电气一次设备过热故障原因分析及结论对策

本文对电气一次设备过热故障进行了分析，指出了接触面接触不良和过载是电气设备过热的主要原因。提出的预防办法是：点检时及时发现过热缺陷或隐患；定期按标准检修、测试导电接触面；定期对电气设备进行热像仪测试；发现异常或直阻超标尽快进行处理。
　　 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、原因分析
　　 常用的金属导体有铜、铝、锡、银、钢等。由于任何金属导体都有一定的电阻，其电阻与其本身的电阻率和平均温度系数有关，且有相应的熔点。
　　 对于电气接头类的纯电阻设备来说，根据R=ρ×L/S2H和Q=I2×R×t，可以计算出导体的电阻及电流流过导体时的发热量；由公式Q=I2×R×t可以看出，当电气接头的接触电阻由于某种因素如接触表面状况不良、氧化程度严重、接触压力较小、有效接触面积减小而增大时，或电流增大时，其发热量（温度）将相应增大，电阻的由于热效应而相应增大；电阻增大又使温度增加，如此恶性循环，将使接触面的温度升高超过其熔点而熔化，从而会使接头温度超过熔点温度而熔化；当系统发生短路时，随着短路电流的急剧增加，接头因超温最容易发生熔化或熔断，同时会扩大为火灾事故和绝缘破坏事故。
　　 案例一：某厂的一台机组在大修后并网不久，6KV厂用段因某一台电机的电缆绝缘损坏发生相间短路，强大的短路电流使高压配电柜内接触电阻较大的电流互感器接头发生熔溅，造成相对地、相间绝缘击穿，继而使高压配电柜内又发生短路，造成6KV厂用段进线开关掉闸，母线失电而停机。
　　 事故后检查发现，该电流互感器端子接触面螺丝孔的直径因通过短路电流过热熔化扩大了6毫米，端子厚度减少了3毫米。该接触面接触电阻增大的原因为，因配电柜内的导电连接板的材料是铜的，电流互感器的端子是铝的，安装时在该铜铝接触面上未采取有效的铜铝过渡措施，由于铜铝两种金属的化学性质差别，致使在该接触面上产生了电化腐蚀，在接触表面形成了一层灰白色的腐蚀层，造成该接触面接触电阻增大。重新处理铜铝过渡接头后，开关柜运行正常。
　　 案例二：某厂的一台380V进线开关，因触头弹簧弹力不足，使触头压力不足，接触电阻升高，在运行中过热，损坏绝缘而发生短路、着火，进而引发了“火烧联营”的事故。
　　 案例三：某一台220KV的有载调压变压器，分接开关的瓦斯继电器多次动作，后发现是分接开关的触头氧化严重，接触电阻超标严重所致；触头经镀银处理后恢复正常。
　　 案例四：某厂的一个500KV变压器的高压套管，因套管底部的接线板螺栓在安装时未紧好，在局部放电试验中损坏。在大唐盘电#4机组小修中，曾发现#4高厂变低压侧封闭母线B相的一个接线板，应有四条螺栓紧固，却只有一条螺栓紧固，因接触压力和有效接触面积减少，接触面已变色，所幸未造成事故。
　　 案例五：某变电站的一台220KV开关，检修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。
　　2、结论
　　 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：
　　（1）接触面的接触材料；
　　（2）接触表面状况（粗糙程度）;
　　（3）接触面积的大小；
　　（4）接触表面氧化程度；
　　（5）接触压力。
　　3、对策
　　（1）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。
　　（2）、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。
　　（3）、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。
　　（4）、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。
　　（5）、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。