探索出適應各個類型設備需求的防治措施。從而降低和克服各種熱故障缺陷，減低損失，提高收益。

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