摘要：随着社会经济的日益发展，电气设备的使用量也急剧增加，电气设备为保证人们正常的日常生活起到了重要作用。电气设备在使用中经常会因为过热故障而导致设备停止运行以及一些损坏事故，热故障的频繁发生对电气设备运行的安全稳定性造成了极大的隐患。本文中主要通过对电气设备发热原因和热故障的分析，提出对热故障的相应解决对策。
关键词：电气设备 热故障 解决对策
前言
电气设备的主要功能是用来传输、分配电能和转换电能的，这些功能的实现最终是通过电流的流通来完成的。利用电流通过导体发热的这个特性，已有许多电器产品服务于人类，如电炊具、加热器等；但是，如果对电阻这个固有的特性不加以监督和限制，则会危及电气设备的安全运行，导致设备损坏或停电事故，甚至酿成重大火灾事故。
1 设备过热故障
1.1短路故障案例一
2015年4月12日110kV盾安淖毛湖变电站10kV所用变电缆绝缘损坏发生相间短路，造成所用变101S断路器跳闸、（变电站只有一台变压器）、向变电站提供的交流电源消失。事故后检查分析，该电缆头绝缘老化的因通过电流慢慢的过热、各相接触表面电阻下降因为，电缆头爆炸、造成相间短路故障。
1.2短路故障案例二
2012年7月11日35kV盾安淖毛湖北变10kV北线10173隔离开关因触头弹簧弹力不足，使触头压力不足，接触电阻升高，在（7月高峰期）运行中过热，损坏绝缘而发生短路。
1.3短路故障案例三
2013年6月35kV上盾安淖毛湖变电站，变压器的低压套管上部的接线板螺栓在停电试验时未紧好，在局部放电试验中损坏。接触面已变色，测温度为120度。
1.4短路故障案例四
2014年9月110kV盾安淖毛湖变电站，110kV盾安淖毛湖北线19533隔离开关，定检时发现触头严重过热，原因是导电杆的超行程不足，有效接触面积减少导致了接触电阻升高。
综上所述，导体之间接触面的接触电阻，除与环境温度和通过的电流有关外，还与以下因素有关：
设备老化绝缘电阻下降；接触表面状况；接触面积的大小；接触表面氧化程度；接触压力。
2 电气设备发热原因
电气设备在正常运转时，会因为电流通过电气设备内部导体和线圈产生电阻损耗以及导体内部的电子流动而产生热量。由于电磁场的作用，在铁磁体内部会产生涡流和磁滞损耗，在绝缘体内会产生相应的介质损耗。但是磁滞损耗和介质损耗最终都基本上转换成热能，这些热能中的一部分会直接使电气设备的温度升高。电气设备还会由于外部条件而导致温度上升，当电气设备表面污秽或者有机械力作用造成外绝缘性能下降时，其发热功率取决于外绝缘的泄漏电流和绝缘电阻。当电气设备长时间暴露在外环境中时，金属导体表面受化学腐蚀和热胀冷缩导致导体连接部分发生接触不良故障，如电气线路触点、接头部分螺丝松动等形成很大的接触电阻，这是其发热功率取决通过电气设备的电流与接触电阻的大小。
电气设备的热故障可以分成内部故障和外部故障。电气设备的内部故障是指由于被封闭在固体绝缘、油绝缘和设备机壳内部的电气回路故障和绝缘介质劣化所引起的故障。电气设备的外部故障是指电气设备中由于长时间暴露在大气中的裸电气接头因为接触不良而引起的热故障。很明显内部故障要比外部故障复杂的多，但是只要根据电气设备的内部结构和运行状态，分析金属导电回路、绝缘介质和气体等引起的传导、对流以及电气设备的温度分布热像图，就能够对电气设备的各种内部故障做出判断。
3 预防电气设备热故障的对策
3.1 加强电气设备的巡视检查
做好防止电气设备过热的点检工作，在点检工作中增加检查导体接触面的点的项目和标准，在点检中用红外线测温仪进行检测，或检查示温蜡片是否变红，若发现触头温度超过80度或示温蜡片变红时，应跟踪监视，并安排维修工作。
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对于户外的高压电气设备，在冬季下雪后观察接头处的积雪是否融化，也可判断出接头是否过热，若有过热点，可在春检时停电后解开接头进行处理。
在定期检修工作中，应对所有的开关（包括隔离开关）触头进行接触电阻试验，对电机和变压器进行线圈的直阻测试，对接触电阻（直阻）超过标准的和对示温蜡片变色或接头温度超过80度的都必须进行分解检修，按影响接触电阻的五个方面的因素进行相应的检查、分析与处理，处理后测量其接触电阻或直阻是否合格，不合格时继续处理；同时应对电气接头贴上示温蜡片。
每年利用热像仪对电气设备进行一次测试，重点对变压器、电机、开关、电缆内部进行检测，发现异常及时进行处理。
对于因环境温度变化、负荷增加所引起的变压器、电机类的温度升高，应做好通风冷却工作（春季清洗干净变压器冷却器）和调整负荷工作。
3.2 加强电气设备的检修质量
3.2.1金具质量:电气设备的母线和设备线夹金具要根据需要选择优质的产品，产品的载流量和动热稳定性要能够符合设计的要求。许多工厂都曾经发生过因电动机开关负荷侧母线排与静触头连接部位运行中过热虚接而造成短路故障，后期检修才查出是铜铝搭接接头存在严重的质量问题，铜铝接头的制造厂对产品没有进行严格的检查；
3.2.2接头接触面处理:电气设备要求接头的接触面平整，接触面严重不平的接头容易导致接触不良等现象。工作人员应该要利用锉刀等工具把接触面严重不平的突出点和毛刺锉平，保证接触面平整光滑，但是这些操作中要注意母线加工后的截面减少值，一般要求铜质不超过圆截面的3%，铝质不超过5%；
3.2.3防氧化处理:电气设备的接头由于长期是出于裸露的状态，因此必须要进行一定的防氧化处理。传统老式的凡士林已经被淘汰了，应该优先使用电力复合脂（导电膏）；
3.2.4紧固压力控制:有些检修人员在接头的连接上存在错误的操作，部分人认为连接螺栓拧的越紧越好，其实这是不正确的。电气设备中铝质的母线弹性系数小，当螺母承受的压力达到其临界压力值时，会因为材料的强度和压力问题导致接触面部分变形隆起，使接触面积减少，接触电阻增大。所以在进行螺栓固定时，不要把螺栓过分的拧紧，只要用弹簧垫圈压平就可以了，必要时还可以应用力矩扳手进行紧固，防止螺母压力超过临界值
4 红外线检测技术
红外线检测技术是一种高科技在线监测技术，它包含了计算机技术、图像处理技术和光电成像技术，能够接收设备发出的红外辐射，并且在经图像技术后形成的热像图显示在荧光屏上，通过分析热像图就可以准确的判断设备表面的温度分布情况，在进行电气设备检修时具有准确、实时和快速等优点。
红外线检测技术能够对电气设备的故障缺陷和绝缘性能做出准确的预测，使电气设备从预防性实验维修飞跃到预知状态维修，红外线检测技术也代表了现代电力企业发展的方向。红外线检测技术在国内外受到普遍的重视和快速的发展，电力企业利用红外状态检测和诊断技术远距离、不接触、不取样和准确快速的优点，实现了实时检测和诊断电气设备的大部分热故障。应用红外线检测技术可以有效提高电气设备的可靠性，对电气设备运行的经济效益和降低维修成本都有重大的作用，红外线检测技术在现今的设备检修领域已经不可缺少。
红外温度记录法是红外线检测技术在电气设备中应用最多的方法。利用红外温度记录法可以实现对电气设备的无损探测、检测设备性能和运行状态，热像仪可以在一定的距离内实时检测出发热点的温度，并且制作出设备的温度梯度热像图，具有较高的灵敏度，可以在设备现场使用。
5 结论
电气设备热故障在电气缺陷管理中已经成为一个突出问题，因此对电气设备的热故障进行预防和积极解决显得尤为重要。红外线检测技术对于电气设备的热故障处理具有重要的意义，它不仅可以准确的检测设备的热故障，做到防范于未然，还可以有效降低设备的维修费用，其优点和重要性是显而易见的。总之只有做好各方面的工作才能减少热故障的发生。
参考文献：
[1]王 建 电气设备热故障及其红外诊断分析 2009.9
[2]张红宽 电气设备热故障分析及对策[J].中国西部科技 2010.6
作者简介：杨骐玮1985.12年出生，学历本科，2009年至2015年在中船重工海为（新疆）新能源有限公司工作；2015年至今在伊吾盾安风电有限公司担任场长兼新疆盾安新能源有限公司运营管理部部长一职。
论文作者:杨骐玮
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/19
标签：电气设备论文; 故障论文; 电阻论文; 接触面论文; 红外线论文; 温度论文; 设备论文; 《电力设备》2019年第17期论文;