摘要：发电企业往往因电气设备过热发生开关跳闸、设备损坏等，造成停机、停炉事故。本文着重结合济宁金威热电历年来发生的电气设备热故障事故，分析热故障产生的原因，提出了预防发热和设备发热初期的处理措施，以及常见电气设备温度的测试标准，使电气设备的预防性试验维修向预知状态检修转变，消除电气设备热隐患，延长设备运行周期，提高设备运行的安全性，提高企业经济运行质量。
关键词：电气设备；热故障；
1 电气设备发热故障的分析
分析电气设备发热的原因是有针对性采取防范措施的重要任务，对设备发热提前预防，或在设备发热初期采取降温，可以延长运行时间，避免造成突发停运事故。
1.1 电气设备发热的原因
根据焦耳定律： 可知造成设备发热的原因有两个：一是电流，另一个是电路的电阻。
电气设备运行时电流增大的主要原因是短路引起的电流增大。
电气设备运行时回路电阻R增大的主要原因为：①导体接头部位的压紧螺栓或压紧弹簧的压紧力不恰当，导致连接部位的压紧螺栓部位的接触电阻增大；②导体接头接触面不平整，造成接触面的通流量降低、相对正常负荷电阻R增大；③导体接头氧化、积灰，造成接触面电阻增大；④设备存在制造缺陷，工艺设计选型不当等造成。
电气设备在工作的时候，由于电流、电压的作用，将产生各种损耗，如：①“铜损”，即电流在导体电阻中的损耗；②“铁损”，即在导体周围的金属构件中产生的磁滞和涡流损耗；③“介损”，即绝缘材料在电场作用下产生的损耗。这些损耗都转化成热能，使电气设备的发热，温度升高。
1.2 电气设备热故障的分类
电气设备的热故障分为外部故障和内部故障。
外部故障是以局部过热，各种暴露在空气中的裸露接头、连接件的热故障；如室外变压器电缆接头发热，在电压异常时老化的绝缘击穿，造成着火或单相接地，甚至引发短路事故，多数原因都是连接件压接触不良或因受到氧化、腐蚀及灰尘的影响，或因材质和加工、安装工艺的问题，或冲击负荷的影响和机械振动等造成。
内部故障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和绝缘介质劣化引起的故障，一般发热过程一般都较长，与故障点接触的固体、液体和气体，都将发生热传导、对流和辐射，内部故障所产生的热量，能不断地达到外壳，改变了设备外表面的热场分布。如各种高压电气设备内部导电体连接不良，断路器触头接触不良，高压电缆出线鼻端连接不良，远距离电缆中间接头质量不好或工艺差等造成的接地或短路故障。
2 电气设备发热的影响及危害
电气设备过热的影响，主要表现在机械强度下降、导体接触部分性能变坏和绝缘材料性能降低等三个方面。
2.1 电气设备发热的不良影响
电气设备运行中有两种工作状态。
（1）正常工作状态。指运行参数都不超过额定值，电气设备能够长期而经济地进入工作的状态。
（2）短路时工作状态。当电力系统中发生短路故障时，电气设备要流过很大的短路电流，在短路故障被切除前的短时间内，电气设备要承受短路电流产生的发热和电动力作用。
电气设备由正常工作电流引起的发热称长期发热，是一种不可避免的能量损耗，只要设备质量符合要求，即能够承受长期发热的影响，不会产生恶化作用。由短路电流引起的发热成为短时发热，不仅消耗能量，还产生不良影响。
⑴机械强度下降。金属材料的温度升高时会使材料退火软化，机械强度下降。①当温度超过一定值时，材料的抗拉强度明显下降。②厂区发热和短时发热对金属材料机械性能的影响是不一样，短时发热时金属材料可以允许有较高的温度。
⑵接触电阻增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆发热导致接触电阻增加的原因主要有两方面：一是发热影响导体及其弹性元件的机械性能，使接触压力下降，导致接触电阻增加，引起发热的进一步加剧；二是温度的升高加剧了接触面的氧化，氧化的接触面又使接触电阻和发热增大，形成恶性循环，最后使接触连接部分遭到破坏，引发事故。
⑶绝缘性能下降。再电场强度和温度的作用下，绝缘材料将逐渐老化。当温度超过材料的允许温度时，将加速其绝缘的老化，缩短电气设备的正常使用年限。严重时，可能会造成绝缘烧损。
3 电气设备发热故障的预防与处理
3.1 电气设备热故障的预防
3.1.1 提高设备选用和安装质量
部分企业在建设初期为降低投资，在设备选用和安装施工队伍上片面追求费用的降低，忽视了性价比，造成电气设备投运后，出现设备运转中发热，这类发热故障在整改处理时往往花费的代价更大。
针对这一问题，需要投资者提高认识，综合考虑，避免“因小失大”，要由正规有相关技术力量的设计院所，不许套用图纸；多方考察电气设备生产厂家资质能力、业绩、服务情况；选用实力强的安装施工队伍，拒绝转包由散小施工。在建设施工过程中加强质量控制，严把材料验收、施工工艺、试验试运等关键步骤。
3.1.2 加强巡视检查质量
巡回检查（简称巡检）制度是《发电厂和变电站安全作业规程》中“两票三制”中的重要内容，正常有效的巡检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，对减少发热故障造成损失的有巨大的作用。
各企业对巡回检查都制定了具体的方法，规定了正常的巡视路线和巡视频数。通常要求每2小时巡检一次，已经存在缺陷但不具备条件处理又不影响安全运行的，一般缩短巡检周期，每小时一次，并测温填写记录。还根据设备的特点及运行方式、负荷情况、自然条件的变化等进行巡查，如室外变压器较脏时，有雾、降雨天气可能出现闪络发热。
3.2 电气设备发热故障的处理
3.2.1 电气设备过负荷引起的正常发热处理
因为电力负荷的原因，或是接线方式、环流等会造成的电气设备发热，在追求生产量的同时使设备处于满载或超载，不仅设备会发热过剧，长时间运行对电气设备绝缘和机械性能会产生不利影响。解决此类问题的措施是增加供电线路或降低生产负荷，根据用户生产计算正常运行负荷和事故情况下的短路负荷，合理运行接线方式，设置负荷设备正确的保护定值，在用户用电设计初期留出足够供电间隔，预期生产增长的余量，会避免此类事情发生。
3.2.2 电气设备质量问题引起的发热处理
对这类问题，一般发生在二次设备中，可以进行局部改造，发生在一次设备中时，改造更换费用极大，或影响生产严重，不能改造的可以降低负荷使用，加强监控和检测。但是在更换改造时要考虑新设备和旧设备的连接问题，仔细核对材质、尺寸、型号。
3.2.3 电气设备连接处的发热处理
2012年金威热电变电站2#主变在定期进行清理时，发现35kvB相套管一个螺栓完全无紧力；2010年1#机1PT刀闸测温92℃，待坚持一周后停机检查该处为发热后更换的新刀闸静触头有毛刺未清除。
一般对于户外变压器套管、隔离开关可以打开连接处检查发热点，对接触面进行重新打磨，清理发热烧伤部位硫化物和氧化物，检查连接所用的材料、型号、尺寸结构，检查螺栓、垫片，涂抹导电膏；对于断路器触头可以查看容量、安装工艺、接触面积、触头位置、压力平衡。
结束语
随着大容量高电压电气设备的不断运行，热故障已成为影响电力设备正常运行的主要原因，电气设备发热在设备缺陷管理中成为一个越来越突出的问题。造成电气设备发热故障的原因很多。严把设备进货质量关，加强安全工艺管理，提高运行检查手段，开展季节性预防试验和检修，改善电气设备运行环境，早发现、早处理是保证电力设备稳定运行的有效办法。
参考文献：
[1]杜宗轩等.电气设备运行技术问答[M].北京：
[2]王刚，王海军.[J].中国科技博览，2016（2）：258-258
论文作者:张献勇,李春生
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/18
标签：电气设备论文; 故障论文; 设备论文; 电阻论文; 负荷论文; 接触面论文; 电流论文; 《电力设备》2018年第17期论文;