电气设备的发热故障分析及处理

电气设备的发热故障分析及处理

【摘 要】本文主要分析了电气设备发热故障的种类，并总结了故障发生的主要原因，探讨了发热故障的危害，并就电气设备的发热处理对策进行了探讨。

【关键词】电气设备；发热；故障；处理

现阶段，电气设备常常会因为发热而引发电力系统的种种故障，发热故障已经变成了阻碍当前电气设备正常运行的重要原因，怎样将设备的发热故障发觉于初始阶段，并做到了有效的发热处理，这样才能有效减少设备的检修成本，尽量避开停电的故障，保证电网的顺利运行。导致电气设备发热故障的主要因素有很多，主要包括设备增大的接触电阻等，而处理电气设备发热故障的处理对策便是通过运用红外检测技术，尽量争取在故障发生的初始阶段便做到及时而有效的处理。

1 电气设备的发热故障

引起电气设备发热故障的原因主要有两种，一者为外部故障，究其原因就是电气设备经过长时间的运行，电气的接头长期暴露在外，极有可能由于接触不良而导致较大的值阻，最终导致接头出现发热的状况，外部发热故障主要发生在设备的连接点上，连接点所指的是电气设备之间以及它们与母线或电缆之间的电气连接位置。连接点发热是会直接电力系统安全运行的一个比较常见的问题；二者是内部故障，主要是指固体绝缘、油绝缘以及设备壳体内部的电气回路故障和绝缘介质不佳所导致的故障。内部故障的处理必须结合电气设备的内部结构与实际运行状态，并且按照传热学的相关理论，对金属导电回路、绝缘油和气体等导致的传导、对流进行科学分析，并通过电气设备的外部所呈现的温度分布热像图，以便明确各种内部故障。处理电气的内部故障，需根据设备大修标准来大规模的开展修理，并应仔细的检查与打磨触头的各接触面，有效减少设备内部的导电回路值阻，以便有效避免设备发热的问题。

2 电气设备发热故障的主要原因

2.1 短路原因

在电气设备发生短路时，线路中的电流常常会较之以前增加数倍甚至几十倍，会在短时间里产生大量的热能，这些热量相当大，足以烧穿导体的绝缘；并且如果热能碰到周围的易燃物质，就会导致燃烧事故。导致设备短路的主要原因有绝缘老化和高温、潮湿等因素导致的绝缘缺失，或安装电气设备时绝缘中的机械受到了损伤。再者，因为雷击过电压，最终击穿绝缘和接线错误、碰壳等，都极有可能引起短路故障。

2.2 过载原因

在设计时，所选的导线与设备不够科学，或者载流比额定值要大出很多，都会导致设备的过载发热。

2.3 接触不良所致

导线的接头因为连接不够牢固，活动触头接触不良或者铜铝接头的电解腐蚀都会导致出现过热故障。

2.4 铁芯发热原因

变压器与电动机等设备因为绝缘受到了损坏，或者在较长的时间里出现了电压过载、涡流损耗与磁滞损耗增加等问题，这些因素都会导致变压器与电动机铁芯的发热，最终容易导致发生过热现象。

2.5 散热不迅速

一般的电气设备中都会有相应的通风和散热措施，如果破坏了这些方面，就极有可能引起设备过热。

3 电气设备发热故障的危害

3.1 机械强度下降

金属材料温度升高时，会使材料退火软化.当温度超过允许值时，会引起机械强度显著下降。例如，铝导体长期发热超过100℃或短时发热超过150℃时，其抗拉强度将急剧下降。

3.2 接触电阻增加

当温度过高时，导体接触连接处的表面将强烈氧化，产生高电阻率的氧化层薄膜，同时弹簧的弹性和压力下降，使接触电阻增加，温度便随着这一恶性循环进一步升高，因而可能导致接触处松动或烧熔。

3.3 有机绝缘材料老化

有机绝缘材料（棉、丝、纸、木材、橡胶、塑料等）长期受高温作用时，将逐渐老化，就会逐渐失去其机械强度和电气强度，使用寿命大为缩短。老化的速度与发热温度有关。按照电器发热的相关规定，空气中的裸铜、铜合金触头最高允许温度不得超过75℃，用螺栓连接的导体结合部分不得超过90℃（裸铜和裸铝）。

4 电气设备的发热处理对策

发热缺陷对设备和供送电危害巨大，严重时可能烧损设备、线夹或导线，影

响运行，耽搁生产，所以，必须从根源上降低或消除发热缺陷。

4.1 加强巡视检查质量

巡回检查制度是及时发现电气设备过热的有效手段，不断提高和改进设备巡视、检查的方法和质量，使巡回检查工作发挥更大的作用。

对于运行设备，运行值班人员要定期巡视连接头发热的情况。有些连接点过热可通过观察来确定，比如运行中过热的连接点会失去金属光泽，导体上连接点附近涂的色漆颜色加深等值班人员必须按照规定的要求进行认真细致的检查，才能发现各种设备故障、设备隐患作出及时有效的处理，避免事故的发生。除了周期性巡检外，还应该根据设备的特点和运行方式、负荷情况几自然条件的变化等进行巡查。比方说北方下雪季节就是很好的观察设备过热的时候。

4.2 强化检修质量

（1）金具质量

母线及设备线夹金具，根据需要选用优质的产品，载流量几动热稳定性能，应符合设计要求。我厂就多次发生厂用电动机开关负荷侧母线排与静触头连接部位运行中过热虚接造成的短路放炮故障。经查为铜铝搭接接头，制造厂对铜铝接头也无任何检测手段。产品质量存在问题。所以，应积极采用先进的铜铝扩散焊接工艺的铜铝过渡产品坚决杜绝伪劣产品入网运行。

（2）接触面处理

接头接触面可采用锉刀把接头接触面严重不平的地方和毛刺锉掉，使接触面平整光洁，但是应注意母线加工后的截面减少值；铜质不超过原截面的3%，铝质不超过5%。

（3）防氧化

设备接头的接触表面要进行防氧化处理，接头接触面可采用锉刀或砂纸把接头接触面严重不平的地方和毛刺锉掉，使接触面平整光洁，然后涂抹电力复合脂（俗称导电膏），对涂抹的电力复合脂应复合标准，一般以0.7～1mm为宜，同时用复合接触面通流要求的螺栓紧固，保证接触面的紧固力量和密封性能。

（4）紧固压力控制

部分检修人员在接头的连接上存有误区，认为连接螺栓拧的愈紧愈好，其实不然。因铝质母线弹性系数小，当螺母的压力达到某个临界压力值时，若材料的强度差，再继续增加不当的压力，将会造成接触面部分变形隆起，反而使接触面积减少，接触电阻增大。因此进行螺栓紧固时，螺栓不能拧得过紧，以弹簧垫圈压平即可，有条件时，应用力矩板手进行紧固，以防压力过大。

（5）工艺程序

制定连接点安装的技术规范程序。根据造成连接点过热的不同类型，制定不同的工艺规程。安装时，严格按照规程进行。

4.3 提高材料质量

变电所母线及设备线夹金具，根据需要选用优质产品，载流量及动热稳定性能，应符合设计要求。特别是设备线夹，应积极采用先进的铜、铝扩散焊工艺的铜铝过渡产品，坚决杜绝伪劣产品入网运行。

4.4 提高设备性能，实施有计划的检修

对到大修年限的设备，有计划的进行大修，防止缺陷发生，提高设备寿命，同时对未增容的隔离开关等设备进行增容，满足设备负荷的要求。综合分析电气设备的老化情况，对运行时间长锈蚀严重的刀闸触指弹簧，刀闸帽内部软连接等导电部件进行更换，对常年处在潮湿环境中的接头螺丝和弹簧垫等，应该更换不锈钢螺丝。

4.5 在检修前进行红外检测

红外检测技术能准确判断物体表面的温度分布情况，可以通过温度分布情况分析设备三相接头的温差，将温度明显升高的部位（接头、线夹），根据当时的环境温度和负荷情况，在检修中与变电站人员巡视检查到的发热部位一起进行针对性处理。

参考文献：

[1]金作岩.我厂隔离开关过热故障分析及对策[J].新科教，2001（1）.

[2]王峰.变电设备接头发热的原因分析和预防[J].宁夏电力，2009（5）.

[3]刘光武.变电设备发热缺陷红外诊断分析[J].大众用电，2O09（1）.