低壓電氣設備產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）有限責任公司,江蘇 徐州 221600）

低壓電氣設備產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）有限責任公司,江蘇 徐州 221600）

摘 要：近些年無數的電氣設備進入千家萬戶，電氣設備逐漸成為人們日常生活不可分割的一部分，我國工業生產的主要動力也從以前的熱能變為如今的電能。各式各樣的電氣設備在當今社會發揮了越來越重要的作用。然而因為技術上的限制，許多電氣尤其是低壓電氣設備在使用中經常發生熱故障，影響該設備功能的發揮。本文簡單介紹了低壓電氣設備發熱原理，著重分析了故障發生原因，并以此為基礎探究解決熱故障的對策。

關鍵詞：低壓電氣設備；熱故障；原因

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

1 熱故障發熱原理

低壓電氣設備發熱原理主要包括兩個方面：

（1）設備內部發熱。低壓電氣設備內部安裝有大量的電阻和導線，當電氣設備通電工作后，內置電阻會消耗電能產生熱量，如果該設備沒有安裝散熱系統或者散熱系統出現故障沒能及時散熱，那么該設備就會發生熱故障；同時設備內大量的導線在傳輸電流的過程中也會產生少量熱量，這兩部分產生的熱量占該設備內所有元件產生熱量的60%以上[1]。由于低壓電氣設備內的導線都是以線圈的形式存在，所以在通電后線圈會產生電磁場，此時介質消耗也會轉換為一定的熱能。

（2）設備外部環境導致發熱。如果低壓電氣設備的工作環境內存在較多粉塵等其他雜質，或者設備外部材料的絕緣性變差，就會使該設備外部的金屬變成一個較大的電阻，進而使低壓電氣設備的功率變大，產生熱能增多，最終導致該設備產生熱故障。

2 熱故障發生原因

經過研究我們了解到引起低壓電氣設備發生熱故障的原因主要分為內部原因和外部原因。

因內部元件發生熱故障的原因在于低壓電氣設備內具有絕緣裝置，設備的外殼也是不導電的，這種情況下如果該設備內出現回路的同時設備上的絕緣物質發生問題具有了導電性質，就會引起低壓電氣設備產生熱故障[2]。通常情況下，這一原因引發熱故障需要經過很長一段時間的積累，才能出現較嚴重的后果。內部熱故障發生的原因隨內部發熱結構不同而不同，可以總結為3種情況：低壓電氣設備內的各元件之間電壓分布不均衡；內置導體接觸不良導致電阻值增大、泄漏的電流過多、內部介質損耗嚴重；絕緣體受損變為導體，因為環境潮濕引起設備內部發生局部放電，設備內的電磁場異常。

對低壓電氣設備的外部元件來說，引起熱故障的原因主要是空氣的氧化作用。因為構成電氣設備的主要原料就是金屬如螺絲、線路接點等等，當這些金屬長時間暴露在空氣中就會被空氣中的氧化物和雜質氧化，從而形成一個較大的電阻，使該設備外表面發熱進而出現熱故障。通常因外部原因導致的熱故障被分為3個等級：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 選用質量上乘的原材料

與其等低壓電氣設備發生熱故障再去維修，不如從根本上降低熱故障風險。在設計制造低壓電氣設備時，應該選用質量好、性能優的材料，例如設備內置的元件應該具有物理性能穩定、不易被腐蝕、耐高溫等特點；在選擇設備的外部材料時應該考慮到設備的絕緣性和電阻值大小的問題，保證即使設備外部元件因為環境問題發生變異而導電時它的電阻值也比較小，從而降低發熱量，消除熱故障風險。

（1）設備內部金屬元件選擇。根據實踐經驗，在選擇設備內部元件時應該選用質量較高的線夾和母線，以確保該設備可承載電流量多少符合行業內相關規定。在設計低壓電氣設備時，設計人員應該對各種金屬的物理性能有細致地了解。考慮到鋁和銅之間的電勢差比較大，暴露在空氣中時容易產生化學反應，通電后產熱量較多或者發生短路等問題，所以實際選用的線夾必須同時具有鋁和銅兩種金屬的性能，不能選擇沒有使用擴散焊接技術加工過的線夾。

（2）將接觸面磨平。因為設備內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，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[3]。

3.2 提高設備檢查力度

要想真正解決低壓電氣設備的熱故障問題，必須提高對該設備的質量檢查力度，防患于未然。對于低壓電氣設備的安全管理人員來說，做好對該設備的安全檢查方案并嚴格按照設計方案執行是降低熱故障發生率的最好措施。這一檢查方案中應該包括詳細的檢查時間、檢查內容、檢查狀況、檢查人員、檢查時間[4]。另外還應該提高安全檢查人員的專業水平和職業道德。一個好的檢測人員必須能夠依照所學專業知識和經驗根據低壓電氣設備的運行狀況，及時判斷出該設備有無熱故障問題。在檢查時檢查人員應該充分考慮到低壓電氣設備的工作環境和當地氣候對設備的影響，在氣溫較高時可以適當增加檢查頻率。

3.3 提高維修水平

在發現低壓電氣設備出現熱故障問題后，維修人員應該及時檢查故障原因，如果是內部元件發生問題，可以將原來的故障元件替換成質量好的元件，替換完成后應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行；一般情況下因為設備外部元件發生熱故障的故障原因比較明顯，維修人員可以應該根據檢測經驗目測出故障所在，及時更換外部元件或者改善它們的氧化情況即可。

4 結束語

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

參考文獻：

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

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

[3]李崢.電力變壓器過熱故障綜合診斷技術研究[D].河海大學,2005.

[4]張啟清.電力變壓器故障診斷專家系統的研究[D].重慶大學,2002.

作者簡介：崔景道（1986-），男，江蘇徐州人，本科，研究方向：電氣。