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電氣設備熱故障分析及對策:電氣設備的熱故障分析與預防性試驗

摘要對設備的預防性試驗和絕緣診斷的最終目的是降低設備的故障率。通過對電氣設備的熱故障分析，利用紅外診斷技術對電氣設備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預測，使傳統電氣設備的預防性試驗維修，提高到預知狀態檢修。

關鍵詞電氣設備熱故障 預防性試驗 絕緣診斷 分析

引言電氣設備的使用壽命主要取決于設備內部絕緣材料的性能，對于高壓電氣設備，絕緣性能的衡量指標有機械性能、電氣性能、熱穩定性與化學穩定性等。熱穩定性的好壞決定著熱故障率的高低，而預防性試驗又是電力設備運行和維護工作中的一個重要環節，是保證電力設備安全運行的有效手段之一。因此，減少熱故障，并進行預防性試驗是保證電氣設備安全運行的重點工作。

1、電氣設備發熱來源及熱故障

連接點是指電氣設備之間以及它們與母線或電纜之間的電氣連接部位。接點過熱是電力系統的一個老問題，但隨著設備負荷的增加，用戶對供電可靠性要求的提高，在設備缺陷管理中成為一個越來越突出的問題，值得我們引起重視，認真研究其發生發展的原因，以便解決問題。

1.1 電氣設備發熱源。電氣設備在工作時，由于電流、電壓的作用，將產生電阻損耗發熱、介質損耗發熱、鐵損致熱三種熱故障。

1.2 電氣設備熱故障。電氣設備的熱故障可分為外部故障和內部故障。

1.2.1 外部故障主要原因是長期運行的設備其電氣接頭暴露在空氣中，因接觸不良，造成電阻值過大，引起接頭發熱。外部發熱缺陷一般集中在設備的連接點處。

1.2.2 內部故障是指封閉在固體絕緣、油絕緣以及設備殼體內部的電氣回路故障和由于絕緣介質劣化，引起的故障。對于內部故障，根據各種電氣設備的內部結構和運行狀態，依據傳熱學理論，分析金屬導電回路、絕緣油和氣體等引起的傳導、對流，從電氣設備外部顯現的溫度分布熱像圖，就可以判斷出各種內部故障。只要按照設備大修標準進行設備解體大修，對觸頭的各接觸面進行檢查與打磨，降低內部導電回路阻值，就可以徹底解決。

2、預防電氣設備熱故障的對策

2.1金具質量。變電所母線及設備線夾金具，根據需要選用優質產品，載流量及動熱穩定性能，應符合設計要求。特別是設備線夾，應積極采用銅、鋁擴散焊工藝的銅鋁過渡產品。

2.2接觸面處理。可用銼刀把接頭接觸面嚴重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔，但應注意母線加工后的截面減少值：銅質不超過原截面的3%，鋁質不超過5%。

2.3緊固壓力控制。部分檢修人員在接頭的連接上存有誤區，認為連接螺栓擰的愈緊愈好，其實不然。因鋁質母線彈性系數小，當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時，若材料的強度、硬度差，再繼續增加壓力，將會造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大。因此進行螺栓緊固時，螺栓不能擰得過緊，以彈簧墊圈壓平即可，有條件時，應用力矩板手進行緊固,以防壓力過大。

2.4防氧化。設備接頭的接觸表面要進行防氧化處理，應優先采用電力復合脂(即導電膏)以代替傳統常規的凡士林。

2.5工藝程序。制定連接點安裝的技術規范程序。根據造成連接點過熱的不同類型，制定不同的工藝規程。安裝時，嚴格按照規程進行。

2.6提高設備性能。 對到大修年限的設備，有計劃進行大修，防止缺陷發生，提高設備壽命，同時對未增容的隔離開關等設備進行增容，滿足設備負荷的要求，綜合分析變電站及設備老化的情況，對運行時間長，銹蝕嚴重的刀閘觸指彈簧、刀閘帽內部軟連接等導電部件進行更換，對長期在惡劣環境（如空氣潮濕、腐蝕嚴重等）運行的接頭螺絲、彈簧墊應更換為銅或不銹鋼材質。

2.7檢測措施。對于運行設備，運行值班人員要定期巡視連接頭發熱情況。有些連接點過熱可通過觀察來確定，比如運行中過熱的連接點會失去金屬光澤、改變顏色，導體上連接點附近涂的色漆顏色加深等。

2.8紅外線檢測。 紅外檢測技術是一種在線監測(不停電)式高科技檢測技術，它集光電成像技術、計算機技術、圖像處理技術于一身，通過接收物體發出的紅外線(紅外輻射)將其熱像顯示在熒光屏上，從而準確判斷物體表面的溫度分布情況，可以通過溫度分布情況分析設備三相接頭的溫差，將溫度升高的部位（接頭、線夾），根據當時的環境溫度和負荷情況，在檢修中與變電站人員巡視檢查到的發熱部位一起進行針對性處理。

紅外診斷技術對電氣設備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預測，使傳統電氣設備的預防性試驗維修提高到預知狀態檢修，這也是現代電力企業發展的方向。利用紅外熱像技術檢測在線電氣設備的方法叫做紅外溫度記錄法。紅外溫度記錄法是工業上用來無損探測，檢測設備性能和掌握其運行狀態的一項新技術。與傳統的測溫方式(如熱電偶、不同熔點的蠟片等旋繞在被測物表面或體內)相比，熱像儀可在一定距離內實時、定量在線檢測發熱點的溫度，通過掃描，還可以繪出設備在運行中的溫度梯度熱像圖，而且靈敏度高，不受電磁場干擾，便于現場使用。隨著現代科學技術不斷發展成熟與日益完善，利用紅外狀態監測和診斷技術具有遠距離、不接觸、不取樣、不觸體，又具有準確、快速、直觀等特點，實時地在線監測和診斷電氣設備大多數故障。它備受國內外電力行業的重視，并得到快速發展。

2.9導電體相互連接的接觸面不平整引起的熱故障對策。由于施工質量不高，多次拆卸與組裝等原因，都會形成接觸面的不平整。電接觸面的不平整降低了有效接觸面積，在電流經過的實際通流截面積變小，使得電流的收縮效應增加，收縮電阻增大而引發熱故障。此類故障屬于設備的特定故障，一經處理不易再次出現。預防此類故障的首要措施是在設備安裝時嚴把施工質量關。在施工時可用量具測量電接觸面的平整度，力求盡量平整。從嚴格意義講，任何接觸面都不可能做得絕對平整，因此，新的設備安裝時，在電接觸面上一般都要求“壓花”，在螺栓壓緊力的作用下，這些點陣就呈犬牙交錯狀咬合在一起，從而增大了有效接觸面積，這道工序在新安裝設備時非常重要，對于日后預防發熱有很好的意義，在處理此類發熱故障時，有條件也應采用“壓花”的方法。

3、預防性試驗

預防性試驗和絕緣診斷是電力設備運行和維護工作中一個重要環節，是保證電力設備安全運行的有效手段之一，對及時發現、診斷設備的缺陷起到了重要作用。

預防性試驗可按試驗范圍和試驗性質分類。

3.1按試驗范圍分類。

3.1.1 定期試驗：這是為了及時發現設備潛在的缺陷或隱患，每隔一定時間對設備定期進行的試驗。例如油中溶解氣體色譜分析、繞組直流電阻、絕緣電阻、介質損耗因數、直流泄露、直流耐壓、交流耐壓、絕緣油試驗等。

3.1.2大修試驗：指大修時或大修后做的檢查試驗項目。除定期試驗項目外，還需做：穿心螺栓絕緣電阻、局部放電、油箱密封試驗、斷路器分合閘時間和速度、電動機定轉子間隙測量等試驗，其中有些事機械方面的檢查項目。

3.1.3查明故障試驗：指定期試驗或大修試驗時，發現試驗結果有疑問或異常，需要進一步查明故障性質或確定故障位置時進行的一些試驗，或稱診斷試驗。例如：空載電流、短路阻抗、繞組頻率響應、振動、絕緣油含水量和油介損、壓力釋放器、氧化鋅避雷器工頻參考電壓試驗等。

3.1.4 預知性試驗：這是為了鑒定設備的壽命搞清被測設備的絕緣是否還能繼續使用一段時間，或者是否需要在近期安排更換而進行的試驗，是長期以來人們一直在研究的課題。該項研究可分為兩類，一是針對各種絕緣材料；二是針對實際設備的絕緣系統。單純絕緣材料的壽命模型不能直接運用于實際設備，但對于實際絕緣系統的結構布置、材料選擇及老化評估有重要的參考價值。

3.2按試驗性質分類

3.2.1非破壞性試驗或稱絕緣特性試驗：使用較低的試驗電壓或用不會對被測設備絕緣產生累積損傷效應的方法，根據絕緣介質中發生的各種物理過程（極化、吸收、電導等），測量絕緣的各種參數（絕緣電阻和吸收比或極化指數、泄露電流、介質損耗角正切等），以及與極化吸收過程有關的特性（主要表現為電阻―時間的變化規律）和絕緣冷卻媒質的一系列其它特性（化學成分、油中水分及氣體含量等），從而判斷設備的絕緣能力，及時發現可能的劣化現象。

3.2.2破壞性試驗或稱絕緣耐壓試驗，是在被測設備上施加高于設備工作電壓的試驗電壓，以求揭示危險性較大的集中性缺陷的存在，并直接檢驗被測設備的絕緣耐壓水平或裕度。耐壓試驗時，對被測設備絕緣可靠性的考驗比較直接和嚴格，缺點是試驗可能給被測設備的絕緣造成一定的損傷，并會導致被測設備的絕緣能力下降和可能恢復的缺陷在試驗過程中發展為不可逆轉的擊穿。

3.3 傳統的基本絕緣試驗項目包括絕緣電阻、直流泄漏電流、介損、直流耐壓和交流耐壓試驗。通過絕緣性能試驗，可定期檢測電氣設備絕緣性能，預測絕緣狀況，推斷絕緣老化進程、絕緣油劣化等內部薄弱環節，發現現役設備的隱患，安排消除缺陷的維修計劃等，保證設備的安全運行。

結束語 應用紅外線檢測技術，對提高電氣設備的可靠性與有效性，提高運行經濟效益，降低維修成本都有很重要的意義，是目前在預知檢修領域中一種很好的手段。同時，從絕緣診斷和預防性試驗工作的進展過程與試驗項目和試驗周期來看，電力設備產品質量的好壞，運行中維護的如何，又決定著運行可靠性的高低，試驗項目的多少和試驗周期的長短?？傊?，通過紅外線技術檢測、可預防行試驗與檢測等可使設備減少故障率，是提高設備使用壽命的有效方法。

電氣設備熱故障分析及對策:論高壓電氣設備接頭發熱故障分析及處理方法

摘 要：變電所內的各類高壓電氣設備的接頭、線夾和軟硬母線等設備間的連接、并接部位以及隔離開關的動、靜觸頭，高壓開關柜等，由于制造質量、安裝工藝、調試手段、設計不合理等諸多因素的影響，有時會出現不正常的發熱現象，如果不及時正確地進行處理，會使故障蔓延擴大。有的會引起燃弧、放電，直至燒斷引線；有的會使熱量傳導至設備內部，直接造成設備損壞。有的會直接危及電力系統的安全穩定運行，后果不堪設想。近幾年電力生產中廣泛運用各種先進的溫度測試設備，如：紅外熱成像儀、紅外線點溫儀等，取得了很好的效果，電力設備接頭的溫度得到了有效監視，接頭發熱情況得到了及時處理，從而也將會使由于接頭發熱引發的事故大大減少。對于過熱部位的檢修處理，如果方法不正確、不徹底，也將會使設備過熱部位惡性循環，造成電力設備重復停電，少送負荷，直接影響社會效益、經濟效益。

關鍵詞：高壓；電氣設備；故障；處理方法；

1、軟母線連接、搭接處的過熱處理 對于此類故障的處理方法有兩種，一是開夾檢查處理，就是將過熱的設備線夾打開檢查，如發現過熱點，進行處理；二是不開夾檢查處理，就是將過熱的線夾固定螺絲緊固一遍。以上這兩種方法都存有一定弊病。如果草率的把線夾打開，而過熱點又不在內部，這就造成不必要的工作；如果貪圖省事，把應打開檢查的線夾不開夾，而過熱點確在內部，只是簡單的緊固線夾螺絲，這樣的緊固如果用力過度，有時會造成線夾機械變形或者過死點，使接觸部位出現縫隙，反而造成接觸更不緊密，結果適得其反，給安全運行留有隱患。從2006年開始，我廠所轄變電所運用了紅外成像儀進行高壓電氣設備進行溫度情況監測，共發現了軟母線發熱情況7起，其中二次是母線引下線連接處發熱，其余五次是由于線路阻波器與軟母線連接處發熱；經過檢查發現母線引下線發熱是由于安裝人員沒有規范執行安裝工藝及設備線夾的制造質量不良引起，而線路阻波器與軟母線連接處是由于阻波器連接鋁板與設備線夾規范不統一引起，且隨著電力光纜的普遍使用，線路阻波器已基本無人使用，因此設備也就缺乏正常的維護。因此我認為正確的處理方法，應該按以下步驟進行：(1)檢修前首先查看測溫數據的最高溫度值，查看運行記錄，了解通過此過熱點的最高負荷電流，如果有進行紅外成像，應通過紅外圖片進行分析判斷發熱點及發熱原因。(2)在進行檢修工作時細心觀察過熱線夾的外部現象，如顏色、氣味、燒痕、內外部接觸縫隙、螺絲的緊固強度和均勻程度等。(3)檢查過熱部位線夾與導線的金屬材料、結構和尺寸，是否銅鋁壓接，導線的截面積與線夾所選型號是否配套一致，然后確定開夾或不開夾的檢修方案。

(4)閑置沒有用的線路阻波器建議在此間隔設備檢修時進行拆除，這樣也就減少了一個不必要的發熱點（溫州局已經有明確規定要求通訊部門安排拆除）。

(5)如發現是由于設備線夾使用不規范，應選擇合適的設備線夾進行更換。

2、硬母線的搭接、連接處過熱處理 這種過熱現象，經常會發生在戶外變壓器的套管、斷路器、隔離開關、電流互感器的接線柱上以及戶內高壓開關柜的隔離開關、電流互感器、開關連接處。它們共同的特點多為在硬母線上開圓孔，用螺栓壓接而形成線或面接觸。從2006年以來，發現此類發熱情況一共有10多起，從發熱原因分析主要是使用螺栓不規范引起，有的是螺栓沒有加裝彈簧墊、有的是使用螺栓的大小不一樣，最多的是由于螺栓的壓緊力不夠引起。通常的處理方法是將過熱處拆開，處理放電燒傷痕跡，重新配上螺栓并加備母（防松）。處理步驟是： (1)對于燒傷較輕的可以將鋁、銅排與導電棒表面的燒痕處理平整，清除硫化物和氧化物后，用合格的螺母上緊并鎖緊備母。 (2)對于燒傷嚴重或重復過熱的部位，因為銅、鋁排的接觸面已經多次燒傷且接觸面的結構分子已經離散疲勞，電阻率成倍增大，這時就應更換新母線或進行表面鍍銀處理。對于開孔尺寸與導電棒直徑有誤差的，一定要按標準重新開孔打眼。對于電流互感器等壓接部位只有一個孔能改成兩個眼的，就改成兩個眼，使接觸壓力更為合理；對于電纜出線的開關柜出線母排建議用二排夾接使出線接觸面加大，同時也使接觸壓力更加合理減少發熱可能性。

3、隔離開關動、靜觸頭的過熱處理 隔離開關的接觸過熱、接線柱過熱情況較為復雜。其中有制造質量的問題，如觸指及觸指彈簧和導電帶、軟連接的材料不合格、裝配工藝差，更多見于安裝、調整、檢修不當等原因，也有由于設計容量不夠（隔離開關輸送容量一般為不超過額定容量的50%為宜）。從2006年以來，我廠所轄變電所共發生由于隔離開關動、靜觸頭發熱的故障有9次，主要是由于地處山區，水電開發迅速而送出設備容量不變，在豐水期輸送大容量時發生，此時處理意見為更換大容量隔離開關，如果在輸送小電流時發生過熱現象的處理步驟： (1)依靠紅外圖片進行分析判斷發熱點及初步判斷發熱原因。 (2)從外向里查找，找出發熱點和傳熱點。 (3)將靜觸頭拆開并分解，檢查靜觸頭內表面與導電桿接觸部分是否有放電痕跡、氧化物，固定螺母是否松動，彈簧墊是否退火老化，最后清除氧化物，磨平燒痕，復裝鎖緊螺母。 (4)將動觸頭整體分解，清除動觸頭表面燒痕及氧化物，檢查觸指彈簧是否退火變形，檢查觸指與內部接觸面有無燒痕及氧化物，更換燒傷嚴重的觸指和彈簧，更換老化的螺栓和彈簧墊，最后按工藝標準要求順序復裝。 (5)接線柱的過熱，要解體接線柱與鋁帽內的轉動連接部分，接觸軟連接的接觸表面有無燒傷痕跡和氧化物，固定螺絲是否松動、滑絲，彈簧墊圈是否老化斷裂，然后進行表面處理和更換部件。 (6)整體復裝后，要按標準進行調整試驗，項目包括：動、靜觸頭的接觸深度和面積，接觸電阻。測試儀器要選用直流電流為100 A及以上的接觸電阻測試儀，隔離開關接觸電阻符合標準。4、設備線夾的過熱處理

此類發熱情況主要由于變電所的投運時間較長，原來安裝使用的設備線夾一般為螺栓緊固式，在以后的檢修維護中缺乏經驗，使得由于時間久經過多次熱脹冷縮，螺栓緊固度不夠或線夾內部氧化程度嚴重而導致設備線夾發熱情況普遍發生。2006年來，我廠所轄變電所共發生6次，一般情況為在輸送大電流時發生，為了更好地保證在以后不再重復發生此類發熱故障，我們均采用更換設備線夾為壓接型。

5、封閉式高壓柜的過熱監測與處理

以上各種高壓電氣設備的發熱情況均可采用紅外成像儀、紅外線點溫儀等進行監測，接頭發熱情況也得到了及時處理，但封閉式高壓柜在運行中不能打開，因此無法測量運行中開關柜內各觸頭的實際溫度。密封式開關柜內接頭發熱事故在近幾年有增長的趨勢，已經成為嚴重影響安全生產的難題。結合生產實踐，我們發現接頭發熱事故主要發生在負荷較重的10 kV小車式封閉開關柜內，開關柜的一次設備分布在3個相互獨立的隔室內，分別是開關室、母線室、出線室。所有隔室呈封閉狀態。由于發熱點在密封柜內，運行中的柜門禁止打開，值班人員無法通過正常的監視手段發現發熱缺陷。發熱嚴重時接頭會變紅甚至熔斷，直接造成生產事故。

密封高壓開關柜內的接頭發熱是生產中的難題，通過采取各種措施，如：實行檢修人員責任制，更新老舊設備，改進接頭的連接、安裝工藝等，可以大大減少接頭發熱事故，但是從目前的設備狀況看要想完全避免接頭發熱事故也是不現實的。于是希望通過監視的方法，提前發現開關柜內設備接頭發熱的跡象，以便采取措施，防止出現惡性事故。現在經常使用的柜內接頭發熱監視方法主要有：在接頭粘貼測溫蠟片；手摸柜門感知柜內溫度；通過異常氣味發現設備過熱；通過異常音響發現設備過熱等。粘貼測溫蠟片是室外接頭常用的測溫法，用在封閉柜內有很大局限性，大部分接頭通過柜門的觀察窗看不到，只能在開關停電檢修時檢查接頭有無過熱情況，對預防事故作用不大。手摸柜門的方法可大概判斷溫度有無異常，有很大的隨意性與偶然性?？傊?，通過綜合應用以上幾種方法可以大概判斷開關柜內有無接頭發熱故障，但是不科學、不嚴謹，對無人值班的變電站、開閉站無實用價值。從有關資料上了解到的方法是在每臺開關柜內安裝一個溫度傳感器，如果空氣溫度達到規定值即發出報警信號；或是柜內空氣溫度與環境溫度差值到規定值時即報警。這一測溫方法溫度傳感器安裝方便簡單，運行可靠，投入較小。我們不妨在開關柜訂貨時將此要求作為一個要求來實時監視開關柜內接頭溫度還是必要的?？偨Y以上分析看出，通過監視柜內空氣溫度來間接監視柜內接頭的運行狀況是可行的，完全可以起到預防接頭事故的目的。

6、結束語

綜上所述，對變電站高壓設備的過熱處理，決不能掉以輕心，麻痹大意，要以嚴肅負責的態度，科學合理的方法，標準規范的工序，嚴謹細致的工藝，認真徹底地進行檢修處理。只有這樣，才能確保電網安全運行。

電氣設備熱故障分析及對策:低壓電氣設備熱故障分析及對策

摘要：低壓電氣設備往往因熱故障而頻繁影響其安全穩定運行，本文通過對低壓電氣設備發熱原因及熱故障的分析，提出相應的處理對策，可有效減少設備事故的發生。

關鍵詞：電氣設備故障分析對策

隨著社會經濟的快速發展，低壓電氣設備的使用量急劇增多，在電氣設備的使用中，因熱故障造成的設備停電及損壞事故頻繁發生，極大地影響了設備的安全穩定運行。因此，電氣設備發熱問題必須引起重視，認真研究其發生的原因，通過對低壓電氣發熱規律的分析，能及早的發現問題、處理問題，可有效降低電氣設備事故率。

1低壓電氣設備發熱原因

1.1內部致熱。低壓電氣設備工作時，由于電流通過導體和線圈產生電阻損耗以及導體內部電子的流動而產生熱量。對于交流而言，由于交變磁場的作用，在鐵磁體內產生渦流和磁滯損耗，在絕緣體內產生介質損耗。這些損耗幾乎全部轉換成熱能，一部分熱能直接使電氣設備本體溫度升高，而另一部分熱能則散失在周圍的介質中。這些電能的損耗主要包括以下幾種：

（1）介質損耗，絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗。根據形成的機理可分為弛豫損耗、共振損耗和電導損耗，這種發熱稱為電壓效應引起的發熱，發熱功率主要取決于電壓的高低；

（2）電阻損耗，電流通過導體時，在導體電阻作用下因產生的能量損耗。這種發熱稱為電流效應引起的發熱，發熱功率取決于電流的大小，與電流的平方成正比；

（3）鐵損是因鐵心的磁滯、渦流現象而產生的電能損耗，包括磁性材料的磁滯損耗和渦流損耗以及剩余損耗，這種發熱稱為電磁效應引起的發熱。

內部熱故障主要發生在導電回路和絕緣介質上，其內部發熱機理因設備內部結構和運行狀態的不同而異，一般可概括為：電壓分布不均勻，導體連接或接觸不良、介質損耗增大或泄漏電流過大、因絕緣老化、缺油、受潮等產生局部放電、磁回路不正常等。

1.2外部致熱。外部致熱有些是因為表面污穢或機械力作用造成外絕緣性能下降，其發熱功率取決于外絕緣的泄漏電流與絕緣電阻；而大多數是因電氣接頭長期暴露在大氣中，金屬導體表面受電化學腐蝕及因熱脹冷縮接觸面壓力減小使導體連接部位接觸不良，如電氣線路觸點、接頭部分螺絲松動、觸點燒壞等形成較大的接觸電阻，其發熱功率取決于通過的電流與接觸電阻的大小。

2低壓電氣設備熱故障分析

低壓電氣設備運行時，不管是內部致熱還是外部致熱，都是不可避免的。電氣設備在正常工作時有一個相對較為穩定的溫升值，雖然在設備設計和制造過程中已經考慮設備運行時溫度升高的因素，但設備在使用過程中，由于受到各種不利因素的影響，如在高電壓、大電流、氣溫變化、空氣污染等環境中，溫度會不斷增加，設備的內部或外部某些薄弱部位往往會出現異常的溫度分布或異常的發熱現象，輕者會影響設備的某些性能，重者燒毀設備，情況嚴重時會發生短路爆炸等嚴重后果。一般情況下，電氣設備從發熱到出現故障大致可分為以下三個階段。

2.1溫度變化階段

由于低壓電氣設備長時間連續工作，電氣設備接線頭、觸點等部位溫度會不斷上升，這一過程持續時間往往會比較長，且無明顯表面特征，不易發現。

2.2溫度快速上升階段

當低壓電氣設備的運行溫度超過了允許溫度值時，金屬導體間的氧化現象會進一步加劇，溫度會急劇增加，并在不同材料中表現出一些特定的發熱特征，如絕緣材料會發黃或發黑，金屬表面發白或變黑，此時，絕緣電阻會下降，會出現異味甚至冒煙等明顯的發熱特征。

2.3故障階段

當低壓電氣設備溫度上升到一定值時，就會引起電氣設備的某些性能降低，設備工作出現異常，甚至燒毀等嚴重后果。

3低壓電氣設備熱故障處理對策

熱故障按溫升的高低及對設備的危害程度可分為一般熱故障、嚴重熱故障和危險熱故障三種：

3.1一般熱故障：其導體觸點溫度與正常運行條件的設備相比，該觸點有一定的溫度上升，如用紅外熱像儀測量，則呈現輕微的熱像特征。此種情況應引起注意，做好相關記錄，并加強跟蹤觀察，防止故障程度的加重。

3.2嚴重熱故障：發熱點溫度高，紅外熱像儀測量有明顯的熱像特征，故障點已造成嚴重熱損傷，對設備的安全運行構成嚴重威脅，此種故障應嚴加監控，在縮短監控周期條件下，應盡快安排停運檢修處理。

3.3危險熱故障：發熱點溫度超過該材料規定的最高允許值，紅外熱像儀測量時，熱像圖非常清晰，外觀檢查可看到嚴重的燒損痕跡。這種故障隨時可能造成嚴重的突發性設備事故，必須立即退出運行，進行徹底檢修。

4結束語

低壓電氣設備發熱在設備缺陷管理中已成為一個越來越突出的問題。電氣設備熱故障診斷技術對預防熱故障發生是十分必要和有效的一種設備檢測手段，通過紅外熱像儀檢測能準確判斷運行電氣設備的某些發熱故障，可做到防范于未然，有效地減少設備事故，降低維護費用，其優點是顯而易見的。低壓設備熱故障的更深入研究及先進檢測設備推廣應用，必將在保證低壓電氣設備的安全穩定運行方面發揮積極的作用。

電氣設備熱故障分析及對策:談電氣設備熱故障分析及對策

摘要：紅外診斷技術對電氣設備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預測，使傳統電氣設備的預防性試驗維修（預防試驗是20世紀50年代引進前蘇聯的標準）提高到預知狀態檢修，這也是現代電力企業發展的方向。

關鍵詞：電氣設備；熱故障；分析紅外線技術

興隆林業局地處位于黑龍江省中部，小興安嶺南坡，北緯46°01′30″～46°37′23″，東經127°54′40″～12751′15″，林區地處哈爾濱市所轄木蘭、通河兩縣內，局址設在巴彥縣興隆鎮。氣候屬于濕潤性季風氣候，年均氣候1.2℃左右穩定通過10℃的初終日數123天（5月22日～9月21日）≥10℃的有效積溫2200～2300℃，無霜期約120天（±12天）光照豐富，年日照時為2350～2550小時。太陽輻射總量為110千卡／cm2，年光和有效輻射50千卡／cm2。

1　電氣設備的發熱來源及熱故障

連接點是指電氣設備之間以及它們與母線或電纜之間的電氣連接部位。連接點過熱已經是電力系統的一個老問題，但隨著設備負荷的增加，用戶對供電可靠性要求的提高，在設備缺陷管理中成為一個越來越突出的問題，值得我們引起重視，認真研究其發生發展的原因，以便徹底解決。

1.1電氣設備發熱源　電氣設備在工作的時候，由于電流、電壓的作用，將產生電阻損耗發熱、介質損耗發熱、鐵損致熱等三種熱故障。

1.2電氣設備熱故障　電氣設備的熱故障可分為外部故障和內部故障。接觸不良，是電氣設備的外部故障；長期暴露在大氣中的各種電氣裸接頭因接觸不良常常引起過熱故障。

1.3電氣設備的內部故障　這是指封閉在固體絕緣、油絕緣以及設備殼體內部的電氣回路故障和絕緣介質劣化引起的故障。根據各種電氣設備的內部結構和運行狀態，依據傳熱學理論，分析金屬導電回路、絕緣油和氣體等引起的傳導、對流，從電氣設備外部顯現的溫度分布熱像圖，可以判斷出各種內部故障。

2　預防電氣設備熱故障的對策

2.1金具質量　變電所母線及設備線夾金具，根據需要選用優質產品，載流量及動熱穩定性能，應符合設計要求。特別是設備線夾，應積極采用先進的銅、鋁擴散焊工藝的銅鋁過渡產品，堅決杜絕偽劣產品入網運行。

2.2防氧化　設備接頭的接觸表面要進行防氧化處理，應優先采用電力復合脂（即導電膏）以代替傳統常規的凡士林。

2.3接觸面處理　接頭接觸面可采用銼刀把接頭接觸面嚴重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔，但應注意母線加工后的截面減少值：銅質不超過原截面的3％，鋁質不超過5％。

2.4緊固壓力控制　部分檢修人員在接頭的連接上存有誤區，認為連接螺栓擰的愈緊愈好，其實不然。因鋁質母線彈性系數小，當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時，若材料的強度差，再繼續增加不當的壓力，將會造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大。因此進行螺栓緊固時，螺栓不能擰得過緊，以彈簧墊圈壓平即可，有條件時，應用力矩板手進行緊固，以防壓力過大。

2.5工藝程序　制定連接點安裝的技術規范程序。根據造成連接點過熱的不同類型，制定不同的工藝規程。安裝時，嚴格按照規程進行。

2.6檢測措施　對于運行設備，運行值班人員要定期巡視連接頭發熱情況。有些連接點過熱可通過觀察來確定，比如運行中過熱的連接點會失去金屬光澤，導體上連接點附近涂的色漆顏色加深等。

3　紅外線技術

紅外檢測技術是一種在線監測（不停電）式高科技檢測技術，它集光電成像技術、計算機技術、圖像處理技術于一身，通過接收物體發出的紅外線（紅外輻射）將其熱像顯示在熒光屏上，從而準確判斷物體表面的溫度分布情況，具有準確、實時、快速等優點。

紅外診斷技術對電氣設備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預測，使傳統電氣設備的預防性試驗維修（預防試驗是20世紀50年代引進前蘇聯的標準）提高到預知狀態檢修，這也是現代電力企業發展的方向。隨著現代科學技術不斷發展成熟與日益完善，利用紅外狀態監測和診斷技術具有遠距離、不接觸、不取樣、不觸體，又具有準確、快速、直觀等特點，實時地在線監測和診斷電氣設備大多數故障。它備受國內外電力行業的重視，并得到快速發展。紅外檢測技術的應用，對提高電氣設備的可靠性與有效性，提高運行經濟效益，降低維修成本都有很重要的意義，是目前在預知檢修領域中一種很好的手段。

利用紅外熱像技術檢測在線電氣設備的方法是紅外溫度記錄法。紅外溫度記錄法是工業上用來無損探測，檢測設備性能和掌握其運行狀態的一項新技術。與傳統的測溫方式（如熱電偶、不同熔點的蠟片等旋繞在被測物表面或體內）相比，熱像儀可在一定距離內實時、定量、在線檢測發熱點的溫度，通過掃描，還可以繪出設備在運行中的溫度梯度熱像圖，而且靈敏度高，不受電磁場干擾，便于現場使用。它可以在-20℃-2000℃的寬量程內以0.05℃的高分辨率檢測電氣設備的熱故障，揭示出如導線接頭或線夾發熱，以及電氣設備中的局部過熱點等等。