电力变电站运行设备发热原因与预防措施研究

邸福涛

（国家电投集团江苏海上风力发电有限公司，江苏 盐城 224000）

电力变电站作为能源供应的重要环节，承担着将高压输电线路的电能转换成适合分配和使用的低压电能的任务。在变电站运行过程中，设备发热问题一直是人们关注的焦点。设备发热不仅会加速元器件老化、引起局部过负荷，还可能导致火灾风险，并威胁操作人员健康。因此，解决电力变电站运行设备发热问题具有重要意义。首先，在延长设备寿命方面，有效控制温度可以减缓元器件老化速度，提高设备可靠性和稳定性；其次，在安全隐患方面，防止过载工作状态下产生局部过负荷以及预防火灾风险都是保障人员安全与场所安全必须考虑的因素。通过深入研究并提出针对性措施来解决这一问题，则可以改善整个变电站系统散热效果、减少事故风险，并提升整体运行效率和可靠性。因此，在实践中采取科学有效的预防措施对于确保正常运行、优化资源利用和保障供电质量具有重要作用。

1 变电站运行设备发热的危害

1.1 温度过高加速了元器件老化

当变电站运行设备发热导致温度过高时，会加速元器件的老化过程。这种情况下，元器件内部的材料可能会因为长时间暴露在高温环境中而失去其原有性能和稳定性。例如，电子元件中的绝缘材料可能会变得脆弱并容易断裂，导致电路故障或短路现象[1]。此外，在高温条件下工作的传感器、开关等设备也容易出现误差或损坏。如果不及时采取措施来降低设备发热引起的温度升高，则变电站运行风险将大大增加。

1.2 过载工作状态下容易引起局部过负荷

当变电站运行设备发热导致过载工作状态时，容易引起局部过负荷问题。在高温环境下，设备的散热能力可能会受到限制，导致设备无法有效地将产生的热量散发出去。这样一来，在某些关键部件或连接点附近就会形成局部高温区域。局部过负荷不仅会对设备本身造成损害，还可能影响整个变电站的正常运行。例如，在变压器中，如果绕组或冷却系统处于过载状态，则可能引起绝缘材料老化、油污积聚和内部结构损坏等问题。这些问题都有潜在风险，并且可能导致电气事故甚至火灾。

1.3 高温可能导致火灾风险

变电站运行设备发热导致高温可能带来严重的火灾风险。当设备长时间处于高温状态时，其周围环境也会受到影响，例如绝缘材料、油污等易燃物质可能因为高温而失去稳定性。一旦这些可燃物质遭受点燃源或者其他外部因素的作用，就有可能引发火灾。在变电站中，特别是在密闭空间内，如果存在过多的发热设备和不良散热条件，则会增加了火灾爆发的潜在危险。此外，在高温下工作的电线、连接器和开关等元件也容易出现接触不良或者局部击穿现象，进一步增加了火灾风险。

1.4 威胁操作人员健康

变电站运行设备发热可能对操作人员的健康构成威胁。当设备长时间处于高温状态时，周围环境中的温度也会升高，导致工作场所变得不舒适甚至危险。持续暴露在高温环境下可能引起操作人员体内水分流失过多，导致脱水和中暑等健康问题。此外，高温还会增加空气中湿度和污染物浓度，并产生有害气体或化学物质释放出来。这些因素都可能对操作人员的呼吸系统、皮肤和眼睛造成伤害，并引发头晕、恶心、呕吐等不适症状。

2 电力变电站运行设备发热的原因

2.1 运行设备外部接头处发热原因

运行设备外部接头处发热是导致电力变电站设备发热的一个常见原因。首先，不良接触或松动连接可能会导致接头处产生过多的电阻。当电流通过这些高阻抗区域时，会产生大量的热能，并使接头附近温度升高。例如，在高压开关、断路器和绝缘子等设备中，如果螺栓未正确拧紧或者存在氧化物积聚，则容易出现不良接触现象[2]。其次，过载工作状态也可能导致运行设备外部接头处发热。当负荷超过设计容量时，设备将被迫承受更大的电流负荷，从而在连接点附近产生额外的热量。这种情况下需要及时调整负荷以避免长时间超载造成严重损坏。此外，在环境条件恶劣或散热系统失效的情况下，也可能导致运行设备外部接头处发热。例如，在高温环境中工作、周围空间限制散热或风扇无法正常工作等都会影响到散热效果，导致接头处温度升高。

2.2 材料本身导致发热的原因

电力变电站运行设备发热的原因之一是材料本身导致的。在变电站中，许多设备和元件使用了各种不同类型的材料，这些材料可能会因为其特性而产生发热。首先，有些材料具有较高的电阻率或介质损耗，当通过它们时会产生额外的能量转化为热能。例如，在绝缘子、开关柜等设备中常用到绝缘胶体或塑料制品作为绝缘层或包覆物[3]。由于这些材料自身存在一定程度上的内部摩擦和分子振动现象，使得它们在工作过程中会产生一定数量的热量。其次，金属导体也可能因为自身电阻而引起发热问题。根据欧姆定律，在通过导线时如果存在较大电流，将会产生相应大小的功率损耗，并以热能形式释放出来。尤其是在长距离输送大功率时，如高压输电线路中所使用到铜、铝等金属导体都会受到该影响。

2.3 设备使用不当造成的发热原因

电力变电站运行设备发热的原因之一是设备使用不当所导致的。首先，错误安装或连接可能会导致接触不良、过紧或松动等问题，从而增加了接头处产生额外热量的风险。例如，在高压开关和断路器中，如果螺栓未正确拧紧或存在氧化物积聚，则容易出现不良接触现象。其次，负载管理失误也可能导致过度工作状态并引起发热。如果负荷超过设计容量时，设备将被迫承受更大的电流负荷，并在连接点附近产生额外热量。这种情况下需要及时调整负荷以避免长时间超载造成严重损坏。最后，忽视环境条件也可能导致发热问题。例如，在高温环境中工作、周围空间限制散热或风扇无法正常工作等都会影响到设备的散热效果，导致发热。

2.4 检修不当造成的设备发热原因

电力变电站运行设备发热的原因之一是检修不当所导致的。首先，错误维护和保养可能会导致设备内部积聚灰尘、污垢或油脂等物质，阻碍了散热系统正常工作。例如，在风扇、散热器和通风孔等处堆积过多灰尘会降低空气流动效果，从而影响到设备的散热性能。其次，使用劣质材料进行维修也可能对设备产生不良影响并增加发热风险[4]。如果使用了低质量或与原始规格不符合要求的零件来替换损坏元件，则可能导致接触不良、传导性能下降以及额外功率损耗等问题。此外，在拆卸和重新组装过程中未正确安装密封圈、垫片或紧固螺栓也容易造成漏气现象，并使得温度升高。最后，忽视操作手册中给出的指示和建议也可能对设备正常运行产生负面影响。例如，在润滑剂的选择和使用上不遵循操作手册中的建议，可能导致摩擦增加、磨损加剧以及发热问题。

3 预防电力变电站设备运行发热的有效措施

3.1 采取有效的监控措施

3.1.1 示温蜡片法

示温蜡片法是一种常用的监控电力变电站设备运行发热的有效措施。该方法通过使用示温蜡片来检测设备表面的温度，以判断是否存在过热现象。示温蜡片是一种特殊设计的材料，其成分和结构使得它在不同温度下会呈现出不同颜色或形态变化。将这些示温蜡片粘贴到设备表面后，在工作过程中，如果设备产生异常发热，则相应位置上的示温蜡片会显示出颜色或形态变化。通过定期观察和记录这些示温蜡片的状态，可以及时发现并识别潜在问题，并采取适当措施进行修复或调整。例如，如果某个区域上的示温蜡片显示出明显高于正常范围内的颜色变化，则可能意味着该区域存在过热问题，需要进一步检查和处理。采用示温蜡片法具有简单、直观、经济等优点。它能够提供实时且可视化的反馈信息，并帮助操作人员快速了解设备运行情况。同时，在预防火灾风险和保护设备安全方面也起到了重要作用。

3.1.2 红外监测法

红外监测法是一种常用的预防电力变电站设备运行发热问题的有效措施。该方法通过使用红外热像仪或红外测温仪来检测设备表面的温度分布，以及异常高温区域。红外监测法基于物体辐射出的红外能量与其表面温度之间存在关系。通过将红外热像仪或红外测温仪对准设备表面进行扫描，可以实时获取不同位置上的温度数据，并生成相应的热图或数字显示结果[5]。这些数据和图像可以帮助操作人员快速了解设备是否存在过热现象，并确定可能引起发热问题的具体部位。

3.2 加强电力变电站的巡查工作

加强电力变电站的巡查工作是预防设备运行发热问题的一项重要措施。加强电力变电站的巡查工作有助于及早发现设备运行发热问题，并采取相应预防措施以确保设备正常运行与安全性能。同时，通过定期巡视和检查还可以帮助延长设备寿命、减少故障率，并提高整个变电站的可靠性和稳定性。首先，要定期巡视和检查设备状态。通过定期对电力变电站进行全面巡视和检查，可以及时发现潜在的故障或异常情况，并采取相应措施进行修复或调整。这包括观察设备表面是否有明显过热迹象、听取操作人员反馈以了解可能存在的问题等。其次，要注意细节并留意异常现象。在巡视过程中需要特别关注连接点、接头处以及其他易受损部位是否存在松动、脱落或氧化等情况。同时还需留意温度计数值是否正常、风扇运转是否正常等细节信息。最后，建立完善记录与报告机制。将每次巡查所得到的数据和观察结果记录下来，并及时向相关人员报告。这样可以形成一份完整的巡查记录，为后续分析和决策提供依据。

3.3 提高技术人员的专业能力

提高技术人员的专业能力是预防电力变电站设备运行发热问题的重要措施。通过提高技术人员的专业能力，可以增强他们对设备运行发热问题的理解和处理能力。这样不仅有助于及早发现并解决潜在问题，还可以提高整个电力变电站系统运行效率、降低事故风险，并确保设备长期稳定可靠地运行。首先，要加强培训和学习。通过定期组织培训课程、参加相关研讨会以及持续学习新知识和技术，可以帮助技术人员不断更新自己的专业知识，并了解最新的设备运行与维护标准[6]。其次，要建立健全的知识管理体系。将过去经验教训进行总结归纳，并形成一套完善的操作手册和规范流程。这样可以确保技术人员在工作中有明确的指导并遵循正确的操作方法。最后，要注重安全意识和责任心的培养。加强对技术人员的安全教育，提高他们对设备运行发热问题及其潜在危害的认识，并鼓励他们主动参与预防措施的制定和实施。

3.4 重视对电力设备的安装管理

重视对电力设备的安装管理是预防电力变电站设备运行发热问题的一项关键措施。通过重视对电力设备的安装管理，可以确保设备在正常工作状态下减少发热问题。这样不仅能够延长设备寿命、降低故障率，还能提高整个变电站系统运行效率和可靠性。首先，确保合理设计和规范安装。其次，严格执行施工质量管理制度。最后，在整个过程中建立健全档案管理体系并加强信息共享与沟通交流机制。

4 结语

综上所述，预防电力变电站设备运行发热问题是至关重要的。设备发热不仅会加速元器件老化、引起局部过负荷和增加火灾风险，还可能威胁操作人员健康。为了有效预防这些问题，我们应该采取适当的措施：定期检查与维护连接点、合理设计散热系统、调整负荷管理以避免过载工作状态，并选择合适的材料来减少能量转化为热能的损耗。此外，红外监测法可以帮助工作人员及早发现异常温度区域，并采取相应措施进行修复或调整。同时，加强巡查工作有助于及时发现潜在故障或异常情况，并采取相应措施进行修复或调整。通过提高技术人员的专业能力和重视对电力设备的安装管理，可以确保设备正常运行并降低事故风险。因此，在实践中需要注重各项措施的落实与执行，并建立完善的档案管理体系和信息共享机制来促进经验交流与学习。