武汉纺织大学外经贸学院2013级
一、电气设备热故障
电气设备的热故障可分为外部故障和内部故障。接触不良，是电气设备的外部故障，长期暴露在大气中的电气裸接头因接触不良常常引起过热故障。
1、外部热故障
电气设备的外部热故障主要指裸露接头由于压接不良等原因，在大电流作用下，接头温度升高，接触电阻增大，恶性循环造成隐患。此类故障占外部热故障的90%以上。统计近几年来检测到的外部热故障的几千个数据，可以看到线夹和刀闸触头的热故障占整个外部热故障的77%，它们的平均温升约在30℃左右，其它外部接头的平均温升在20-25℃之间，结合近几年的检测经验，按温升的多少，可将外部故障分为轻微、一般和严重三种。
2、内部热故障
这是指封闭在固体绝缘、油绝缘以及设备壳体内部的电气回路故障和绝缘介质劣化引起的故障。根据电气设备的内部结构和运行状态，依据传热学理论，分析金属导电回路、绝缘油和气体等引起的传导、对流，从电气设备外部显现的温度分布热像图，可以判断出内部故障。
高压电气设备内部热故障的特点是故障点密封在绝缘材料或金属外壳中，如电缆，内部热故障一般都发热时间长而且较稳定，与故障点周围导体或绝缘材料发生热量传递，使局部温度升高，因此可以通过检测其周围材料的温升来诊断高压电气设备（如电缆）的内部故障。
二、电气设备连接点过热分析
连接点是指电气设备之间以及它们与母线或电缆之间的电气连接部位。连接点过热已经是电力系统的一个老问题，但随着设备负荷的增加，用户对供电可靠性要求的提高，在设备缺陷管理中成为一个越来越突出的问题，值得我们引起重视，认真研究其发生发展的原因，以便彻底解决。
1、由于过负荷造成的发热
随着近些年电力负荷的迅猛增长，如果原有的供、用电设备不及时的更新改造，无论是对设备，还是对设备接头的危害，都将会很大。一旦供电设备或线路发生故障，其故障点电流和相关支路电流都将急剧增加，原有的设备接头比同等截面的导线，更难以承受这突如其来的超限负荷，其后果是：轻者开始松动，逐渐演变成接头发热并恶性循环；重者则可能发生接头熔断事故。
2、由于维护管理工作不够造成的发热
在检修维护工作中，目前还未将“设备接头”列入定期测试、维修项目，只是在接头被发现有发热迹象时，才去用蜡试温或测试，既使发现温度较高，也只能用减负荷或停电检修的办法缓解或消除。
很少有人过问接头在发热前后其接触电阻值大小的变化，也很少安排在接头发热前对最大负荷叶的接头温升与较低负荷时的温升进行比较。
当故障电流发生后，对已经受到过故障电流冲击的接头，所造成的机械损害和应力变化，很少进行温度检测或电阻测试。
设备接头因其他设备检修而被拆装后，或因外力碰撞等因素造成的接触不良也没有受到一定的重视。
3、由于受到腐蚀造成的发热
金属在自然界中除去受到氧化、硫化（SO2）、高温等大气的腐蚀外，还会受到细菌的污染，即所谓电化学腐蚀。当两种不同的导电金属接触在一起。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在水与二氧化硫等气体的作用下，便出现了电化学反应，对金属进行腐蚀，即谓电化学腐蚀。
三、预防电气设备热故障的对策
1、金具质量。
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。
2、防氧化。
设备接头的接触表面要进行防氧化处理，应优先采用电力复合脂（即导电膏）以代替传统常规的凡士林。
3、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%。
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。
6、检测措施。
对于运行设备，运行值班人员要定期巡视连接头发热情况。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。
四、红外线技术
红外检测技术是一种在线监测（不停电）式高科技检测技术，它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外线（红外辐射）将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况，具有准确、实时、快速等优点。
红外诊断技术对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测，使传统电气设备的预防性试验维修（预防试验是20世纪50年代引进前苏联的标准）提高到预知状态检修，这也是现代电力企业发展的方向。随着现代科学技术不断发展成熟与日益完善，利用红外状态监测和诊断技术具有远距离、不接触、不取样、不触体，又具有准确、快速、直观等特点，实时地在线监测和诊断电气设备大多数故障。它备受国内外电力行业的重视，并得到快速发展。红外检测技术的应用，对提高电气设备的可靠性与有效性，提高运行经济效益，降低维修成本都有很重要的意义，是目前在预知检修领域中一种很好的手段。
利用红外热像技术检测在线电气设备的方法是红外温度记录法。红外温度记录法是工业上用来无损探测，检测设备性能和掌握其运行状态的一项新技术。与传统的测温方式（如热电偶、不同熔点的蜡片等旋绕在被测物表面或体内）相比，热像仪可在一定距离内实时、定量、在线检测发热点的温度，通过扫描，还可以绘出设备在运行中的温度梯度热像图，而且灵敏度高，不受电磁场干扰，便于现场使用。它可以在-20℃～2000℃的宽量程内以0.05℃的高分辨率检测电气设备的热故障，揭示出如导线接头或线夹发热，以及电气设备中的局部过热点等等
五、典型电气设备热故障
1、电缆过热故障的部位
根据电力事故分析，电缆过热故障可引起火灾导致大面积电缆烧损，造成被迫停机，短时间内无法恢复生产，造成重大经济损失。通过对事故的分析，电缆接头过热是引起电缆火灾的直接原因、电缆接头过热是因为接头压接头不紧、接头氧化等导致接触电阻过大，长期的高温运行使绝缘下降并击穿，最后导致电缆火灾的发生。
2、电缆过热故障的预测方法
根据对电缆过热故障特性的分析，预防电缆过热及火灾发生的有效方法是及时监测电缆接头温度，根据接头温度的变化趋势，分析电缆接头的老化程度，在电缆接头真正发生故障前发出报警。
发生接头过热的电缆大多为6KV以上的高压电缆，由于电压等级较高，常规的温度传感器不能满足安全的需要，而传统的光纤测温系统又存在扫描时间较长的缺点，PIONEER-P型光纤光栅测温系统则是监测高压带电设备过热故障的最佳选择。
论文作者:王铭暄
论文发表刊物:《电力技术》2016年第7期
论文发表时间:2016/10/18
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