低壓電氣設(shè)備產(chǎn)生熱故障的原因及其對策探討

崔景道,劉 茜（中煤大屯煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司,江蘇 徐州 221600）

低壓電氣設(shè)備產(chǎn)生熱故障的原因及其對策探討

崔景道,劉 茜
（中煤大屯煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司,江蘇 徐州 221600）

摘 要：近些年無數(shù)的電氣設(shè)備進(jìn)入千家萬戶，電氣設(shè)備逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ畈豢煞指畹囊徊糠郑覈I(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿σ矎囊郧暗臒崮茏優(yōu)槿缃竦碾娔堋８魇礁鳂拥碾姎庠O(shè)備在當(dāng)今社會發(fā)揮了越來越重要的作用。然而因?yàn)榧夹g(shù)上的限制，許多電氣尤其是低壓電氣設(shè)備在使用中經(jīng)常發(fā)生熱故障，影響該設(shè)備功能的發(fā)揮。本文簡單介紹了低壓電氣設(shè)備發(fā)熱原理，著重分析了故障發(fā)生原因，并以此為基礎(chǔ)探究解決熱故障的對策。

關(guān)鍵詞：低壓電氣設(shè)備；熱故障；原因

人們對低壓電氣設(shè)備的依賴性越來越大，可以說它們已經(jīng)成為了日常生活必需品。在實(shí)際生活中，低壓電氣設(shè)備經(jīng)常會產(chǎn)生熱故障損壞設(shè)備，從而帶來巨大財(cái)產(chǎn)損失并危害人們的人身安全。幸運(yùn)的是，低壓電氣設(shè)備的熱故障問題已經(jīng)開始受到重視，人們開始分析熱故障產(chǎn)生原因，并嘗試研究解決熱故障的方法。

1 熱故障發(fā)熱原理

低壓電氣設(shè)備發(fā)熱原理主要包括兩個(gè)方面：

（1）設(shè)備內(nèi)部發(fā)熱。低壓電氣設(shè)備內(nèi)部安裝有大量的電阻和導(dǎo)線，當(dāng)電氣設(shè)備通電工作后，內(nèi)置電阻會消耗電能產(chǎn)生熱量，如果該設(shè)備沒有安裝散熱系統(tǒng)或者散熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障沒能及時(shí)散熱，那么該設(shè)備就會發(fā)生熱故障；同時(shí)設(shè)備內(nèi)大量的導(dǎo)線在傳輸電流的過程中也會產(chǎn)生少量熱量，這兩部分產(chǎn)生的熱量占該設(shè)備內(nèi)所有元件產(chǎn)生熱量的60%以上[1]。由于低壓電氣設(shè)備內(nèi)的導(dǎo)線都是以線圈的形式存在，所以在通電后線圈會產(chǎn)生電磁場，此時(shí)介質(zhì)消耗也會轉(zhuǎn)換為一定的熱能。

（2）設(shè)備外部環(huán)境導(dǎo)致發(fā)熱。如果低壓電氣設(shè)備的工作環(huán)境內(nèi)存在較多粉塵等其他雜質(zhì)，或者設(shè)備外部材料的絕緣性變差，就會使該設(shè)備外部的金屬變成一個(gè)較大的電阻，進(jìn)而使低壓電氣設(shè)備的功率變大，產(chǎn)生熱能增多，最終導(dǎo)致該設(shè)備產(chǎn)生熱故障。

2 熱故障發(fā)生原因

經(jīng)過研究我們了解到引起低壓電氣設(shè)備發(fā)生熱故障的原因主要分為內(nèi)部原因和外部原因。

因內(nèi)部元件發(fā)生熱故障的原因在于低壓電氣設(shè)備內(nèi)具有絕緣裝置，設(shè)備的外殼也是不導(dǎo)電的，這種情況下如果該設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)回路的同時(shí)設(shè)備上的絕緣物質(zhì)發(fā)生問題具有了導(dǎo)電性質(zhì)，就會引起低壓電氣設(shè)備產(chǎn)生熱故障[2]。通常情況下，這一原因引發(fā)熱故障需要經(jīng)過很長一段時(shí)間的積累，才能出現(xiàn)較嚴(yán)重的后果。內(nèi)部熱故障發(fā)生的原因隨內(nèi)部發(fā)熱結(jié)構(gòu)不同而不同，可以總結(jié)為3種情況：低壓電氣設(shè)備內(nèi)的各元件之間電壓分布不均衡；內(nèi)置導(dǎo)體接觸不良導(dǎo)致電阻值增大、泄漏的電流過多、內(nèi)部介質(zhì)損耗嚴(yán)重；絕緣體受損變?yōu)閷?dǎo)體，因?yàn)榄h(huán)境潮濕引起設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電，設(shè)備內(nèi)的電磁場異常。

對低壓電氣設(shè)備的外部元件來說，引起熱故障的原因主要是空氣的氧化作用。因?yàn)闃?gòu)成電氣設(shè)備的主要原料就是金屬如螺絲、線路接點(diǎn)等等，當(dāng)這些金屬長時(shí)間暴露在空氣中就會被空氣中的氧化物和雜質(zhì)氧化，從而形成一個(gè)較大的電阻，使該設(shè)備外表面發(fā)熱進(jìn)而出現(xiàn)熱故障。通常因外部原因?qū)е碌臒峁收媳环譃?個(gè)等級：輕度故障、一般故障、重度故障，其中最常見的是一般故障。

3 熱故障解決對策

3.1 選用質(zhì)量上乘的原材料

與其等低壓電氣設(shè)備發(fā)生熱故障再去維修，不如從根本上降低熱故障風(fēng)險(xiǎn)。在設(shè)計(jì)制造低壓電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)該選用質(zhì)量好、性能優(yōu)的材料，例如設(shè)備內(nèi)置的元件應(yīng)該具有物理性能穩(wěn)定、不易被腐蝕、耐高溫等特點(diǎn)；在選擇設(shè)備的外部材料時(shí)應(yīng)該考慮到設(shè)備的絕緣性和電阻值大小的問題，保證即使設(shè)備外部元件因?yàn)榄h(huán)境問題發(fā)生變異而導(dǎo)電時(shí)它的電阻值也比較小，從而降低發(fā)熱量，消除熱故障風(fēng)險(xiǎn)。

（1）設(shè)備內(nèi)部金屬元件選擇。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在選擇設(shè)備內(nèi)部元件時(shí)應(yīng)該選用質(zhì)量較高的線夾和母線，以確保該設(shè)備可承載電流量多少符合行業(yè)內(nèi)相關(guān)規(guī)定。在設(shè)計(jì)低壓電氣設(shè)備時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對各種金屬的物理性能有細(xì)致地了解。考慮到鋁和銅之間的電勢差比較大，暴露在空氣中時(shí)容易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，通電后產(chǎn)熱量較多或者發(fā)生短路等問題，所以實(shí)際選用的線夾必須同時(shí)具有鋁和銅兩種金屬的性能，不能選擇沒有使用擴(kuò)散焊接技術(shù)加工過的線夾。

（2）將接觸面磨平。因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)各元件的接觸面的平整度與元件接觸頭的接觸程度密切相關(guān)，觸頭好的元件之間電阻值小，接觸不好的元件之間的電阻值較大，接通電源后產(chǎn)熱也比較多。因此必須將元件的接觸面磨平，剔除接觸面上的雜質(zhì)[3]。

3.2 提高設(shè)備檢查力度

要想真正解決低壓電氣設(shè)備的熱故障問題，必須提高對該設(shè)備的質(zhì)量檢查力度，防患于未然。對于低壓電氣設(shè)備的安全管理人員來說，做好對該設(shè)備的安全檢查方案并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案執(zhí)行是降低熱故障發(fā)生率的最好措施。這一檢查方案中應(yīng)該包括詳細(xì)的檢查時(shí)間、檢查內(nèi)容、檢查狀況、檢查人員、檢查時(shí)間[4]。另外還應(yīng)該提高安全檢查人員的專業(yè)水平和職業(yè)道德。一個(gè)好的檢測人員必須能夠依照所學(xué)專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)根據(jù)低壓電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)判斷出該設(shè)備有無熱故障問題。在檢查時(shí)檢查人員應(yīng)該充分考慮到低壓電氣設(shè)備的工作環(huán)境和當(dāng)?shù)貧夂驅(qū)υO(shè)備的影響，在氣溫較高時(shí)可以適當(dāng)增加檢查頻率。

3.3 提高維修水平

在發(fā)現(xiàn)低壓電氣設(shè)備出現(xiàn)熱故障問題后，維修人員應(yīng)該及時(shí)檢查故障原因，如果是內(nèi)部元件發(fā)生問題，可以將原來的故障元件替換成質(zhì)量好的元件，替換完成后應(yīng)該在通電情況下測試新元件的工作情況，確保該元件能夠正常運(yùn)行；一般情況下因?yàn)樵O(shè)備外部元件發(fā)生熱故障的故障原因比較明顯，維修人員可以應(yīng)該根據(jù)檢測經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y出故障所在，及時(shí)更換外部元件或者改善它們的氧化情況即可。

4 結(jié)束語

低壓電氣設(shè)備的應(yīng)用范圍越來越廣泛，它的質(zhì)量好壞已經(jīng)和社會發(fā)展快慢息息相關(guān)。就目前發(fā)生較多的熱故障問題，本文圍繞熱故障產(chǎn)生原因，從選用質(zhì)量原材料、提高設(shè)備檢查力度、提高維修水平3個(gè)方面提出了熱故障的解決措施，以減少實(shí)際工作中熱故障發(fā)生率。我們還可以將能夠減少設(shè)備產(chǎn)熱量的新技術(shù)和新材料可以應(yīng)用在低壓電氣設(shè)備的生產(chǎn)中，從根本上解決熱故障問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]藍(lán)雄光.低壓電氣設(shè)備熱故障分析及對策[J].科技資訊,2012(06):124.

[2]高權(quán).電力變壓器故障分析與診斷[D].華北電力大學(xué)（河北）,2009.

[3]李崢.電力變壓器過熱故障綜合診斷技術(shù)研究[D].河海大學(xué),2005.

[4]張啟清.電力變壓器故障診斷專家系統(tǒng)的研究[D].重慶大學(xué),2002.

作者簡介：崔景道（1986-），男，江蘇徐州人，本科，研究方向：電氣。