浅谈低压电气设备发热故障分析及处理

谢伟

摘 要：随着生活水平的不断提高，电气设备已渗入到人们生活的方方面面，人们对电气设备的可靠性以及安全运行提出了更高的要求。在电气设备，尤其是低压电器设备运行的过程中，发热现象是最常见的现象，也是引发故障最多的，且对设备运行状态有较大的影响。文章针对发热故障的产生原因、位置等因素进行了详细的讨论，并对其故障情况进行分析，提出相应的处理方案。

关键词：低压；电气设备；发热；故障；分析；处理

引言

在生产实践中，低压电气设备的发热问题一直困扰现场工作人员，该类问题引发的故障类型多样，故障点位置不易确定，故障危害较大，是几个比较突出的特点。近年来，由于低压电气设备发热故障导致的设备损坏等事故发生率较高，对设备的安全运行十分不利。以南宁某制造业企业电力系统改造为例，对原有的一二次设备进行升级换代后，解放了相当一批劳动力，电力系统自动化程度提高，但是近年来的故障统计中发现，发热故障导致的设备停运和损害事故发生率反而呈现上升趋势，对设备的安全运行有着重要的影响。

1 发热故障分类

对发热故障进行分类时，依据不同的分类标准，故障类型也不尽相同。

1.1 依据发热位置分类

依据发热故障产生的位置不同，可以将该类故障分为内部故障以及外部故障两类。

内部发热故障：发热原因是由于电流在设备及元件内部流动时，由于元件内部存在相应的电阻，从而产生相应的热效应，引起设备发热。

外部发热故障：由于电气设备及元件的表面由于散热条件较差，导致的热量堆积，或由于年久失修以及未及时更换导致的设备绝缘能力下降，导致漏电等现象，引起电能损耗，产生热量。

1.2 依据发热原因分类

低压电气设备发热原因主要分为电流热效应、电压热效应以及其他诸如漏磁等效应在内的多种。

电流热效应：该种发热原因主要是设备或元件中的电流、电阻、接触电阻等增加而导致的发热量增加。一般而言，外部发热故障的发热原因多属于电流热效应。

电压热效应：由于设备老化导致绝缘性能下降，或是设备进水返潮、密封不良等，从而导致介质损耗增加，引起有功功率在电介质中的损耗以及设备发热，发热量大小与电压平方成正比。

其他致热效应：（1）漏磁。主要由于设备线圈缠绕不合理、导线裸露等，导致铁损增加；（2）设备的非正常运行状态，会导致设备的表面的热量分布发生变化。

2 发热故障分析

文章以南宁某制造业企业电力系统改造升级为例，统计并分析该电力系统中发热故障的主要部位及原因。表1为该电力系统发热故障的部分统计数据。

通过对发热故障位置的统计，经分析得出造成发热故障的主要原因如下：

（1）设备老化。电力系统在设备升级改造的过程中，改造速度相对较慢，多数设备服役时间长，出现了设备老化、锈蚀以及接头紧固件锈蚀严重等情况，大大增加了设备内部线路之间以及设备之间的接触电阻，电流致热效应明显，发热故障频出。（2）设备接触面氧化。现场检查发现，在设备发热点接触面位置存在上下两层厚度不均的氧化膜，造成了在该设备接触点位置的接触电阻增大引起该点发热。（3）设备及线路腐蚀。该企业建成投产时间较长，且生产过程中有非中性蒸汽产生，靠近蒸汽通道的电气设备及元件，设备或线路接头会与蒸汽接触后发生反应，腐蚀接头等部件，造成接触电阻的增加，发热量增加，反过来又促进了腐蚀反应的进行速率，造成发热故障。（4）设备负荷增加。该电力系统原本设计的线路系统承载能力随着时间的推移越发显得无力，企业产能的增加导致电力负荷的持续增加，部分电气设备必须在超负荷情况下进行工作，超过额定电流的电流值必然引起系统内部发热量的增加，也导致了较高的发热故障率。（5）设备安装不合格。在对上述故障进行检修过程中发现，有部分接头在安装时未能按照安装要求进行，导致接头处紧固件无法正常工作，引起接触不良，在接头位置导致发热现象。（6）检修不力。电力系统布局较广，使用时间较长，存在死角位置，并且涉及到的线路、接头数量众多，检修人员工作量巨大，人员不足，导致一部分线路接头在检修中被忽略，多年的累积下来，也造成了部分难以检修和检查到的接头和线路出现锈蚀等情况，导致线路接触电阻增加，发热量增加。

3 发热故障应对措施

发热故障的危害较大，轻者造成线路烧毁，系统停电，严重时可将整台设备烧毁，造成较大的经济损失。万幸的是，一旦确定故障位置和故障原因，修复起来比较简单。

（1）合理规划线路负载。降低发热故障率，应当在电力系统设计时，参照当前的用电负荷并考虑一定的未来负荷增量来设计，避免在负荷增加时，电流热效应增加较大，引起线路故障。（2）严格控制材料质量。选择材料时，严格管控材料质量，母线及设备线夹材料优先选用高质量产品，电缆直径根据设计值进行选用。（3）防止表面积尘。对于闸刀等关键部位，应及时除尘，防止堆积的灰尘在导电膏表面发生硬化，增加接触电阻，引起发热；此外，还应按照相关要求，在闸刀非导电的部位涂抹二硫化钼，以防止积尘硬化现象。（4）防止线路氧化。对线路接头进行防氧化处理，将接头进行磨平和去毛刺处理，并在接头表面涂一定厚度（0.7-1mm）的导电膏，在接头处采用紧固螺栓。紧固螺栓在使用时，其紧固压力应当在一定范围内，避免一味的增大紧固压力，防止由于压力过大而引起接头处铝质母线的隆起导致的接触面积减小和接触电阻增加；对于已经发现的接触位置氧化情况，必须采用砂纸对其进行光整处理后，涂抹导电膏，最好还要在两个接触点之间增加铜垫片，或更换新的紧固件，以防故障再次发生。（5）及时检修。定期对电气设备进行检修和大修，对于重要设备的大修必须进行，以防止设备出现腐蚀、锈蚀等缺陷，通过定期的检修来提高设备的使用寿命；对隔离开关进行适当的增容，满足逐渐增加的用电负荷；对于出现问题的设备和元器件，及时更换。（6）严格按照安装进行。在对电气设备进行安装时，要严格遵守安装标准，尤其对于紧固件以及导电头以及其他连接部件，必须严格检查，确保连接正常，以防出现接触不良的现象，造成接头部位发热。（7）采用高科技辅助检修。红外检测技术针对发热引起的故障检测效果较好，针对性较高，该技术通过红外成像可以快速定位故障位置以及故障严重程度，能够给低压电气设备快速检修提供重要的技术支撑。（8）对于中高端成套设备的热故障定位及检修，一方面可以利用红外检测技术进行检测，这种方法的不足之处在于对封闭的设备内部热故障的热成像不够准确，定位不精确；另一方面，还可以利用厂家预留的传感器安装位置或在故障易发位置安装较高灵敏度的温度传感器，并设置报警阈值，以便及时发现内部热故障并准确定位。

参考文献

[1]蓝雄光.低压电气设备热故障分析及对策[J].科技资讯，2012，6：124.

[2]陈国忠.电气设备发热问题的研究[J].科技与企业，2012，16：306.

[3]张翼林.浅谈低压电气设备元件的过热及处理办法[J].一重技术，2004，1：86-87.