電氣一次設備過熱的原因和對策
摘要：
對電氣一次設備過熱故障進行了分析，指出了接觸面接觸不良和過載是電氣設備過熱的主要原因。提出的預防辦法是：點檢時及時發現過熱缺陷或隱患；定期按標準檢修、測試導電接觸面；定期對電氣設備進行熱像儀測試；發現異常或直阻超標盡快進行處理。
關鍵詞：電氣設備過熱 直阻超標 點檢 定修
電氣設備的主要功能是用來傳輸、分配電能和轉換電能的，這些功能的實現最終是通過電流的流通來完成的。利用電流通過導體發熱的這個特性，已有許多電器產品服務于人類，如電炊具、加熱器等；但是，如果對電阻這個固有的特性不加以監督和限制，則會危及電氣設備的安全運行，導致設備損壞或停電事故，甚至釀成重大火災事故。
1 原因分析常用的金屬導體有銅、鋁、錫、銀、鋼等。由于任何金屬導體都有一定的電阻，其電阻與其本身的電阻率和平均溫度系數有關，且有相應的熔點。 對于電氣接頭類的純電阻設備來說，根據R=ρ×L/S2H和Q=I2×R×t，可以計算出導體的電阻及電流流過導體時的發熱量；由公式Q=I2×R×t可以看出，當電氣接頭的接觸電阻由于某種因素如接觸表面狀況不良、氧化程度嚴重、接觸壓力較小、有效接觸面積減小而增大時，或電流增大時，其發熱量（溫度）將相應增大，電阻的由于熱效應而相應增大；電阻增大又使溫度增加，如此惡性循環，將使接觸面的溫度升高超過其熔點而熔化，從而會使接頭溫度超過熔點溫度而熔化；當系統發生短路時，隨著短路電流的急劇增加，接頭因超溫最容易發生熔化或熔斷，同時會擴大為火災事故和絕緣破壞事故。
案例一：
某廠的一臺機組在大修后并網不久，6KV廠用段因某一臺電機的電纜絕緣損壞發生相間短路，強大的短路電流使高壓配電柜內接觸電阻較大的電流互感器接頭發生熔濺，造成相對地、相間絕緣擊穿，繼而使高壓配電柜內又發生短路，造成6KV廠用段進線開關掉閘，母線失電而停機。 事故后檢查發現，該電流互感器端子接觸面螺絲孔的直徑因通過短路電流過熱熔化擴大了6毫米，端子厚度減少了3毫米。該接觸面接觸電阻增大的原因為，因配電柜內的導電連接板的材料是銅的，電流互感器的端子是鋁的，安裝時在該銅鋁接觸面上未采取有效的銅鋁過渡措施，由于銅鋁兩種金屬的化學性質差別，致使在該接觸面上產生了電化腐蝕，在接觸表面形成了一層灰白色的腐蝕層，造成該接觸面接觸電阻增大。重新處理銅鋁過渡接頭后，開關柜運行正常。
案例二：
某廠的一臺380V進線開關，因觸頭彈簧彈力不足，使觸頭壓力不足，接觸電阻升高，在運行中過熱，損壞絕緣而發生短路、著火，進而引發了“火燒聯營”的事故。
案例三：
某一臺220KV的有載調壓變壓器，分接開關的瓦斯繼電器多次動作，后發現是分接開關的觸頭氧化嚴重，接觸電阻超標嚴重所致；觸頭經鍍銀處理后恢復正常。
案例四：
某廠的一個500KV變壓器的高壓套管，因套管底部的接線板螺栓在安裝時未緊好，在局部放電試驗中損壞。在大唐盤電#4機組小修中，曾發現#4高廠變低壓側封閉母線B相的一個接線板，應有四條螺栓緊固，卻只有一條螺栓緊固，因接觸壓力和有效接觸面積減少，接觸面已變色，所幸未造成事故。 案例五：某變電站的一臺220KV開關，檢修時發現觸頭嚴重過熱，原因是導電桿的超行程不足，有效接觸面積減少導致了接觸電阻升高。
2 結論
綜上所述，導體之間接觸面的接觸電阻，除與環境溫度和通過的電流有關外，還與以下因素有關：
（1）接觸面的接觸材料；
（2）接觸表面狀況（粗糙程度）;
（3）接觸面積的大小；
（4）接觸表面氧化程度；
（5）接觸壓力。
3 對策
（1）做好防止電氣設備過熱的點檢工作，在點檢工作中增加檢查導體接觸面的點的項目和標準，在點檢中用紅外線測溫儀進行檢測，或檢查示溫蠟片是否變紅，若發現觸頭溫度超過80度或示溫蠟片變紅時，應跟蹤監視，并安排維修工作。
（2）、對于戶外的高壓電氣設備，在冬季下雪后觀察接頭處的積雪是否融化，也可判斷出接頭是否過熱，若有過熱點，可在春檢時停電后解開接頭進行處理。
（3）、在定期檢修工作中，應對所有的開關（包括隔離開關）觸頭進行接觸電阻試驗，對電機和變壓器進行線圈的直阻測試，對接觸電阻（直阻）超過標準的和對示溫蠟片變色或接頭溫度超過80度的都必須進行分解檢修，按影響接觸電阻的五個方面的因素進行相應的檢查、分析與處理，處理后測量其接觸電阻或直阻是否合格，不合格時繼續處理；同時應對電氣接頭貼上示溫蠟片。
（4）、每年利用熱像儀對電氣設備進行一次測試，重點對變壓器、電機、開關、電纜內部進行檢測，發現異常及時進行處理。
（5）、對于因環境溫度變化、負荷增加所引起的變壓器、電機類的溫度升高，應做好通風冷卻工作（春季清洗干凈變壓器冷卻器）和調整負荷工作。
對電氣一次設備過熱故障進行了分析，指出了接觸面接觸不良和過載是電氣設備過熱的主要原因。提出的預防辦法是：點檢時及時發現過熱缺陷或隱患；定期按標準檢修、測試導電接觸面；定期對電氣設備進行熱像儀測試；發現異常或直阻超標盡快進行處理。
關鍵詞：電氣設備過熱 直阻超標 點檢 定修
電氣設備的主要功能是用來傳輸、分配電能和轉換電能的，這些功能的實現最終是通過電流的流通來完成的。利用電流通過導體發熱的這個特性，已有許多電器產品服務于人類，如電炊具、加熱器等；但是，如果對電阻這個固有的特性不加以監督和限制，則會危及電氣設備的安全運行，導致設備損壞或停電事故，甚至釀成重大火災事故。
1 原因分析常用的金屬導體有銅、鋁、錫、銀、鋼等。由于任何金屬導體都有一定的電阻，其電阻與其本身的電阻率和平均溫度系數有關，且有相應的熔點。 對于電氣接頭類的純電阻設備來說，根據R=ρ×L/S2H和Q=I2×R×t，可以計算出導體的電阻及電流流過導體時的發熱量；由公式Q=I2×R×t可以看出，當電氣接頭的接觸電阻由于某種因素如接觸表面狀況不良、氧化程度嚴重、接觸壓力較小、有效接觸面積減小而增大時，或電流增大時，其發熱量（溫度）將相應增大，電阻的由于熱效應而相應增大；電阻增大又使溫度增加，如此惡性循環，將使接觸面的溫度升高超過其熔點而熔化，從而會使接頭溫度超過熔點溫度而熔化；當系統發生短路時，隨著短路電流的急劇增加，接頭因超溫最容易發生熔化或熔斷，同時會擴大為火災事故和絕緣破壞事故。
案例一：
某廠的一臺機組在大修后并網不久，6KV廠用段因某一臺電機的電纜絕緣損壞發生相間短路，強大的短路電流使高壓配電柜內接觸電阻較大的電流互感器接頭發生熔濺，造成相對地、相間絕緣擊穿，繼而使高壓配電柜內又發生短路，造成6KV廠用段進線開關掉閘，母線失電而停機。 事故后檢查發現，該電流互感器端子接觸面螺絲孔的直徑因通過短路電流過熱熔化擴大了6毫米，端子厚度減少了3毫米。該接觸面接觸電阻增大的原因為，因配電柜內的導電連接板的材料是銅的，電流互感器的端子是鋁的，安裝時在該銅鋁接觸面上未采取有效的銅鋁過渡措施，由于銅鋁兩種金屬的化學性質差別，致使在該接觸面上產生了電化腐蝕，在接觸表面形成了一層灰白色的腐蝕層，造成該接觸面接觸電阻增大。重新處理銅鋁過渡接頭后，開關柜運行正常。
案例二：
某廠的一臺380V進線開關，因觸頭彈簧彈力不足，使觸頭壓力不足，接觸電阻升高，在運行中過熱，損壞絕緣而發生短路、著火，進而引發了“火燒聯營”的事故。
案例三：
某一臺220KV的有載調壓變壓器，分接開關的瓦斯繼電器多次動作，后發現是分接開關的觸頭氧化嚴重，接觸電阻超標嚴重所致；觸頭經鍍銀處理后恢復正常。
案例四：
某廠的一個500KV變壓器的高壓套管，因套管底部的接線板螺栓在安裝時未緊好，在局部放電試驗中損壞。在大唐盤電#4機組小修中，曾發現#4高廠變低壓側封閉母線B相的一個接線板，應有四條螺栓緊固，卻只有一條螺栓緊固，因接觸壓力和有效接觸面積減少，接觸面已變色，所幸未造成事故。 案例五：某變電站的一臺220KV開關，檢修時發現觸頭嚴重過熱，原因是導電桿的超行程不足，有效接觸面積減少導致了接觸電阻升高。
2 結論
綜上所述，導體之間接觸面的接觸電阻，除與環境溫度和通過的電流有關外，還與以下因素有關：
（1）接觸面的接觸材料；
（2）接觸表面狀況（粗糙程度）;
（3）接觸面積的大小；
（4）接觸表面氧化程度；
（5）接觸壓力。
3 對策
（1）做好防止電氣設備過熱的點檢工作，在點檢工作中增加檢查導體接觸面的點的項目和標準，在點檢中用紅外線測溫儀進行檢測，或檢查示溫蠟片是否變紅，若發現觸頭溫度超過80度或示溫蠟片變紅時，應跟蹤監視，并安排維修工作。
（2）、對于戶外的高壓電氣設備，在冬季下雪后觀察接頭處的積雪是否融化，也可判斷出接頭是否過熱，若有過熱點，可在春檢時停電后解開接頭進行處理。
（3）、在定期檢修工作中，應對所有的開關（包括隔離開關）觸頭進行接觸電阻試驗，對電機和變壓器進行線圈的直阻測試，對接觸電阻（直阻）超過標準的和對示溫蠟片變色或接頭溫度超過80度的都必須進行分解檢修，按影響接觸電阻的五個方面的因素進行相應的檢查、分析與處理，處理后測量其接觸電阻或直阻是否合格，不合格時繼續處理；同時應對電氣接頭貼上示溫蠟片。
（4）、每年利用熱像儀對電氣設備進行一次測試，重點對變壓器、電機、開關、電纜內部進行檢測，發現異常及時進行處理。
（5）、對于因環境溫度變化、負荷增加所引起的變壓器、電機類的溫度升高，應做好通風冷卻工作（春季清洗干凈變壓器冷卻器）和調整負荷工作。
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