電氣設(shè)備熱故障分析及對策

1、電氣設(shè)備熱故障分析及對策摘要：電氣設(shè)備的發(fā)熱故障一直是電力系統(tǒng)的一個(gè)老問題，嚴(yán)重影響供電設(shè)備正常的負(fù)荷輸送，甚至釀成事故。電氣設(shè)備發(fā)熱問題必須引起重視，認(rèn)真研究其發(fā)生的原因，以便徹底解決。 關(guān)鍵詞：熱故障分析；熱故障的影響及危害；故障的處理預(yù)防及處理對策；故障的紅外線診斷技術(shù)引言電氣設(shè)備發(fā)熱在設(shè)備缺陷管理中成為一個(gè)越來越突出的問題。運(yùn)行早發(fā)現(xiàn)，設(shè)備進(jìn)貨嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，檢修加強(qiáng)工藝是關(guān)鍵。只有把各方面工作都做好，才能杜絕設(shè)備過熱故障的發(fā)生。電氣發(fā)熱是電氣設(shè)備最常見的運(yùn)行故障，造成電氣設(shè)備發(fā)熱故障的原因很多。我們可以根據(jù)不同的起因采用不同的辦法來預(yù)防發(fā)熱故障，治本的方法是接觸電阻測量法，接觸面平整度檢

2、查法，橫向比較法，縱向比較法，開展季節(jié)性檢修等。治標(biāo)的方法是改善電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的通風(fēng)散熱條件。隨著大容量高電壓電氣設(shè)備的不斷運(yùn)行，熱故障已成為影響電力設(shè)備正常運(yùn)行的主要原因，電壓等級的不斷提高使得發(fā)現(xiàn)熱故障顯得格外困難，正確的應(yīng)用紅外線技術(shù)將徹底改變傳統(tǒng)的測溫困難的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備熱故障源能有效的避免重大事故的發(fā)生，是保證電力設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的有效辦法。紅外診斷技術(shù)在電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用后，過去主要靠定期停運(yùn)檢修的制度必將逐步由預(yù)報(bào)警式的檢修制度所代替，如果電氣設(shè)備的溫度一旦出現(xiàn)異常，應(yīng)根據(jù)測出的電氣設(shè)備的溫度和熱像圖譜,配合運(yùn)行、檢修情況以及其他電氣試驗(yàn)進(jìn)行綜合分析，判斷缺陷的性質(zhì)和部位，以

3、便從安全和經(jīng)濟(jì)性考慮，及時(shí)排除隱患，這樣既可防止事故發(fā)生，又不盲目停電檢修，從而提高了電氣設(shè)備的可靠性和利用率。（一）電氣設(shè)備熱故障分析1、電氣設(shè)備發(fā)熱原因電氣設(shè)備在工作的時(shí)候，由于電流、電壓的作用，將產(chǎn)生電阻損耗發(fā)熱、介質(zhì)損耗發(fā)熱、鐵損發(fā)熱。允許負(fù)荷下的發(fā)熱在電氣設(shè)備的運(yùn)行故障中占有很大的比重，是電氣設(shè)備的主要故障之一。發(fā)熱故障會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備的絕緣熱擊穿、導(dǎo)體連接部位的熱變形、甚至熔焊，嚴(yán)重危及電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。根據(jù)焦耳定律：可知造成設(shè)備發(fā)熱的原因有兩個(gè)：一是電流，另一個(gè)是電路的電阻。電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)電流增大的主要原因是短路引起的電流增大。電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)回路電阻R增大的主要原因?yàn)椋簩?dǎo)體連接部

4、位的壓緊螺栓或壓緊彈簧的壓緊力不恰當(dāng)，導(dǎo)致連接部位的壓緊螺栓部位的接觸電阻增大；導(dǎo)體相互連接的接觸面不平整，造成接觸面的通流量降低、相對正常負(fù)荷電阻R增大；導(dǎo)體相互連接的接觸面氧化、積灰，造成接觸面電阻增大；設(shè)備存在制造缺陷，個(gè)別環(huán)節(jié)的電氣連接方式不正當(dāng)，造成流通量較小的“卡脖子”環(huán)節(jié)。2、電氣設(shè)備發(fā)熱來源電氣設(shè)備在工作的時(shí)候，由于電流、電壓的作用，將產(chǎn)生電阻損耗發(fā)熱、介質(zhì)損耗發(fā)熱、鐵損發(fā)熱。（1）電阻損耗發(fā)熱：電力系統(tǒng)導(dǎo)電回路的金屬導(dǎo)體都具有相應(yīng)的電阻，當(dāng)通過負(fù)荷電流時(shí)，必然有一部分電能按焦楞次定律以熱損耗的形式消耗在電阻上。這部分發(fā)熱功率為：式中：發(fā)熱功率（） 附加損耗系數(shù) 通過的負(fù)荷電流

5、（） 載流導(dǎo)體的直流電阻（）對于多股絞線和空心導(dǎo)體，通常可認(rèn)為（2）電介質(zhì)損耗發(fā)熱：由固體，液體或氣體等電介質(zhì)材料構(gòu)成的絕緣結(jié)構(gòu)是高壓電氣設(shè)備中不可缺少的重要部分。金屬導(dǎo)電材料和電介質(zhì)絕緣材料是所有電氣設(shè)備不可缺少的兩個(gè)組成部分。同樣導(dǎo)電體周圍的電介質(zhì)在作交變場的作用下會(huì)產(chǎn)生能量損耗，通常稱為介質(zhì)損耗，其損耗功率用下式表示： 式中：電介質(zhì)的有功損耗（） 交變電源的角功率 介質(zhì)的等值電容值（）絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)或介質(zhì)損耗角正切值由上式可知，介質(zhì)損耗與承受的電壓的平方成正比，與導(dǎo)體所通過的電流無關(guān)。由此可知，電氣設(shè)備只要加上電壓，即使不輸送電流也會(huì)產(chǎn)生介質(zhì)損耗。當(dāng)絕緣介質(zhì)的絕緣性能變壞時(shí)，會(huì)引起介質(zhì)

6、損耗增大，有功損耗增加，設(shè)備運(yùn)行溫度升高。（3）鐵磁損耗發(fā)熱：載流導(dǎo)體周圍的鐵磁物質(zhì)在交變磁場反復(fù)磁化作用下，將產(chǎn)生磁滯、渦流損耗。鐵磁物質(zhì)在交變磁化下由于內(nèi)部的不可逆過程而使鐵磁物質(zhì)發(fā)熱所造成的一種損耗，稱為磁滯損耗。磁滯損耗與頻率的一次方成正比，與最大磁感應(yīng)強(qiáng)度的次方成正比。眾所周知，當(dāng)鐵磁物質(zhì)放置在變化著的磁場中，或者在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，鐵磁物質(zhì)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢（或感應(yīng)電流）。從圖1中可見，渦流是感應(yīng)電流的一種，在鐵芯內(nèi)圍繞著感應(yīng)強(qiáng)度呈旋渦狀流動(dòng)，其方向可按楞次定律來決定。渦流的產(chǎn)生要消耗一定的能量，并隨即轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。渦流對許多電氣設(shè)備來說是極其有害的，它消耗電能，使鐵芯發(fā)熱，不僅會(huì)引起

7、額外的大量功率損失，更嚴(yán)重的是還會(huì)使線圈溫度過高，甚至損壞線圈的絕緣，造成設(shè)備的過熱損壞釀成事故。圖1 渦流的產(chǎn)生交變磁通在鐵芯中產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗合起來叫做鐵磁損耗，簡稱鐵損。把從電源吸收的能量轉(zhuǎn)化為熱量，使鐵芯發(fā)熱。3、電氣設(shè)備發(fā)熱分類連接點(diǎn)是指電氣設(shè)備之間以及它們與母線或電纜之間的電氣連接部位。連接點(diǎn)過熱已經(jīng)是電力系統(tǒng)的一個(gè)老問題，但隨著設(shè)備負(fù)荷的增加，用戶對供電可靠性要求的提高，在設(shè)備缺陷管理中成為一個(gè)越來越突出的問題，值得我們引起重視，認(rèn)真研究其發(fā)生發(fā)展的原因，以便徹底解決。1、電氣設(shè)備發(fā)熱源。電氣設(shè)備在工作的時(shí)候，由于電流、電壓的作用，將產(chǎn)生電阻損耗發(fā)熱、介質(zhì)損耗發(fā)熱、鐵損致熱

8、等3種熱故障。2、電氣設(shè)備熱故障。電氣設(shè)備的熱故障可分為外部故障和內(nèi)部故障。外部故障是以局部過熱，各種裸露接頭、連接件的熱故障；內(nèi)部故障的發(fā)熱過程一般都較長，且為穩(wěn)定發(fā)熱，與故障點(diǎn)接觸的固體、液體和氣體，都將發(fā)生熱傳導(dǎo)、對流和輻射，從而有許多與設(shè)備相距不很遠(yuǎn)的內(nèi)部故障所產(chǎn)生的熱量，能不斷地達(dá)到外殼，改變了設(shè)備外表面的熱場分布。（1）外部故障主要是指從外界可以直接觀測到的設(shè)備部位發(fā)生的故障，一類是長期暴露在大氣中的各種裸露電氣接頭因接觸不良等原因引起的過熱故障。電氣設(shè)備外部熱缺陷或熱故障主要是各種電氣引流的裸露接頭，包括高壓設(shè)備或線路中的連接件等由于壓接不良或因受到氧化、腐蝕及灰塵的影響，或因材

9、質(zhì)和加工、安裝工藝的問題，或沖擊負(fù)荷的影響和機(jī)械振動(dòng)等各種原因造成的接觸電阻增大而出現(xiàn)的局部過熱等。另一類是由于表面污穢或在機(jī)械力的作用下引起的絕緣性能降低而造成的過熱故障。（2）內(nèi)部故障主要是指封閉在固體絕緣、油絕緣以及設(shè)備殼體內(nèi)部的電氣回路故障和絕緣介質(zhì)劣化引起的各種故障：a 內(nèi)部電氣連接不良或觸頭不良故障：如各種高壓電氣設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)電體連接不良，斷路器接觸不良，高壓釜電力電纜出線鼻端連接不良等。b 介質(zhì)損耗增大故障：各種以油做絕緣介質(zhì)的高壓電氣設(shè)備，一旦出現(xiàn)絕緣介質(zhì)劣化或進(jìn)水受潮都會(huì)因介質(zhì)損耗增加而發(fā)熱，發(fā)熱功率，其中是介質(zhì)兩端的等值電容，此類故障的發(fā)熱機(jī)理屬于電壓效應(yīng)發(fā)熱；c 絕緣老化、

10、開裂或者脫落故障：許多高壓電氣設(shè)備中的導(dǎo)電體絕緣材料因材質(zhì)不佳或使用老化引起局部放電而發(fā)熱，這種故障也屬于電壓效應(yīng)發(fā)熱；d 鐵損增大故障：對由繞組電阻和磁路組成的高壓電氣設(shè)備，因設(shè)計(jì)不合理，運(yùn)行效果不佳和磁路工作不正常引起的磁滯、磁飽和漏磁；或由于鐵芯片間絕緣破損造成短路、均可引起局部發(fā)熱或鐵制箱體發(fā)熱，發(fā)熱機(jī)理為渦流或磁滯損耗發(fā)熱；e 缺油故障：油浸高壓電氣設(shè)備因漏油造成油位低下，嚴(yán)重者可引起油面放電，導(dǎo)致表面溫度分布異常。這種熱特征，除放電時(shí)引起發(fā)熱外，主要是由于設(shè)備內(nèi)部油面上下介質(zhì)的熱特性不同所致。4、檢查電機(jī)發(fā)熱原因及處理一、電機(jī)發(fā)熱的原因電氣巡檢檢查發(fā)熱時(shí)我們需注意以下幾個(gè)通常導(dǎo)致設(shè)

11、備電機(jī)發(fā)熱的原因，并及時(shí)處理，防止造成嚴(yán)重的后果及影響。（1）設(shè)備大修時(shí)接頭未擰緊，當(dāng)電流通過后可能會(huì)發(fā)熱，甚至發(fā)紅、冒火、斷線；（2）長期運(yùn)行的銅鋁接頭，接觸面沒有鍍銀或沒有掛錫的接頭，因接觸面嚴(yán)重氧化，電阻增大，也會(huì)成為發(fā)熱點(diǎn)；（3）平時(shí)流經(jīng)小電流的接點(diǎn)，因系統(tǒng)突然變化，電流突增，導(dǎo)致接點(diǎn)發(fā)熱；（4）系統(tǒng)發(fā)生短路故障，過電流使容量不足的接點(diǎn)或有缺陷的接點(diǎn)，發(fā)生瞬間冒火等。由此看來，發(fā)熱主要是因?yàn)榻佑|電阻變大造成的。嚴(yán)重發(fā)熱時(shí)，首先聯(lián)系值長減少該點(diǎn)的負(fù)荷電流，然后研究處理方案。這是緊急減少發(fā)熱的有效辦法。二、檢查發(fā)熱的方法和技巧運(yùn)行中的電氣設(shè)備，要求溫度不大于80。超過80時(shí)，一定要進(jìn)行處理

12、。檢查發(fā)熱點(diǎn)的方法很多，下面我介紹幾種電氣巡檢檢查發(fā)熱技巧：（1）用蠟觸試驗(yàn)法：將試溫蠟片粘接在絕緣拉桿端頭上觸試接點(diǎn)，如緩慢熔化，溫度約在55；如很快熔化流淌，溫度約在80以上；如速熔并冒油煙，溫度約在200以上。（2）雨天看發(fā)熱點(diǎn)法：下雨天看發(fā)熱點(diǎn)處干燥，溫度約50以上；如雨滴立即汽化蒸發(fā)，溫度約在100以上；如發(fā)出“嗤啦”聲，大雨滴呈滾落狀，溫度約在200以上。下雨天檢查接點(diǎn)發(fā)熱，易發(fā)現(xiàn)，效率高。（3）雪天看雪熔化法：接點(diǎn)上雪熔化，溫度在0以上；如接點(diǎn)干燥，溫度在50以上。（4）使用紅外線測溫儀：我廠現(xiàn)在正使用的紅外線測溫儀是先進(jìn)儀器，使用較方便，檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)熱點(diǎn)效果良好，為我廠的安全生產(chǎn)

13、作出很大的貢獻(xiàn)。（5）觀察熱氣流法：發(fā)熱體與空氣溫差達(dá)到20，如氣溫20，發(fā)熱點(diǎn)的溫度50以上時(shí)，即能看到微小氣流；如接頭溫度達(dá)到100時(shí)，“熱氣流”就非常明顯；如發(fā)熱點(diǎn)溫度達(dá)到200以上，“熱氣流”就非常容易被看到。要想清楚地看到“熱氣流”的存在，必須借助氣流后面的“背景”來觀察。被選擇的“背景”要求是黑色、灰色等深色，線條狀、網(wǎng)狀等都可以。配電室內(nèi)的構(gòu)架、導(dǎo)線及設(shè)備等都可以做“背景”，距離遠(yuǎn)近都可以。檢查某發(fā)熱點(diǎn)時(shí)，巡檢人員要不斷變換站立位置，使發(fā)熱點(diǎn)形狀與“背景”的形狀和角度盡量一致，呈平行狀態(tài)，再慢慢使接點(diǎn)上方靠近“背景”，只留一點(diǎn)小縫隙，觀察縫隙處是否晃動(dòng)。如有晃動(dòng)，該接點(diǎn)發(fā)熱；晃動(dòng)

14、大，發(fā)熱就很嚴(yán)重了。（二）電氣設(shè)備熱故障的影響及危害1、電氣設(shè)備熱故障的影響發(fā)熱對電氣設(shè)備的影響，主要表現(xiàn)在絕緣材料性能降低、機(jī)械強(qiáng)度下降和導(dǎo)體接觸部分性能變壞等三個(gè)方面。（1）絕緣性能降低導(dǎo)體和電器絕緣的耐熱性是決定其絕緣性能的主要因數(shù)。導(dǎo)體的允許電流，電器的額定功率實(shí)際上決定于絕緣在運(yùn)行中所能承受的最高溫度。絕緣材料的耐熱性可用耐熱溫度來衡量。所謂絕緣材料的耐熱溫度，是該類材料所能承受而不致使其機(jī)械特性和電氣特性降低的最高溫度。按我國的標(biāo)準(zhǔn)，電氣絕緣材料按其耐熱溫度分為七級，其長期工作下的極限溫度列入表1內(nèi)，材料應(yīng)在該溫度下能工作20000h而不致?lián)p壞。表1 各級絕緣材料的耐熱溫度等級耐熱

15、溫度相應(yīng)的材料Y90木材、紙、棉花及其紡織品等A105瀝青漆、漆布、漆包線及浸漬過的Y級絕緣材料E120玻璃布、油性樹脂漆、聚酯薄膜與A級絕緣材料的復(fù)合、耐熱漆包線B130玻璃纖維、石棉、聚酯漆、聚酯薄膜等F155玻璃漆布、云母制品、復(fù)合硅有機(jī)樹脂漆和以玻璃絲布、石棉纖維為基礎(chǔ)的層壓制品H180復(fù)合云母、硅有機(jī)漆、復(fù)合玻璃C >180石英、玻璃、電纜、補(bǔ)強(qiáng)的云母絕緣材料等對大部分絕緣材料來說，可以用所謂的“八度規(guī)則”經(jīng)驗(yàn)規(guī)律來估算其壽命，即溫度每上升8度，則其壽命降低一半。（2）機(jī)械強(qiáng)度降低當(dāng)溫度高達(dá)一定的允許值后，金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度將顯著下降，這是因?yàn)檩d流體長期處于高溫狀態(tài)，會(huì)使其慢性

16、退火，亦可喪失其機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度喪失后，會(huì)導(dǎo)致變形或破壞。為了保證導(dǎo)體可靠地工作，須使其發(fā)熱溫度不得超過一定的值，這個(gè)限值叫做最高允許溫度。按照有關(guān)規(guī)定，導(dǎo)體的正常最高允許溫度，一般不超過70；短路最高允許溫度可高于正常最高允許溫度，對硬鋁可取200，硬銅可取300。（3）接觸部分性能降低發(fā)熱使導(dǎo)體接觸面氧化并生成氧化薄膜，增加了接觸電阻。氧化速度與觸頭表面溫度有關(guān)，當(dāng)發(fā)熱溫度超過某一臨界溫度時(shí)，這個(gè)過程就加速進(jìn)行，接觸部分的彈性元件會(huì)被退火，壓力降低，接觸電阻增加，惡性循環(huán)加劇，最后會(huì)導(dǎo)致連接狀態(tài)遭到破壞，嚴(yán)重時(shí)造成局部過熱火災(zāi)。2、電氣設(shè)備熱故障的危害（1）電氣設(shè)備的主要危害1.溫度升

17、高使導(dǎo)體接觸部分的接觸電阻增大，最后燒壞接觸面，影響正常運(yùn)行。2.將會(huì)惡化導(dǎo)電接觸部分的連接狀態(tài)、以致破壞電器的正常工作。3.使絕緣材料的絕緣性能降低。4.使金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降。（2）電氣設(shè)備熱故障等級及判斷根據(jù)過熱部位的影響和危害性及其可能發(fā)展的破壞趨勢可分為一般、嚴(yán)重和危險(xiǎn)三個(gè)等級(表2)。這三個(gè)等級的熱缺陷所對應(yīng)的溫升范圍和溫度限值，內(nèi)部熱缺陷與外部熱缺陷應(yīng)有較大的差別。這是由直接測量設(shè)備外部發(fā)熱源和間接通過熱傳導(dǎo)來測量內(nèi)部發(fā)熱源的情況所決定的，因此溫升限值不宜同等相比。相同的熱缺陷等級，外部熱缺陷的允許溫升要比內(nèi)部熱缺陷間接測量的溫升高得多。表2熱缺陷等級及處理措施缺陷等級 措施一

18、般熱缺陷 引起注意,加強(qiáng)檢查, 尋機(jī)處理嚴(yán)重?zé)崛毕?重點(diǎn)監(jiān)視,安排處理危險(xiǎn)熱缺陷 立即匯報(bào),停電處理電氣設(shè)備正常工作時(shí)，由于電流和電壓的作用,各種設(shè)備的發(fā)熱表現(xiàn)為一種正常的溫度分布圖。一般在電流較大的部位，載流導(dǎo)體的連接部位的溫度略高于其它部位，而且同類設(shè)備的發(fā)熱規(guī)律一般都是一致的。當(dāng)設(shè)備有缺陷或故障時(shí)，設(shè)備的某一部位的溫度分布便會(huì)出現(xiàn)異常，溫度明顯升高。因此根據(jù)發(fā)熱的情況及嚴(yán)重程度，可以判斷故障的性質(zhì)和嚴(yán)重程度。判斷一項(xiàng)外部熱缺陷的嚴(yán)重程度，可依據(jù)兩個(gè)方面判斷一項(xiàng)外部熱缺陷的嚴(yán)重程度：過熱部位的最高溫度值，過熱部位與正常狀況下的相對溫度差比式中:熱部位最高溫度常狀況下的熱穩(wěn)態(tài)溫度境溫度根據(jù)數(shù)

19、值判斷故障的等級是直觀的，根據(jù)相對溫差比來判斷故障的等級可以基本消除表面發(fā)熱率、環(huán)境溫度、測試距離和負(fù)荷狀況的影響。設(shè)備不同、部位不同和所用材料不同，其最高工作溫度限值和值均不同，參見表3和表4表3常見電氣設(shè)備溫度的測試標(biāo)準(zhǔn)序號設(shè)備名稱測量部位最高容許溫度1隔離開關(guān)母線接頭處652電力熔斷器接觸處75機(jī)械結(jié)構(gòu)處903斷路器接線端子75機(jī)械結(jié)構(gòu)處1004流電壓互感器接線端子75機(jī)械結(jié)構(gòu)處 905油浸式變壓器接線端子 90本體(油浸) 756干式變壓器接線端子 75本體(繞組)由絕緣等級決定7電力電容器接線端子 75本體 708母線接頭處硬銅線 70硬銅絞線90硬鋁線 90耐熱鋁合金線 1509六

20、氟化硫全封閉組合電器金屬外殼 110O型密封圈和絕緣物 90表4 一般電氣設(shè)備最高容許標(biāo)準(zhǔn)序號一般熱缺陷嚴(yán)重缺陷危險(xiǎn)缺陷165% <溫度75%75% <溫度<100%溫度>100 %27 %<溫升<35%25%<溫升<60%溫升>50% 80%3t值 0. 2 % 1%t值大于1 %實(shí)際負(fù)荷電流小于表量程的60%4發(fā)熱時(shí)用電設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷等于或小于正常用電負(fù)荷用電 設(shè)備測溫時(shí)的實(shí)際負(fù)荷,小于 設(shè)備正常運(yùn)行的負(fù)荷相鄰及相間 溫差> 25 %5相鄰及相間溫差> 10 %（三）電氣設(shè)備熱故障的處理預(yù)防及處理對策 一次設(shè)備：直接生產(chǎn)和輸

21、配電能的設(shè)備稱為一次設(shè)備。包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、自動(dòng)空氣開關(guān)、接觸器、閘刀開關(guān)、母線、電力電纜、電抗器、避雷器、熔斷器、互感器等等。二次設(shè)備：對一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)察測量和控制保護(hù)的輔助設(shè)備成為二次設(shè)備。包括儀表、繼電器、自動(dòng)控制設(shè)備、信號設(shè)備及保護(hù)、電源等等。隨電力系統(tǒng)近年來的迅猛發(fā)展，一、二次設(shè)備新型設(shè)備的推廣應(yīng)用和更新?lián)Q代，變電設(shè)備本身性能的可靠程度逐步提高，小型變電站正逐步向無人職守過渡。但是，通過最近幾年來的缺陷統(tǒng)計(jì)和分析，發(fā)熱故障的上升趨勢越來越明顯，嚴(yán)重影響了設(shè)備的安全運(yùn)行，已經(jīng)引起了電力系統(tǒng)各部門的重點(diǎn)關(guān)注。電氣設(shè)備的發(fā)熱是我們在工作中不容忽視的一個(gè)問題,它不僅

22、影響設(shè)備的正常運(yùn)行,還會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備的絕緣熱擊穿、導(dǎo)體連接部位的熱變形、甚至熔焊,嚴(yán)重危及電氣設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。因此正確認(rèn)識電氣設(shè)備發(fā)熱以及準(zhǔn)確的掌握運(yùn)行中電氣設(shè)備的溫度變化情況,及早發(fā)現(xiàn)過熱并排除,可以大大減少電力系統(tǒng)的故障與事故還可提高供電的可靠性,保證正常供電。電氣發(fā)熱會(huì)使載流導(dǎo)體和周圍介質(zhì)溫度升高，工作環(huán)境惡化，使絕緣老化損壞，導(dǎo)致電氣設(shè)備的故障或事故。這種故障或事故往往是引發(fā)火災(zāi)的直接或間接原因。因此研究電氣設(shè)備的發(fā)熱對電氣設(shè)備的正常運(yùn)行具有重要的意義。1、加強(qiáng)巡視檢查質(zhì)量巡回檢查制度是及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備過熱的有效手段，不斷提高和改進(jìn)設(shè)備巡視、 檢查的方法和質(zhì)量，使巡回檢查工作發(fā)揮更

23、大的作用。各企業(yè)對巡回檢查都制定了具體的方法，規(guī)定了正常的巡視路線和巡視次數(shù)。對于運(yùn)行設(shè)備，運(yùn)行值班人員要定期巡視連接頭發(fā)熱情況。有些連接點(diǎn)過熱可通過觀察來確定，比如運(yùn)行中過熱的連接點(diǎn)會(huì)失去金屬光澤，導(dǎo)體上連接點(diǎn)附近涂的色漆顏色加深等。值班人員必須按照規(guī)定的要求進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致地檢查，才能發(fā)現(xiàn)各種設(shè)備故障、設(shè)備隱患，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理，避免事故發(fā)生。除周期性的巡檢外，還應(yīng)該根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)及運(yùn)行方式、負(fù)荷情況、自然條件的變化等進(jìn)行巡查，例如北方下雪季節(jié)就是很好的觀察設(shè)備過熱的時(shí)候。2、加強(qiáng)檢修質(zhì)量（1）金具質(zhì)量。變電所母線及設(shè)備線夾金具，根據(jù)需要選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，載流量及動(dòng)熱穩(wěn)定性能，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

24、特別是設(shè)備線夾，應(yīng)積極采用先進(jìn)的銅、鋁擴(kuò)散焊工藝的銅鋁過渡產(chǎn)品，堅(jiān)決杜絕偽劣產(chǎn)品入網(wǎng)運(yùn)行。（2）防氧化。設(shè)備接頭的接觸表面要進(jìn)行防氧化處理，應(yīng)優(yōu)先采用電力復(fù)合脂(即導(dǎo)電膏)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)常規(guī)的凡士林。（3）接觸面處理。接頭接觸面可采用銼刀把接頭接觸面嚴(yán)重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔，但應(yīng)注意母線加工后的截面減少值：銅質(zhì)不超過原截面的3%，鋁質(zhì)不超過5%。（4）緊固壓力控制。部分檢修人員在接頭的連接上存有誤區(qū)，認(rèn)為連接螺栓擰的愈緊愈好，其實(shí)不然。因鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)小，當(dāng)螺母的壓力達(dá)到某個(gè)臨界壓力值時(shí)，若材料的強(qiáng)度差，再繼續(xù)增加不當(dāng)?shù)膲毫?，將?huì)造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸

25、電阻增大。因此進(jìn)行螺栓緊固時(shí)，螺栓不能擰得過緊，以彈簧墊圈壓平即可，有條件時(shí)，用力矩板手進(jìn)行緊固,以防壓力過大。（5）工藝程序。制定連接點(diǎn)安裝的技術(shù)規(guī)范程序。根據(jù)造成連接點(diǎn)過熱的不同類型，制定不同的工藝規(guī)程。安裝時(shí)，嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行。（6）檢測措施。對于運(yùn)行設(shè)備，運(yùn)行值班人員要定期巡視連接頭發(fā)熱情況。有些連接點(diǎn)過熱可通過觀察來確定，比如運(yùn)行中過熱的連接點(diǎn)會(huì)失去金屬光澤，導(dǎo)體上連接點(diǎn)附近涂的色漆顏色加深等。3、電氣設(shè)備熱故障處理（1）壓緊力不恰當(dāng)引起的發(fā)熱處理接觸壓緊力過大或過小都會(huì)引起接觸電阻的增大而引起發(fā)熱故障。接觸壓緊力過小，會(huì)使電接觸面呈現(xiàn)出有的地方接觸較好 有的地方?jīng)]有接觸上的微觀接觸

26、現(xiàn)象，在客觀上減小了有效接觸面積。電流通過接觸面時(shí)，只經(jīng)過實(shí)際接觸點(diǎn)，電流線在接觸點(diǎn)處發(fā)生劇烈收縮，產(chǎn)生所謂的“收縮電阻”引起發(fā)熱；接觸壓力過大，會(huì)在平板連接的電接觸面上形成以壓緊螺栓為圓心的中間接觸良好、四周外翹的實(shí)際接觸情況，也在客觀上減小了有效接觸面積 壓緊力越大越不會(huì)發(fā)熱是在處理平面接觸時(shí)很常見的認(rèn)識誤區(qū)。過大的壓緊力會(huì)適得其反。不同材料的電接觸面的壓緊力在相關(guān)的安裝規(guī)范中都有嚴(yán)格的要求，電接觸面的壓緊力要適度，以不至于引起接觸面變形為準(zhǔn)繩。恰當(dāng)?shù)慕佑|壓緊力可以使接觸面的氧化膜被粉碎，增大實(shí)際接觸面，減小電接觸面的接觸電阻和收縮電阻。（2）導(dǎo)體相互連接的接觸面不平整引起的發(fā)熱的處理施工

27、質(zhì)量不高、多次拆卸與組裝等原因都會(huì)形成電接觸面的不平整。電接觸面的不平整降低了有效接觸面積，在電流經(jīng)過時(shí)實(shí)際通流截面積變小，使得電流的收縮效應(yīng)增加，收縮電阻增大而引起發(fā)熱故障。此類故障屬于設(shè)備的特定故障，一經(jīng)處理好就不容易再次出現(xiàn)。因此，預(yù)防此類故障的首要措施是在設(shè)備安裝時(shí)嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)。在施工時(shí)可用量具測量電接觸面的平整度，力求盡量平整。從嚴(yán)格意義講，任何接觸面都不可能做得絕對平整。因此，新設(shè)備安裝時(shí)，在電接觸面上一般都要求“壓花”即在接觸面上用 30 t 或 50 t 的液壓模具壓上均勻的點(diǎn)陣，當(dāng)緊固螺栓將兩接觸面壓接在一起時(shí)，在螺栓壓緊力的作用下，這些點(diǎn)陣就呈犬牙交錯(cuò)狀相互咬合在一起從而

28、增大了有效接觸面積。這道工序在新安裝設(shè)備時(shí)非常重要，對日后預(yù)防發(fā)熱有很好的意義。在處理此類發(fā)熱故障時(shí)有條件也可采用壓花的方法。（3）導(dǎo)體表面氧化、積灰引起的發(fā)熱的處理導(dǎo)體氧化的原因有兩個(gè)：一是金屬導(dǎo)體的自然氧化，二是不同材料的導(dǎo)體搭接時(shí)在過渡面上發(fā)生的電化學(xué)腐蝕。導(dǎo)體表面的金屬氧化膜多屬于半導(dǎo)體范圍如氧化鋁的電阻率為.mm2/m，已經(jīng)接近于絕緣電阻。因此，電接觸面的氧化是導(dǎo)致發(fā)熱的一個(gè)很重要的原因。對于接觸面氧化的處理，可用砂子或銼刀將接觸面的氧化層除掉，再在接觸面上涂上防氧化的物質(zhì)，如電力復(fù)合脂、中性凡士林或在銅接觸面上掛錫等。但是對鍍銀的表面一般不提倡采用此方法。原因是銀的氧化膜具有很好的

29、導(dǎo)電性能，若在處理氧化層時(shí)將電接觸面的鍍層磨掉，將得不償失。再者，銀的氧化層較軟，在適當(dāng)壓緊力的作用下就會(huì)被壓碎。這一點(diǎn)在處理表面時(shí)必須引起注意。積灰引起的發(fā)熱處理方法是清理掉接觸面的灰垢，加強(qiáng)接觸面的防塵。積灰和氧化層引起的發(fā)熱也具有一定的周期性，處理一次一般都能保證在一段時(shí)間內(nèi)不再發(fā)熱。因此，對在室外運(yùn)行易積灰、易氧化的設(shè)備、定期進(jìn)行接觸面的處理不失為一種有效的預(yù)防發(fā)熱的方法。值得注意的是，使用電力復(fù)合脂、中性凡士林等防氧化涂層將加快積灰的速度。在這一點(diǎn)上，防積灰和防氧化是一對矛盾，在具體的使用時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的運(yùn)行情況進(jìn)行取舍。（4）設(shè)備存在制造缺陷、個(gè)別環(huán)節(jié)的電接觸點(diǎn)方式不當(dāng)引起的發(fā)熱處理

30、對這類問題，能進(jìn)行局部改造的可進(jìn)行局部電接觸方式改造后使用，不能改造的只有降低負(fù)荷使用或更換設(shè)備。這類問題一般出現(xiàn)在比較老式的設(shè)備中。我們在二者間增加了軟銅辮固定連接，在不影響其性能的前提下解決了問題。對這類問題只有根據(jù)具體設(shè)備分析后制定相應(yīng)的處理辦法。（四）電氣設(shè)備熱故障的紅外線診斷技術(shù)紅外測溫技術(shù)在生產(chǎn)過程中，在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測，設(shè)備在線故障診斷和安全保護(hù)以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了著重要作用。近20年來，非接觸紅外測溫儀在技術(shù)上得到迅速發(fā)展，性能不斷完善，功能不斷增強(qiáng)，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴(kuò)大，市場占有率逐年增長。比起接觸式測溫方法,紅外測溫有著響應(yīng)時(shí)間快、非接觸、使用安全及使用壽

31、命長等優(yōu)點(diǎn)。非接觸紅外測溫儀包括便攜式、在線式和掃描式三大系列，并備有各種選件和計(jì)算機(jī)軟件，每一系列中又有各種型號及規(guī)格。在不同規(guī)格的各種型號測溫儀中，正確選擇紅外測溫儀型號對用戶來說是十分重要的。電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備，在運(yùn)行中會(huì)因?yàn)楣收隙鹌浔砻婕皟?nèi)部的溫度狀態(tài)發(fā)生異常。因此，通過監(jiān)視電氣設(shè)備的這種溫度狀態(tài)變化，可以對設(shè)備的故障情況作出判斷?，F(xiàn)在電力系統(tǒng)采用的紅外線診斷技術(shù)就是根據(jù)這個(gè)原理發(fā)展起來的。與傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗(yàn)和離線診斷相比，具有不接觸，不停電不解體，可實(shí)現(xiàn)大面積快速掃描成像且狀態(tài)顯示快捷、靈敏、形象、直觀等特點(diǎn)，成為電氣安全檢測的一種重要手段。紅外診斷技術(shù)對電氣設(shè)備的早期故障缺陷及

32、絕緣性能做出可靠的預(yù)測，使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)維修(預(yù)防試驗(yàn)是50年代引進(jìn)前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn))提高到預(yù)知狀態(tài)檢修，這也是現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的方向。特別是現(xiàn)在大機(jī)組、超高電壓的發(fā)展,對電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定，提出了越來越高的要求。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展成熟與日益完善，利用紅外狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)具有遠(yuǎn)距離、不接觸、不取樣、不解體，又具有準(zhǔn)確、快速、直觀等特點(diǎn),實(shí)時(shí)地在線監(jiān)測和診斷電氣設(shè)備大多數(shù)故障。1、紅外線技術(shù)的應(yīng)用紅外檢測技術(shù)是一種在線監(jiān)測(不停電)式高科技檢測技術(shù)，它集光電成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一身，通過接收物體發(fā)出的紅外線(紅外輻射)將其熱像顯示在熒光屏上，從而準(zhǔn)

33、確判斷物體表面的溫度分布情況，具有準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速等優(yōu)點(diǎn)。紅外診斷技術(shù)對電氣設(shè)備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預(yù)測，使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)維修(預(yù)防試驗(yàn)是20世紀(jì)50年代引進(jìn)前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn))提高到預(yù)知狀態(tài)檢修，這也是現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的方向。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展成熟與日益完善，利用紅外狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)具有遠(yuǎn)距離、不接觸、不取樣、不觸體，又具有準(zhǔn)確、快速、直觀等特點(diǎn)，實(shí)時(shí)地在線監(jiān)測和診斷電氣設(shè)備大多數(shù)故障。它備受國內(nèi)外電力行業(yè)的重視，并得到快速發(fā)展。紅外檢測技術(shù)的應(yīng)用，對提高電氣設(shè)備的可靠性與有效性，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，降低維修成本都有很重要的意義,是目前在預(yù)知檢修領(lǐng)域中一種很好的手段。

34、利用紅外熱像技術(shù)檢測在線電氣設(shè)備的方法是紅外溫度記錄法。紅外溫度記錄法是工業(yè)上用來無損探測，檢測設(shè)備性能和掌握其運(yùn)行狀態(tài)的一項(xiàng)新技術(shù)。與傳統(tǒng)的測溫方式(如熱電偶、不同熔點(diǎn)的蠟片等旋繞在被測物表面或體內(nèi))相比，熱像儀可在一定距離內(nèi)實(shí)時(shí)、定量、在線檢測發(fā)熱點(diǎn)的溫度，通過掃描，還可以繪出設(shè)備在運(yùn)行中的溫度梯度熱像圖，而且靈敏度高，不受電磁場干擾，便于現(xiàn)場使用。它可以在-202000的寬量程內(nèi)以0.05的高分辨率檢測電氣設(shè)備的熱故障，揭示出如導(dǎo)線接頭或線夾發(fā)熱，以及電氣設(shè)備中的局部過熱點(diǎn)等等。2、紅外線技術(shù)的特點(diǎn)紅外診斷技術(shù)以其在線、靈敏、安全、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，已發(fā)展成為電力系統(tǒng)重要的絕緣診斷技術(shù)，通過紅

35、外診斷技術(shù)對故障進(jìn)行定位，給檢修工作帶來很大方便。運(yùn)用適當(dāng)?shù)募t外儀器檢測電氣設(shè)備運(yùn)行中發(fā)射的紅外輻射能量，可以獲得電氣設(shè)備表面的溫度分布狀態(tài)及其包含的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，分析處理紅外監(jiān)測到的上述設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，能夠?qū)υO(shè)備中潛伏的故障或事故隱患屬性、具體位置和嚴(yán)重程度做出定量的判斷。目前，紅外的故障診斷方法主要有表面溫度判斷法、同類比較法、熱譜圖分析法、檔案分析法等?？傊t外檢測技術(shù)的應(yīng)用，對提高電氣設(shè)備的可靠性與有效性，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，降低維修成本都有很重要的意義，是目前在預(yù)防性檢修領(lǐng)域中一很好的手段。但是為了降低電氣設(shè)備熱故障發(fā)生的概率，除了技術(shù)手段以外，嚴(yán)格規(guī)范的設(shè)備巡檢和檢修工作措施

36、也是必須的。2、紅外線技術(shù)對故障的診斷（1）外部熱故障的判斷電力系統(tǒng)運(yùn)行中，載流導(dǎo)體會(huì)因?yàn)殡娏餍?yīng)產(chǎn)生電阻損耗，而在電能輸送的整個(gè)回路上存在數(shù)量繁多的連接件、接頭或觸頭。在理想情況下，輸電回路中的各種連接件、接頭或觸頭接觸電阻低于相連導(dǎo)體部分的電阻，那么，連接部位的損耗發(fā)熱不會(huì)高于相鄰載流導(dǎo)體的發(fā)熱。然而一旦某些連接件、接頭或觸頭因連接不良，造成接觸電阻增大，該部位就會(huì)有更多的電阻損耗和更高的溫升，從而造成局部過熱。此類通常屬外部故障。外部故障的特點(diǎn)是局部溫升高，易用紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)，如不能及時(shí)處理，情況惡化快，易形成事故，造成損失。外部故障占故障比例較大。外部熱故障的致熱部位是裸露的，可用熱像

37、儀直接測溫，且測量值與實(shí)際的溫度值差別不大，一般可根據(jù)測得的溫度值或溫升值，按照高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備共同技術(shù)要求（GB/T11022-1999）規(guī)定的溫度和溫升極限，以及帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則（DL/T664-1999）中的相對溫差判斷法來判斷缺陷的嚴(yán)重程度。當(dāng)溫度值或溫升值接近或稍微超過GB/T11022- 1999標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值時(shí)，如此時(shí)設(shè)備的負(fù)荷還較輕，但在還有可能出現(xiàn)更高的負(fù)荷的情形下，應(yīng)定為“重大”或“緊急”缺陷，同時(shí)采取相應(yīng)的措施。如已接近滿負(fù)荷，則可以暫時(shí)考慮降低負(fù)荷，使溫度值符合規(guī)定，不一定要立即停電，但必須加強(qiáng)監(jiān)測，在短期內(nèi)消除缺陷。當(dāng)溫度值已大大超過規(guī)定時(shí)，必須立即停

38、電處理。由于大多數(shù)設(shè)備通常都是在較低負(fù)荷下運(yùn)行，大量設(shè)備接頭在通過小負(fù)荷電流時(shí)其溫度或溫升并沒有達(dá)到或超過GB/T11022-1999標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，出現(xiàn)“高溫過熱”的現(xiàn)象并不是很多，較多的是出現(xiàn)“低溫過熱”，同時(shí)三相設(shè)備對應(yīng)點(diǎn)之間的溫差值較大，此時(shí)用GB/T11022-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度或溫升來判斷設(shè)備的缺陷具有很大的局限性。對此類缺陷一定要按DL/T664-1999導(dǎo)則的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行準(zhǔn)確測溫，記錄此時(shí)設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷電流，根據(jù)相對溫差判斷法中提供的相對溫差判據(jù)來判斷缺陷的性質(zhì)。但要注意，當(dāng)發(fā)熱點(diǎn)的溫升值小于10K時(shí)，不宜按這個(gè)規(guī)定確定缺陷的性質(zhì)，因?yàn)檫@時(shí)各種測量誤差的綜合值可能已超過標(biāo)準(zhǔn)本身的數(shù)值，易引起漏判或誤判。（2）內(nèi)部熱故障的判斷所謂電氣設(shè)備的內(nèi)部故障，主要