1、電氣設(shè)備熱故障分析及其對策 摘要摘要 電力企業(yè)往往因系統(tǒng)設(shè)備過熱多次發(fā)生故障，造成停機(jī)停爐事故。本文分析了電力企業(yè)電氣設(shè)備熱故障產(chǎn)生的原因，針對電氣設(shè)備的熱故障進(jìn)行了觀察和分析，并將該類故障主要分為外部故障和內(nèi)部故障兩大類型；分析了在正常和故障情況下電氣設(shè)備發(fā)熱形成的原因;提出了電阻損耗、介質(zhì)損耗和鐵磁缺損這三種發(fā)熱形式的等級和處理措施，以及常見電氣設(shè)備溫度的測試標(biāo)準(zhǔn)，紅外診斷技術(shù)對電氣設(shè)備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預(yù)測，使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗維修提高到預(yù)知狀態(tài)檢修，這也是現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展方向。據(jù)此可及時消除電氣設(shè)備熱隱患，提高設(shè)備運行的安全性。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 電氣設(shè)備；熱故障；安全性

2、大學(xué)論文Abstract Power enterprise system is too hot for equipment many times, downtime resulting from blast furnace at the accident. this article analyzes the electrical equipment failure of electricity companies is the reason for the failure of electrical equipment for observation and analysis, this cl

3、ass is divided mainly into an external and internal problems with two major types；analysis and in normal circumstances were responsible for electrical equipment; the resistance and losses, medium and the defect of the three forms of violence and treatment measures, and the common test the temperatur

4、e of the electrical equipment and techniques for diagnosis the electrical equipment failure of the defects and insulating performance a reliable estimate, the traditional test of preventive repairs electrical equipment to predict the state. this is also a modern enterprise development. accordingly t

5、he electrical equipment may be hidden in a hot, and improve the operation of equipment security.Key wordselectrical equipment; hot breakdown; security 大學(xué)論文目錄目錄緒論.1第一章 電氣設(shè)備熱故障的分析.21.1 電氣設(shè)備發(fā)熱的原因.21.2 電氣設(shè)備發(fā)熱來源.21.3 電氣設(shè)備熱故障的分類.41.3.1 外部故障 .41.3.2 電氣設(shè)備內(nèi)部故障 .4第二章 電氣設(shè)備熱故障的影響及危害.62.1 電氣設(shè)備熱故障的影響.62.1.1 絕緣性能降

6、低 .62.1.2 機(jī)械強(qiáng)度下降 .72.1.3 導(dǎo)體接觸部分性能變壞 .72.2 電氣設(shè)備熱故障的危害.72.3 電氣設(shè)備熱故障等級及判斷.7第三章 電氣設(shè)備熱故障的預(yù)防與處理.113.1 電氣設(shè)備熱故障的預(yù)防.113.1.1 加強(qiáng)巡視檢查質(zhì)量 .113.1.2 加強(qiáng)檢修質(zhì)量 .113.2 電氣設(shè)備熱故障的處理.123.2.1 壓緊力不恰當(dāng)引起的發(fā)熱的處理 .123.2.2 導(dǎo)體相互連接的接觸面不平整引起的發(fā)熱的處理 .123.2.3 導(dǎo)體表面氧化、積灰引起的發(fā)熱的處理 .133.2.4 設(shè)備存在制造缺陷、個別環(huán)節(jié)的電接觸方式不當(dāng)引起的發(fā)熱處理 .133.3 處理發(fā)熱工作中應(yīng)注意的問題.14

7、3.3.1 接觸面接觸電阻的測定 .143.3.2 接觸質(zhì)量的判斷 .143.3.3 根據(jù)發(fā)熱具有季節(jié)性的特點預(yù)防發(fā)熱故障 .15第四章 電氣設(shè)備熱故障的紅外線診斷技術(shù).164.1 紅外線技術(shù)的特點.164.2 紅外線技術(shù)對故障的診斷.184.2.1 外部熱故障的判斷 .184.2.2 內(nèi)部熱故障的判斷 .194.3 紅外線技術(shù)的適用范圍.204.3.1 高壓電氣設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)流回路故障的診斷 .204.3.2 高壓電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣故障的診斷 .204.3.3 其他故障診斷 .20第五章 案例分析.21結(jié)束語.24參考文獻(xiàn).25大學(xué)論文- 1 -緒論緒論一次設(shè)備：直接生產(chǎn)和輸配電能的設(shè)備稱為一次設(shè)

8、備。包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、自動空氣開關(guān)、接觸器、閘刀開關(guān)、母線、電力電纜、電抗器、避雷器、熔斷器、互感器等等。二次設(shè)備：對一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)察測量和控制保護(hù)的輔助設(shè)備成為二次設(shè)備。包括儀表、繼電器、自動控制設(shè)備、信號設(shè)備及保護(hù)、電源等等。隨電力系統(tǒng)近年來的迅猛發(fā)展，一、二次設(shè)備新型設(shè)備的推廣應(yīng)用和更新?lián)Q代，變電設(shè)備本身性能的可靠程度逐步提高，小型變電站正逐步向無人職守過渡。但是，通過最近幾年來的缺陷統(tǒng)計和分析，發(fā)熱故障的上升趨勢越來越明顯，嚴(yán)重影響了設(shè)備的安全運行，已經(jīng)引起了電力系統(tǒng)各部門的重點關(guān)注。電氣設(shè)備的發(fā)熱是我們在工作中不容忽視的一個問題,它不僅影響設(shè)備的正常運行,還

9、會導(dǎo)致電氣設(shè)備的絕緣熱擊穿、導(dǎo)體連接部位的熱變形、甚至熔焊,嚴(yán)重危及電氣設(shè)備的安全可靠運行。因此正確認(rèn)識電氣設(shè)備發(fā)熱以及準(zhǔn)確的掌握運行中電氣設(shè)備的溫度變化情況,及早發(fā)現(xiàn)過熱并排除,可以大大減少電力系統(tǒng)的故障與事故還可提高供電的可靠性,保證正常供電。電氣發(fā)熱會使載流導(dǎo)體和周圍介質(zhì)溫度升高，工作環(huán)境惡化，使絕緣老化損壞，導(dǎo)致電氣設(shè)備的故障或事故。這種故障或事故往往是引發(fā)火災(zāi)的直接或間接原因。因此研究電氣設(shè)備的發(fā)熱對電氣設(shè)備的正常運行具有重要的意義。大學(xué)論文- 2 -第一章第一章 電氣設(shè)備熱故障的分析電氣設(shè)備熱故障的分析電氣設(shè)備的發(fā)熱故障一直是電力系統(tǒng)的一個老問題，嚴(yán)重影響供電設(shè)備正常的負(fù)荷輸送，甚

10、至釀成事故。電氣設(shè)備發(fā)熱問題必須引起重視，認(rèn)真研究其發(fā)生的原因，以便徹底解決。1.11.1 電氣設(shè)備發(fā)熱的原因電氣設(shè)備發(fā)熱的原因電氣設(shè)備在工作的時候，由于電流、電壓的作用，將產(chǎn)生電阻損耗發(fā)熱、介質(zhì)損耗發(fā)熱、鐵損發(fā)熱。允許負(fù)荷下的發(fā)熱在電氣設(shè)備的運行故障中占有很大的比重，是電氣設(shè)備的主要故障之一。發(fā)熱故障會導(dǎo)致電氣設(shè)備的絕緣熱擊穿、導(dǎo)體連接部位的熱變形、甚至熔焊，嚴(yán)重危及電氣設(shè)備的安全運行。根據(jù)焦耳定律：可知造成設(shè)備發(fā)熱的原因有兩個：一是電流，另一個2QI RTI是電路的電阻。電氣設(shè)備運行時電流增大的主要原因是短路引起的電流增大。電氣R設(shè)備運行時回路電阻 R 增大的主要原因為：導(dǎo)體連接部位的壓緊

11、螺栓或壓緊彈簧的壓緊力不恰當(dāng)，導(dǎo)致連接部位的壓緊螺栓部位的接觸電阻增大；導(dǎo)體相互連接的接觸面不平整，造成接觸面的通流量降低、相對正常負(fù)荷電阻 R 增大；導(dǎo)體相互連接的接觸面氧化、積灰，造成接觸面電阻增大；設(shè)備存在制造缺陷，個別環(huán)節(jié)的電氣連接方式不正當(dāng)，造成流通量較小的“卡脖子”環(huán)節(jié)。1.21.2 電氣設(shè)備發(fā)熱來源電氣設(shè)備發(fā)熱來源電氣設(shè)備在工作的時候，由于電流、電壓的作用，將產(chǎn)生電阻損耗發(fā)熱、介質(zhì)損耗發(fā)熱、鐵損發(fā)熱。（1）電阻損耗發(fā)熱：電力系統(tǒng)導(dǎo)電回路的金屬導(dǎo)體都具有相應(yīng)的電阻，當(dāng)通過負(fù)荷電流時，必然有一部分電能按焦楞次定律以熱損耗的形式消耗在電阻上。這部分發(fā)熱功率為：2fPK I R式中：發(fā)熱

12、功率（）PW 附加損耗系數(shù)fK大學(xué)論文- 3 - 通過的負(fù)荷電流（）IA 載流導(dǎo)體的直流電阻（）R對于多股絞線和空心導(dǎo)體，通常可認(rèn)為1fK （2）電介質(zhì)損耗發(fā)熱：由固體，液體或氣體等電介質(zhì)材料構(gòu)成的絕緣結(jié)構(gòu)是高壓電氣設(shè)備中不可缺少的重要部分。金屬導(dǎo)電材料和電介質(zhì)絕緣材料是所有電氣設(shè)備不可缺少的兩個組成部分。同樣導(dǎo)電體周圍的電介質(zhì)在作交變場的作用下會產(chǎn)生能量損耗，通常稱為介質(zhì)損耗，其損耗功率用下式表示： 2tanPUC式中：電介質(zhì)的有功損耗（）PW 交變電源的角功率 介質(zhì)的等值電容值（）CF絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)或介質(zhì)損耗角正切值tan由上式可知，介質(zhì)損耗與承受的電壓的平方成正比，與導(dǎo)體所通過的電流無

13、關(guān)。由此可知，電氣設(shè)備只要加上電壓，即使不輸送電流也會產(chǎn)生介質(zhì)損耗。當(dāng)絕緣介質(zhì)的絕緣性能變壞時，會引起介質(zhì)損耗增大，有功損耗增加，設(shè)備運行溫度升高。（3）鐵磁損耗發(fā)熱：載流導(dǎo)體周圍的鐵磁物質(zhì)在交變磁場反復(fù)磁化作用下，將產(chǎn)生磁滯、渦流損耗。鐵磁物質(zhì)在交變磁化下由于內(nèi)部的不可逆過程而使鐵磁物質(zhì)發(fā)熱所造成的一種損耗，稱為磁滯損耗。磁滯損耗與頻率的一次方成正比，與最大磁感應(yīng)強(qiáng)度的次方成正比。眾所周知，當(dāng)鐵磁物質(zhì)放置在變化著的磁場中，或者在磁場Bn中運動時，鐵磁物質(zhì)內(nèi)部會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（或感應(yīng)電流） 。從圖 1-1 中可見，渦流是感應(yīng)電流的一種，在鐵芯內(nèi)圍繞著感應(yīng)強(qiáng)度呈旋渦狀流動，其方向可按楞次定律來B

14、決定。渦流的產(chǎn)生要消耗一定的能量，并隨即轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。渦流對許多電氣設(shè)備來說是極其有害的，它消耗電能，使鐵芯發(fā)熱，不僅會引起額外的大量功率損失，更嚴(yán)重的是還會使線圈溫度過高，甚至損壞線圈的絕緣，造成設(shè)備的過熱損壞釀成事故。大學(xué)論文- 4 -圖 1-1 渦流的產(chǎn)生交變磁通在鐵芯中產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗合起來叫做鐵磁損耗，簡稱鐵損。czPwP把從電源吸收的能量轉(zhuǎn)化為熱量，使鐵芯發(fā)熱。1.31.3 電氣設(shè)備熱故障的分類電氣設(shè)備熱故障的分類電氣設(shè)備的熱故障又分為電氣設(shè)備的外部故障和電氣設(shè)備內(nèi)部故障兩個方面：外部故障是以局部過熱，各種裸露接頭、連接件的熱故障；內(nèi)部故障的發(fā)熱過程一般都較長，且為穩(wěn)定發(fā)熱，與

15、故障點接觸的固體、液體和氣體，都將發(fā)生熱傳導(dǎo)、對流和輻射，從而有許多與設(shè)備相距不很遠(yuǎn)的內(nèi)部故障所產(chǎn)生的熱量，能不斷地達(dá)到外殼，改變了設(shè)備外表面的熱場分布。1.3.1 外部故障外部故障主要是指從外界可以直接觀測到的設(shè)備部位發(fā)生的故障，一類是長期暴露在大氣中的各種裸露電氣接頭因接觸不良等原因引起的過熱故障。電氣設(shè)備外部熱缺陷或熱故障主要是各種電氣引流的裸露接頭，包括高壓設(shè)備或線路中的連接件等由于壓接不良或因受到氧化、腐蝕及灰塵的影響，或因材質(zhì)和加工、安裝工藝的問題，或沖擊負(fù)荷的影響和機(jī)械振動等各種原因造成的接觸電阻增大而出現(xiàn)的局部過熱等。另一類是由于表面污穢或在機(jī)械力的作用下引起的絕緣性能降低而造

16、成的過熱故障。1.3.2 電氣設(shè)備內(nèi)部故障電氣設(shè)備內(nèi)部故障主要是指封閉在固體絕緣、油絕緣以及設(shè)備殼體內(nèi)部的電氣回路故障和絕緣介質(zhì)劣化引起的各種故障：大學(xué)論文- 5 -a 內(nèi)部電氣連接不良或觸頭不良故障：如各種高壓電氣設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)電體連接不良，斷路器接觸不良，高壓釜電力電纜出線鼻端連接不良等。b 介質(zhì)損耗增大故障：各種以油做絕緣介質(zhì)的高壓電氣設(shè)備，一旦出現(xiàn)絕緣介質(zhì)劣化或進(jìn)水受潮都會因介質(zhì)損耗增加而發(fā)熱，發(fā)熱功率，其中是介質(zhì)2pUCtgC兩端的等值電容，此類故障的發(fā)熱機(jī)理屬于電壓效應(yīng)發(fā)熱；c 絕緣老化、開裂或者脫落故障：許多高壓電氣設(shè)備中的導(dǎo)電體絕緣材料因材質(zhì)不佳或使用老化引起局部放電而發(fā)熱，這種故

17、障也屬于電壓效應(yīng)發(fā)熱；d 鐵損增大故障：對由繞組電阻和磁路組成的高壓電氣設(shè)備，因設(shè)計不合理，運行效果不佳和磁路工作不正常引起的磁滯、磁飽和漏磁；或由于鐵芯片間絕緣破損造成短路、均可引起局部發(fā)熱或鐵制箱體發(fā)熱，發(fā)熱機(jī)理為渦流或磁滯損耗發(fā)熱；e 缺油故障：油浸高壓電氣設(shè)備因漏油造成油位低下，嚴(yán)重者可引起油面放電，導(dǎo)致表面溫度分布異常。這種熱特征，除放電時引起發(fā)熱外，主要是由于設(shè)備內(nèi)部油面上下介質(zhì)的熱特性不同所致。除上述故障外，還有因過負(fù)荷運行或電壓變化過大、單相運行等引起的故障，或者冷卻系統(tǒng)設(shè)計不合理造成堵塞和散熱不良等引起的故障。大學(xué)論文- 6 -第二章第二章 電氣設(shè)備熱故障的影響及危害電氣設(shè)備

18、熱故障的影響及危害發(fā)熱對電氣設(shè)備的影響，主要表現(xiàn)在絕緣材料性能降低、機(jī)械強(qiáng)度下降和導(dǎo)體接觸部分性能變壞等三個方面。2.12.1 電氣設(shè)備熱故障的影響電氣設(shè)備熱故障的影響2.1.1 絕緣性能降低絕緣性能降低導(dǎo)體和電器絕緣的耐熱性是決定其絕緣性能的主要因數(shù)。導(dǎo)體的允許電流，電器的額定功率實際上決定于絕緣在運行中所能承受的最高溫度。絕緣材料的耐熱性可用耐熱溫度來衡量。所謂絕緣材料的耐熱溫度，是該類材料所能承受而不致使其機(jī)械特性和電氣特性降低的最高溫度。按我國的標(biāo)準(zhǔn)，電氣絕緣材料按其耐熱溫度分為七級，其長期工作下的極限溫度列入表 2-1 內(nèi)，材料應(yīng)在該溫度下能工作 20000h 而不致?lián)p壞。表 2-1

19、 各級絕緣材料的耐熱溫度等級耐熱溫度相應(yīng)的材料Y90木材、紙、棉花及其紡織品等A105瀝青漆、漆布、漆包線及浸漬過的 Y 級絕緣材料E120玻璃布、油性樹脂漆、聚酯薄膜與 A 級絕緣材料的復(fù)合、耐熱漆包線B130玻璃纖維、石棉、聚酯漆、聚酯薄膜等F155玻璃漆布、云母制品、復(fù)合硅有機(jī)樹脂漆和以玻璃絲布、石棉纖維為基礎(chǔ)的層壓制品H180復(fù)合云母、硅有機(jī)漆、復(fù)合玻璃C 180石英、玻璃、電纜、補強(qiáng)的云母絕緣材料等對大部分絕緣材料來說，可以用所謂的“八度規(guī)則”經(jīng)驗規(guī)律來估算其壽命，即大學(xué)論文- 7 -溫度每上升 8 度，則其壽命降低一半。2.1.2 機(jī)械強(qiáng)度下降機(jī)械強(qiáng)度下降當(dāng)溫度高達(dá)一定的允許值后，

20、金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度將顯著下降，這是因為載流體長期處于高溫狀態(tài)，會使其慢性退火，亦可喪失其機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度喪失后，會導(dǎo)致變形或破壞。為了保證導(dǎo)體可靠地工作，須使其發(fā)熱溫度不得超過一定的值，這個限值叫做最高允許溫度。按照有關(guān)規(guī)定，導(dǎo)體的正常最高允許溫度，一般不超過 70；短路最高允許溫度可高于正常最高允許溫度，對硬鋁可取 200，硬銅可取 300。2.1.3 導(dǎo)體接觸部分性能變壞導(dǎo)體接觸部分性能變壞發(fā)熱使導(dǎo)體接觸面氧化并生成氧化薄膜，增加了接觸電阻。氧化速度與觸頭表面溫度有關(guān)，當(dāng)發(fā)熱溫度超過某一臨界溫度時，這個過程就加速進(jìn)行，接觸部分的彈性元件會被退火，壓力降低，接觸電阻增加，惡性循環(huán)加劇，最

21、后會導(dǎo)致連接狀態(tài)遭到破壞，嚴(yán)重時造成局部過熱火災(zāi)。2.22.2 電氣設(shè)備熱故障的危害電氣設(shè)備熱故障的危害(1)溫度升高使導(dǎo)體接觸部分的接觸電阻增大，最后燒壞接觸面，影響正常運行。(2)將會惡化導(dǎo)電接觸部分的連接狀態(tài)、以致破壞電器的正常工作。(3)使絕緣材料的絕緣性能降低。(4)使金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降。2.32.3 電氣設(shè)備熱故障等級及判斷電氣設(shè)備熱故障等級及判斷根據(jù)過熱部位的影響和危害性及其可能發(fā)展的破壞趨勢可分為一般、嚴(yán)重和危險三個等級(表 3-1)。這三個等級的熱缺陷所對應(yīng)的溫升范圍和溫度限值，內(nèi)部熱缺陷與外部熱缺陷應(yīng)有較大的差別。這是由直接測量設(shè)備外部發(fā)熱源和間接通過熱傳導(dǎo)來測量內(nèi)部發(fā)

22、熱源的情況所決定的，因此溫升限值不宜同等相比。相同的熱缺陷等級，外部熱缺陷的允許溫升要比內(nèi)部熱缺陷間接測量的溫升高得多。大學(xué)論文- 8 -表 3-1 熱缺陷等級及處理措施缺陷等級 措施一般熱缺陷 引起注意,加強(qiáng)檢查, 尋機(jī)處理嚴(yán)重?zé)崛毕?重點監(jiān)視,安排處理危險熱缺陷 立即匯報,停電處理電氣設(shè)備正常工作時，由于電流和電壓的作用,各種設(shè)備的發(fā)熱表現(xiàn)為一種正常的溫度分布圖。一般在電流較大的部位，載流導(dǎo)體的連接部位的溫度略高于其它部位，而且同類設(shè)備的發(fā)熱規(guī)律一般都是一致的。當(dāng)設(shè)備有缺陷或故障時，設(shè)備的某一部位的溫度分布便會出現(xiàn)異常，溫度明顯升高。因此根據(jù)發(fā)熱的情況及嚴(yán)重程度，可以判斷故障的性質(zhì)和嚴(yán)重程

23、度。判斷一項外部熱缺陷的嚴(yán)重程度，可依據(jù)兩個方面判斷一項外部熱缺陷的嚴(yán)重程度：過熱部位的最高溫度值，過熱部位與正常狀況下的相對溫度差比t0()/()hccttttt 式中:熱部位最高溫度ht常狀況下的熱穩(wěn)態(tài)溫度ct境溫度0t根據(jù)數(shù)值判斷故障的等級是直觀的，根據(jù)相對溫差比來判斷故障的等級可以htt基本消除表面發(fā)熱率、環(huán)境溫度、測試距離和負(fù)荷狀況的影響。設(shè)備不同、部位不同和所用材料不同，其最高工作溫度限值和值均不同，參見表 3-2 和表 3-3t表 3-2 常見電氣設(shè)備溫度的測試標(biāo)準(zhǔn)序號設(shè)備名稱測量部位最高容許溫度1隔離開關(guān)母線接頭處65接觸處752電力熔斷器機(jī)械結(jié)構(gòu)處90大學(xué)論文- 9 -接線端

24、子753斷路器機(jī)械結(jié)構(gòu)處100接線端子754流電壓互感器機(jī)械結(jié)構(gòu)處 90接線端子 905油浸式變壓器本體(油浸) 75接線端子 756干式變壓器本體(繞組)由絕緣等級決定接線端子 757電力電容器本體 70硬銅線 70硬銅絞線90硬鋁線 908母線接頭處耐熱鋁合金線 150金屬外殼 1109六氟化硫全封閉組合電器O 型密封圈和絕緣物 90表 3-3 一般電氣設(shè)備最高容許標(biāo)準(zhǔn)序號一般熱缺陷嚴(yán)重缺陷危險缺陷165% 溫度 75%75% 溫度100 %27 %溫升35%25%溫升50% 80%3t 值 0. 2 % 1%t 值大于 1 %實際負(fù)荷電流小于表量程的 60%4發(fā)熱時用電設(shè)備的實際負(fù)荷等于

25、用電 設(shè)備測溫時的實際負(fù)荷,小于 相鄰及相間 溫差 25 %大學(xué)論文- 10 -或小于正常用電負(fù)荷設(shè)備正常運行的負(fù)荷5相鄰及相間溫差 10 %大學(xué)論文- 11 -第三章第三章 電氣設(shè)備熱故障的預(yù)防與處理電氣設(shè)備熱故障的預(yù)防與處理3.13.1 電氣設(shè)備熱故障的預(yù)防電氣設(shè)備熱故障的預(yù)防3.1.1 加強(qiáng)巡視檢查質(zhì)量加強(qiáng)巡視檢查質(zhì)量巡回檢查制度是及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備過熱的有效手段，不斷提高和改進(jìn)設(shè)備巡視、 檢查的方法和質(zhì)量，使巡回檢查工作發(fā)揮更大的作用。各企業(yè)對巡回檢查都制定了具體的方法，規(guī)定了正常的巡視路線和巡視次數(shù)。對于運行設(shè)備，運行值班人員要定期巡視連接頭發(fā)熱情況。有些連接點過熱可通過觀察來確定，比

26、如運行中過熱的連接點會失去金屬光澤，導(dǎo)體上連接點附近涂的色漆顏色加深等。值班人員必須按照規(guī)定的要求進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致地檢查，才能發(fā)現(xiàn)各種設(shè)備故障、設(shè)備隱患，做到及時發(fā)現(xiàn)及時處理，避免事故發(fā)生。除周期性的巡檢外，還應(yīng)該根據(jù)設(shè)備的特點及運行方式、負(fù)荷情況、自然條件的變化等進(jìn)行巡查，例如北方下雪季節(jié)就是很好的觀察設(shè)備過熱的時候。3.1.2 加強(qiáng)檢修質(zhì)量加強(qiáng)檢修質(zhì)量(1)金具質(zhì)量。變電所母線及設(shè)備線夾金具，根據(jù)需要選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，載流量及動熱穩(wěn)定性能，應(yīng)符合設(shè)計要求。特別是設(shè)備線夾，應(yīng)積極采用先進(jìn)的銅、鋁擴(kuò)散焊工藝的銅鋁過渡產(chǎn)品，堅決杜絕偽劣產(chǎn)品入網(wǎng)運行。(2)防氧化。設(shè)備接頭的接觸表面要進(jìn)行防氧化處理，應(yīng)優(yōu)

27、先采用電力復(fù)合脂(即導(dǎo)電膏)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)常規(guī)的凡士林。(3)接觸面處理。接頭接觸面可采用銼刀把接頭接觸面嚴(yán)重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔，但應(yīng)注意母線加工后的截面減少值：銅質(zhì)不超過原截面的 3%，鋁質(zhì)不超過 5%。(4)緊固壓力控制。部分檢修人員在接頭的連接上存有誤區(qū)，認(rèn)為連接螺栓擰的愈緊愈好，其實不然。因鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)小，當(dāng)螺母的壓力達(dá)到某個臨界壓力值時，若材料的強(qiáng)度差，再繼續(xù)增加不當(dāng)?shù)膲毫?，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(jìn)行螺栓緊固時，螺栓不能擰得過緊，以彈簧墊圈大學(xué)論文- 12 -壓平即可，有條件時，用力矩板手進(jìn)行緊固,以防壓力過大。(5)工

28、藝程序。制定連接點安裝的技術(shù)規(guī)范程序。根據(jù)造成連接點過熱的不同類型，制定不同的工藝規(guī)程。安裝時，嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行。(6)檢測措施。對于運行設(shè)備，運行值班人員要定期巡視連接頭發(fā)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(dǎo)體上連接點附近涂的色漆顏色加深等。3.23.2 電氣設(shè)備熱故障的處理電氣設(shè)備熱故障的處理3.2.1 壓緊力不恰當(dāng)引起的發(fā)熱的處理壓緊力不恰當(dāng)引起的發(fā)熱的處理接觸壓緊力過大或過小都會引起接觸電阻的增大而引起發(fā)熱故障。接觸壓緊力過小，會使電接觸面呈現(xiàn)出有的地方接觸較好 有的地方?jīng)]有接觸上的微觀接觸現(xiàn)象，在客觀上減小了有效接觸面積。電流通過接觸面時，

29、只經(jīng)過實際接觸點，電流線在接觸點處發(fā)生劇烈收縮，產(chǎn)生所謂的“收縮電阻”引起發(fā)熱；接觸壓力過大，會在平板連接的電接觸面上形成以壓緊螺栓為圓心的中間接觸良好、四周外翹的實際接觸情況，也在客觀上減小了有效接觸面積 壓緊力越大越不會發(fā)熱是在處理平面接觸時很常見的認(rèn)識誤區(qū)。過大的壓緊力會適得其反。不同材料的電接觸面的壓緊力在相關(guān)的安裝規(guī)范中都有嚴(yán)格的要求，電接觸面的壓緊力要適度，以不至于引起接觸面變形為準(zhǔn)繩。恰當(dāng)?shù)慕佑|壓緊力可以使接觸面的氧化膜被粉碎，增大實際接觸面，減小電接觸面的接觸電阻和收縮電阻。3.2.2 導(dǎo)體相互連接的接觸面不平整引起的發(fā)熱的處理導(dǎo)體相互連接的接觸面不平整引起的發(fā)熱的處理施工質(zhì)量

30、不高、多次拆卸與組裝等原因都會形成電接觸面的不平整。電接觸面的不平整降低了有效接觸面積，在電流經(jīng)過時實際通流截面積變小，使得電流的收縮效應(yīng)增加，收縮電阻增大而引起發(fā)熱故障。此類故障屬于設(shè)備的特定故障，一經(jīng)處理好就不容易再次出現(xiàn)。因此，預(yù)防此類故障的首要措施是在設(shè)備安裝時嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)。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(yán)格意義講，任何接觸面都不可能做得絕對平整。因此，新設(shè)備安裝時，在電接觸面上一般都要求“壓花”即在接觸面上用 30 t 或 50 t 的液壓模具壓上均勻的點陣，當(dāng)緊固螺栓將兩接觸面大學(xué)論文- 13 -壓接在一起時，在螺栓壓緊力的作用下，這些點陣就呈犬牙交錯狀相

31、互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(shè)備時非常重要，對日后預(yù)防發(fā)熱有很好的意義。在處理此類發(fā)熱故障時有條件也可采用壓花的方法。3.2.3 導(dǎo)體表面氧化、積灰引起的發(fā)熱的處理導(dǎo)體表面氧化、積灰引起的發(fā)熱的處理導(dǎo)體氧化的原因有兩個：一是金屬導(dǎo)體的自然氧化，二是不同材料的導(dǎo)體搭接時在過渡面上發(fā)生的電化學(xué)腐蝕。導(dǎo)體表面的金屬氧化膜多屬于半導(dǎo)體范圍如氧化鋁的電阻率為.mm2/m，已經(jīng)接近于絕緣電阻。因此，電接觸面的氧化是導(dǎo)致發(fā)熱161 10的一個很重要的原因。對于接觸面氧化的處理，可用砂子或銼刀將接觸面的氧化層除掉，再在接觸面上涂上防氧化的物質(zhì)，如電力復(fù)合脂、中性凡士林或在銅接觸面上掛錫

32、等。但是對鍍銀的表面一般不提倡采用此方法。原因是銀的氧化膜具有很好的導(dǎo)電性能，若在處理氧化層時將電接觸面的鍍層磨掉，將得不償失。再者，銀的氧化層較軟，在適當(dāng)壓緊力的作用下就會被壓碎。這一點在處理表面時必須引起注意。積灰引起的發(fā)熱處理方法是清理掉接觸面的灰垢，加強(qiáng)接觸面的防塵。積灰和氧化層引起的發(fā)熱也具有一定的周期性，處理一次一般都能保證在一段時間內(nèi)不再發(fā)熱。因此，對在室外運行易積灰、易氧化的設(shè)備、定期進(jìn)行接觸面的處理不失為一種有效的預(yù)防發(fā)熱的方法。值得注意的是，使用電力復(fù)合脂、中性凡士林等防氧化涂層將加快積灰的速度。在這一點上，防積灰和防氧化是一對矛盾，在具體的使用時應(yīng)根據(jù)具體的運行情況進(jìn)行取

33、舍。3.2.4 設(shè)備存在制造缺陷、個別環(huán)節(jié)的電接觸方式不當(dāng)引起的發(fā)熱處理設(shè)備存在制造缺陷、個別環(huán)節(jié)的電接觸方式不當(dāng)引起的發(fā)熱處理對這類問題，能進(jìn)行局部改造的可進(jìn)行局部電接觸方式改造后使用，不能改造的只有降低負(fù)荷使用或更換設(shè)備。這類問題一般出現(xiàn)在比較老式的設(shè)備中。我們在二者間增加了軟銅辮固定連接，在不影響其性能的前提下解決了問題。對這類問題只有根據(jù)具體設(shè)備分析后制定相應(yīng)的處理辦法。大學(xué)論文- 14 -3.33.3 處理發(fā)熱工作中應(yīng)注意的問題處理發(fā)熱工作中應(yīng)注意的問題3.3.1 接觸面接觸電阻的測定接觸面接觸電阻的測定任何接觸面都有允許的接觸電阻值，所有發(fā)熱都無一例外地由接觸電阻的增大而引起。因此

34、，測定接觸面的接觸電阻是評價接觸面的一個最好的量化指標(biāo)。通過測量接觸電阻能發(fā)現(xiàn)上述前 3 種原因引起的接觸不良，很好地預(yù)防發(fā)熱故障的發(fā)生。我們經(jīng)過幾年對所有接觸面接觸電阻的測試，處理了大量的接觸不良問題。成功地降低了發(fā)熱故障，使我廠電氣發(fā)熱故障由高峰年的 50 余次穩(wěn)定地控制在 10 次左右。實踐證明，接觸電阻的測試是預(yù)防發(fā)熱的一個行之有效的方法。接觸電阻的測試應(yīng)盡量使用大電流測量接觸電阻。電接觸面的接觸電阻通常都很小，一般在微安級。在測量時，如果施加的電流太小，測量結(jié)果的誤差會很大，可能出現(xiàn)測量結(jié)果的誤判斷因為小電流流過電接觸面與實際運行時的大電流流過電接觸面的情況并不完全一致。大電流流過電

35、接觸面時，具有明顯的收縮效應(yīng)和集膚效應(yīng)，從而使電接觸面呈現(xiàn)出明顯大于小電流時的電阻。因此，測量接觸電阻應(yīng)盡量模擬實際運行情況，在大電流下進(jìn)行。目前市場上出現(xiàn)的輸出電流為 100A 或 200A 的回路電阻測試儀很適用。3.3.2 接觸質(zhì)量的判斷接觸質(zhì)量的判斷正確分析判斷接觸電阻的測量結(jié)果在實際操作中往往是一件很困難的事。機(jī)械地以相關(guān)規(guī)程、設(shè)備的使用說明書上規(guī)定的回路電阻參數(shù)來判斷，往往會增加很大的處理工作量，有時甚至無法達(dá)到要求個別設(shè)備雖然沒有嚴(yán)格地達(dá)到說明書或規(guī)程的要求，但在實際運行時由于運行情況的千差萬別卻不一定發(fā)熱。正確判斷測試結(jié)果，可以運用橫向和縱向比較法。在所有的發(fā)熱故障中，同一部位

36、單相發(fā)熱的次數(shù)很多，三相同時發(fā)熱的次數(shù)極少，這就為橫向比較法提供了很好的實踐依據(jù)。由于設(shè)備同一部位三相的運行環(huán)境相近、運行負(fù)荷情況基本相同，相間同一部位的接觸電阻就有了可比性。三相同一部位的接觸電阻基本相近，可以作為接觸電阻不能達(dá)到規(guī)程、說明書的要求時的一個有效可行的補充判據(jù)，這就是“橫向比較法”同一部位接觸電阻的歷次測量結(jié)果不應(yīng)有太大的差異 若某一次測定的接觸電阻比前幾次的測量值增大了很多，就說明該接觸面的接觸情況發(fā)生了劣化，應(yīng)查明原因并處理，這就是縱向比較法。對接觸質(zhì)量的評價，不能單一靠接觸電阻的大小來衡量，必須將接觸電阻的測量大學(xué)論文- 15 -結(jié)果與其他檢查結(jié)果結(jié)合起來綜合分析。不能一

37、味地認(rèn)為只要測得的接觸電阻很小就一定不會出現(xiàn)發(fā)熱故障，不能以接觸電阻來衡量接觸面的通流容量。一個電接觸面，如果有幾個點接觸得非常好，且這幾個點的截面積足以通過測試電流而不發(fā)生明顯的收縮效應(yīng)與集膚效應(yīng)，則測得的接觸電阻會很小。但是，這幾個點顯然不一定能承載運行時的負(fù)荷，在運行時仍有可能出現(xiàn)發(fā)熱。只有接觸面平整、接觸電阻測量合格的接觸面才能確保有足夠的通流容量。實踐證明，將接觸電阻和平整度檢查相結(jié)合是評價接觸質(zhì)量的有效方法。3.3.3 根據(jù)發(fā)熱具有季節(jié)性的特點預(yù)防發(fā)熱故障根據(jù)發(fā)熱具有季節(jié)性的特點預(yù)防發(fā)熱故障電氣設(shè)備經(jīng)歷春夏秋冬的周期運行后，各個緊固面的螺栓和母線都要經(jīng)歷無數(shù)次熱脹冷縮的交替變化。由

38、于螺栓與母線的熱膨脹系數(shù)不一樣，壓緊彈簧的性能由于熱疲勞而下降等原因，這種交替變化的最終結(jié)果將引起電氣接觸面的壓緊力下降，從而導(dǎo)致發(fā)熱故障的產(chǎn)生，這是發(fā)熱故障具有強(qiáng)烈的季節(jié)性的一個主要原因；發(fā)熱故障具有季節(jié)性的另一個原因是：任何發(fā)熱和散熱都是一個相對的過程，散熱條件好，散熱速度快，設(shè)備就不容易發(fā)熱；反之，設(shè)備就容易發(fā)熱。在環(huán)境溫度較高的夏季或場所，電氣設(shè)備的發(fā)熱故障率明顯高于環(huán)境溫度較低的冬季或場所，預(yù)防發(fā)熱我們采取的辦法一是改善電氣設(shè)備的散熱條件，如在封閉的電纜隧道里裝設(shè)軸流風(fēng)機(jī)加強(qiáng)對流散熱、在高溫季節(jié)盡可能多開啟高壓室的房門，對個別容易發(fā)熱的重要設(shè)備安裝空調(diào)器等辦法。二是在高溫季節(jié)來臨前對

39、容易發(fā)熱的大電流開路進(jìn)行有針對性的定期檢修、檢修時可以采用如前所述的用大電流測接觸電阻、塞尺檢查接觸面的平整度、三相同部位接觸電阻橫向比較、縱向比較等辦法檢測接觸情況，并采取相應(yīng)的處理措施。加強(qiáng)通風(fēng)和進(jìn)行定期檢修都是預(yù)防發(fā)熱行之有效的方法。大學(xué)論文- 16 -第四章第四章 電氣設(shè)備熱故障的紅外線診斷技術(shù)電氣設(shè)備熱故障的紅外線診斷技術(shù)紅外測溫技術(shù)在生產(chǎn)過程中，在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測，設(shè)備在線故障診斷和安全保護(hù)以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了著重要作用。近 20 年來，非接觸紅外測溫儀在技術(shù)上得到迅速發(fā)展，性能不斷完善，功能不斷增強(qiáng)，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴(kuò)大，市場占有率逐年增長。比起接觸式測溫方法,

40、紅外測溫有著響應(yīng)時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點。非接觸紅外測溫儀包括便攜式、在線式和掃描式三大系列，并備有各種選件和計算機(jī)軟件，每一系列中又有各種型號及規(guī)格。在不同規(guī)格的各種型號測溫儀中，正確選擇紅外測溫儀型號對用戶來說是十分重要的。電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備，在運行中會因為故障而引起其表面及內(nèi)部的溫度狀態(tài)發(fā)生異常。因此，通過監(jiān)視電氣設(shè)備的這種溫度狀態(tài)變化，可以對設(shè)備的故障情況作出判斷?，F(xiàn)在電力系統(tǒng)采用的紅外線診斷技術(shù)就是根據(jù)這個原理發(fā)展起來的。與傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗和離線診斷相比，具有不接觸，不停電不解體，可實現(xiàn)大面積快速掃描成像且狀態(tài)顯示快捷、靈敏、形象、直觀等特點，成為電氣安全檢測的一種

41、重要手段。紅外診斷技術(shù)對電氣設(shè)備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預(yù)測，使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗維修(預(yù)防試驗是 50 年代引進(jìn)前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn))提高到預(yù)知狀態(tài)檢修，這也是現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的方向。特別是現(xiàn)在大機(jī)組、超高電壓的發(fā)展,對電力系統(tǒng)的可靠運行，關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定，提出了越來越高的要求。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展成熟與日益完善，利用紅外狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)具有遠(yuǎn)距離、不接觸、不取樣、不解體，又具有準(zhǔn)確、快速、直觀等特點,實時地在線監(jiān)測和診斷電氣設(shè)備大多數(shù)故障。4.14.1 紅外線技術(shù)的特點紅外線技術(shù)的特點紅外診斷技術(shù)以其在線、靈敏、安全、準(zhǔn)確的特點，已發(fā)展成為電力系統(tǒng)重要的絕緣診斷技術(shù)，通過紅外

42、診斷技術(shù)對故障進(jìn)行定位，給檢修工作帶來很大方便。采用紅外成像檢測技術(shù)可以對正在運行的設(shè)備進(jìn)行非接觸檢測，拍攝其溫度場的分布、測量任何部位的溫度值,據(jù)此對各種外部及內(nèi)部故障進(jìn)行診斷，具有實時、遙測、直觀和定量測溫等優(yōu)點,用來檢測發(fā)電廠、變電所和輸電線路的運轉(zhuǎn)設(shè)備和帶電設(shè)備非常方便、有效。利用熱像儀檢測在線電氣設(shè)備的方法是紅外溫度記錄法。紅外溫度記錄法是工業(yè)上用來無損探測，檢測設(shè)備性能和掌握其運行狀態(tài)的一項新技術(shù)。與傳統(tǒng)大學(xué)論文- 17 -的測溫方式(如熱電偶、不同熔點的蠟片等放置在被測物表面或體內(nèi))相比，熱像儀可在一定距離內(nèi)實時、定量、在線檢測發(fā)熱點的溫度，通過掃描，還可以繪出設(shè)備在運行中的溫度

43、梯度熱像圖，而且靈敏度高,不受電磁場干擾，便于現(xiàn)場使用。它可以在-202000的寬量程內(nèi)以 0.05的高分辨率檢測電氣設(shè)備的熱致故障，揭示出如導(dǎo)線接頭或線夾發(fā)熱，以及電氣設(shè)備中的局部過熱點等等。紅外檢測技術(shù)是一種在線監(jiān)測（不停電）式高科技檢測技術(shù)，集光電成像技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一身，通過接收物體發(fā)出的紅外線（紅外輻射）將其熱像顯示在熒光屏上，從而準(zhǔn)確判斷物體表面的溫度分布情況，具有準(zhǔn)確、實時、快速等優(yōu)點。紅外診斷技術(shù)對電氣設(shè)備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預(yù)測，使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗維修(預(yù)防試驗是 20 世紀(jì) 50 年代引進(jìn)前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn))提高到預(yù)知狀態(tài)檢修，這也是現(xiàn)代電力

44、企業(yè)發(fā)展的方向。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展成熟與日益完善，利用紅外狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)具有遠(yuǎn)距離、不接觸、不取樣、不觸體，又具有準(zhǔn)確、快速、直觀等特點，實時地在線監(jiān)測和診斷電氣設(shè)備大多數(shù)故障。它備受國內(nèi)外電力行業(yè)的重視，并得到快速發(fā)展。紅外檢測技術(shù)的應(yīng)用，對提高電氣設(shè)備的可靠性與有效性，提高運行經(jīng)濟(jì)效益，降低維修成本都有很重要的意義，是目前在預(yù)知檢修領(lǐng)域中一種很好的手段。利用紅外熱像技術(shù)檢測在線電氣設(shè)備的方法是紅外溫度記錄法。紅外溫度記錄法是工業(yè)上用來無損探測，檢測設(shè)備性能和掌握其運行狀態(tài)的一項新技術(shù)。與傳統(tǒng)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(nèi))相比，熱像儀可在一定距離內(nèi)實

45、時、定量、在線檢測發(fā)熱點的溫度，通過掃描，還可以繪出設(shè)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(xiàn)場使用。它可以在-202000的寬量程內(nèi)以 0.05的高分辨率檢測電氣設(shè)備的熱故障，揭示出如導(dǎo)線接頭或線夾發(fā)熱，以及電氣設(shè)備中的局部過熱點等等。運用適當(dāng)?shù)募t外儀器檢測電氣設(shè)備運行中發(fā)射的紅外輻射能量，可以獲得電氣設(shè)備表面的溫度分布狀態(tài)及其包含的設(shè)備運行狀態(tài)信息，分析處理紅外監(jiān)測到的上述設(shè)備運行狀態(tài)信息，能夠?qū)υO(shè)備中潛伏的故障或事故隱患屬性、具體位置和嚴(yán)重程度做出定量的判斷。目前，紅外的故障診斷方法主要有表面溫度判斷法、同類比較法、熱譜圖分析法、檔案分析法等。大學(xué)論文- 18 -

46、總之，紅外檢測技術(shù)的應(yīng)用，對提高電氣設(shè)備的可靠性與有效性，提高運行經(jīng)濟(jì)效益，降低維修成本都有很重要的意義，是目前在預(yù)防性檢修領(lǐng)域中一很好的手段。但是為了降低電氣設(shè)備熱故障發(fā)生的概率，除了技術(shù)手段以外，嚴(yán)格規(guī)范的設(shè)備巡檢和檢修工作措施也是必須的。4.24.2 紅外線技術(shù)對故障的診斷紅外線技術(shù)對故障的診斷4.2.1 外部熱故障的判斷外部熱故障的判斷電力系統(tǒng)運行中，載流導(dǎo)體會因為電流效應(yīng)產(chǎn)生電阻損耗，而在電能輸送的整個回路上存在數(shù)量繁多的連接件、接頭或觸頭。在理想情況下，輸電回路中的各種連接件、接頭或觸頭接觸電阻低于相連導(dǎo)體部分的電阻，那么，連接部位的損耗發(fā)熱不會高于相鄰載流導(dǎo)體的發(fā)熱。然而一旦某些

47、連接件、接頭或觸頭因連接不良，造成接觸電阻增大，該部位就會有更多的電阻損耗和更高的溫升，從而造成局部過熱。此類通常屬外部故障。外部故障的特點是局部溫升高，易用紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)，如不能及時處理，情況惡化快，易形成事故，造成損失。外部故障占故障比例較大。外部熱故障的致熱部位是裸露的，可用熱像儀直接測溫，且測量值與實際的溫度值差別不大，一般可根據(jù)測得的溫度值或溫升值，按照高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備共同技術(shù)要求（GB/T11022-1999）規(guī)定的溫度和溫升極限，以及帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則（DL/T664-1999）中的相對溫差判斷法來判斷缺陷的嚴(yán)重程度。當(dāng)溫度值或溫升值接近或稍微超過GB/T1102

48、2- 1999 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值時，如此時設(shè)備的負(fù)荷還較輕，但在還有可能出現(xiàn)更高的負(fù)荷的情形下，應(yīng)定為“重大”或“緊急”缺陷，同時采取相應(yīng)的措施。如已接近滿負(fù)荷，則可以暫時考慮降低負(fù)荷，使溫度值符合規(guī)定，不一定要立即停電，但必須加強(qiáng)監(jiān)測，在短期內(nèi)消除缺陷。當(dāng)溫度值已大大超過規(guī)定時，必須立即停電處理。由于大多數(shù)設(shè)備通常都是在較低負(fù)荷下運行，大量設(shè)備接頭在通過小負(fù)荷電流時其溫度或溫升并沒有達(dá)到或超過GB/T11022-1999 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，出現(xiàn)“高溫過熱”的現(xiàn)象并不是很多，較多的是出現(xiàn)“低溫過熱” ，同時三相設(shè)備對應(yīng)點之間的溫差值較大，此時用GB/T11022-1999 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度或溫升來判斷設(shè)備

49、的缺陷具有很大的局限性。對此類缺陷一定要按DL/T664-1999 導(dǎo)則的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行準(zhǔn)確測溫，記錄此時設(shè)備的實際負(fù)荷電流，根據(jù)相對溫差判斷法中提供的相對溫差判據(jù)大學(xué)論文- 19 -來判斷缺陷的性質(zhì)。但要注意，當(dāng)發(fā)熱點的溫升值小于 10K 時，不宜按這個規(guī)定確定缺陷的性質(zhì)，因為這時各種測量誤差的綜合值可能已超過標(biāo)準(zhǔn)本身的數(shù)值，易引起漏判或誤判。4.2.2 內(nèi)部熱故障的判斷內(nèi)部熱故障的判斷所謂電氣設(shè)備的內(nèi)部故障，主要是指封閉在固體絕緣以及設(shè)備殼體內(nèi)部的電氣回路故障和絕緣介質(zhì)劣化引起的各種故障。由于這類故障出現(xiàn)在電氣設(shè)備的內(nèi)部，因此反映的設(shè)備外表的溫升很小，通常只有幾 k。檢測這種故障對檢測設(shè)備的

50、靈敏度要求較高。內(nèi)部故障的特點是故障比例小、溫升小、危害大，對紅外檢測設(shè)備要求高。內(nèi)部熱故障也可用熱像儀測溫，但由于其致熱部位被封閉，小部分熱量可能通過導(dǎo)體傳遞到外部，大部分要通過空氣、油、SF6 或絕緣紙等介質(zhì)，再通過金屬箱體或瓷套傳到其表面，其測量值與實際的溫度值差別一般較大。由于設(shè)備本身結(jié)構(gòu)和致熱因素比外部熱故障要復(fù)雜些，對此類故障的判斷分析也顯得困難些。應(yīng)根據(jù)DL/T664-1999 導(dǎo)則中的同類比較法和熱譜圖比較法來判斷，不宜按GB/T11022-1999 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度和溫升限值或DL/T664-1999 導(dǎo)則中的相對溫差判斷法來判斷。如對于 110kV 及以上變壓器高壓充油套管的

51、發(fā)熱問題，致熱部位有外部接頭處、將軍帽內(nèi)部導(dǎo)電桿與螺母的連接處、導(dǎo)電桿與過渡引線的連接處、過渡引線與線圈的連接處等，判斷時應(yīng)首先確認(rèn)是內(nèi)部還是外部發(fā)熱，如是內(nèi)部發(fā)熱，根據(jù)套管的熱譜圖，仔細(xì)分析致熱部位是在將軍帽內(nèi)還是套管下部引線。一般內(nèi)、外部接頭的高溫過熱都會影響到套管表面溫度的變化，通過熱譜圖分析是可以確認(rèn)致熱源的。只要確認(rèn)是內(nèi)部缺陷，必須盡快停電檢查處理。充油或充 SF6 的電流互感器、套管接頭的異常發(fā)熱，特別是高溫過熱，可能造成的后果是：一方面會導(dǎo)致密封的破壞，出現(xiàn)漏油、漏氣，甚至進(jìn)水受潮，危及主絕緣的安全；另一方面會導(dǎo)致電流互感器和套管等的內(nèi)部壓力增大，嚴(yán)重時出現(xiàn)爆炸。因此，對缺陷的定

52、性要從嚴(yán)要求?？傊t外檢測技術(shù)的應(yīng)用，對提高電氣設(shè)備的可靠性與有效性，提高運行經(jīng)濟(jì)效益，降低維修成本都有很重要的意義，是目前在預(yù)防性檢修領(lǐng)域中一種很好的手段。但是為了降低電氣設(shè)備熱故障發(fā)生的概率，除了技術(shù)手段以外，嚴(yán)格規(guī)范的設(shè)備巡檢和檢修工作措施也是必須的。大學(xué)論文- 20 -4.34.3 紅外線技術(shù)的適用范圍紅外線技術(shù)的適用范圍4.3.1 高壓電氣設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)流回路故障的診斷高壓電氣設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)流回路故障的診斷許多高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部導(dǎo)流回路因連接不良，接觸電阻增大而出現(xiàn)過熱。當(dāng)改變負(fù)荷電流時，其發(fā)熱功率和表面紅外熱像也隨之改變。所以，通過紅外熱像，就可以分辨設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)流回路的連接故障這類故障又

53、可稱為電流致熱型故障。4.3.2 高壓電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣故障的診斷高壓電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣故障的診斷許多高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部絕緣由于密封不良，進(jìn)水受潮，或者因絕緣介質(zhì)老化導(dǎo)致電氣絕緣性能下降，甚至?xí)霈F(xiàn)局部放電或擊穿此類故障的發(fā)熱功率與運行電壓有關(guān)，而與負(fù)荷電流大小無關(guān)。絕緣故障的外部特征，往往是表現(xiàn)為溫度上高下低的熱場分布。據(jù)此，可判定為設(shè)備出現(xiàn)相應(yīng)的絕緣故障。這類故障又可稱為電壓致熱型故障。4.3.3 其他故障診斷其他故障診斷在電力系統(tǒng)中，故障現(xiàn)象除以上兩種主要故障外，還有以下幾種可以通過紅外熱成像診斷出：鐵磁損耗或渦流故障的診斷；電壓分布異常和泄漏電流增大故障的診斷；油浸電氣設(shè)備缺油故障的診斷；

54、電力帶電作業(yè)、安全工器具內(nèi)部缺陷和金屬導(dǎo)體接件的診斷；火電廠鍋爐運行狀態(tài)診斷；熱力系統(tǒng)破損及漏熱診斷等等。大學(xué)論文- 21 -第五章第五章 案例分析案例分析孝感變電工區(qū)采用紅外監(jiān)測技術(shù)堅持按照湖北省關(guān)于紅外線測溫的規(guī)定，每季度對所轄 9 座變電站進(jìn)行一次紅外線測溫，發(fā)現(xiàn)了大量的設(shè)備外部熱故障。介紹兩例設(shè)備熱故障的判斷。案例 1: 2005 年 5 月 13 日，馬口站運行人員巡視發(fā)現(xiàn)馬 2 號主變 110kV 出口避雷器 V 相計數(shù)器顯示的避雷器內(nèi)部泄漏電流達(dá)到 1.1mA，接近報警值，與其他兩相0.3mA 的正常值相差較大，且比前次巡視記錄的值突增好幾倍，設(shè)備可能存在異常，23:55 分，試

55、驗人員對 110kV 避雷器先進(jìn)行紅外測溫，試驗數(shù)據(jù)見表 4-18表 4-1 馬二號主變 110kv 出口避雷器紅外測溫數(shù)據(jù)項目 U 相整體 V 相上節(jié) V 相下節(jié) W 相整體測試溫度 / 21. 30 22. 00 23. 10 21. 30 0.7 2.10實際溫升 /K 0. 3 0. 3V 相上下節(jié)間溫差: 1. 1相間溫差 /K 1. 8溫度 / 21濕度 /% 60天氣 陰根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則 (DL /T6642 1999) 6.7.3 部分，見下表 4-28表 4-2 金屬氧化物避雷器允許的相間溫差及最大工作溫升參考值電壓等級 正常熱像 正常熱像 允許溫升

56、相間溫差 /kV 特征 特征 /K /K110 整體有輕微發(fā)熱, 整體或局部 1. 0 或 0. 5 熱場分布基本均勻 有明顯發(fā)熱 1. 5大學(xué)論文- 22 - 分析試驗數(shù)據(jù)可知，V 相上下節(jié)避雷器之間溫差達(dá)到 1.8，大大超過標(biāo)準(zhǔn)的相間溫差 0.5K，與環(huán)境比較的實際溫升為 2.10K，超過了允許溫升 1.5K 的標(biāo)準(zhǔn)。隨后對避雷器進(jìn)行了在線監(jiān)測。通過避雷器在線監(jiān)測試驗數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：V 相避雷器全電流峰值 Ixp=1.187mA 與計數(shù)器顯示的避雷器內(nèi)部泄漏電流值 1.1mA 一致。 電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程(DL /5962 1996)規(guī)定：當(dāng)阻性電流增長 2 倍后必須停電試驗，而 V

57、相避雷器阻性電流 0.737mA 較上次的 0.031mA 上升 20 倍，說明避雷器內(nèi)部存在嚴(yán)重缺陷，必須立即停電。設(shè)備停電后對避雷器進(jìn)行試驗，試驗數(shù)據(jù)見表 4-38表 4-3 馬 2 號主變 110kv 出路避雷器停電預(yù)防數(shù)據(jù)絕緣電阻 /M試驗部位 U1mA /K V I/75% U1mA /A耐壓前 耐壓后V 相上節(jié) 500 300 16.9 685.7V 相下節(jié) 7000 7000 77.7 21.0標(biāo)準(zhǔn) 2500 74 50以上數(shù)據(jù)可確定，V 相直流升壓到 16.9kV 時電流已達(dá) 685.7A，說明避雷器上節(jié)存在嚴(yán)重故障，需立即更換。將更換下來的 V 相上節(jié)避雷器解體檢查時發(fā)現(xiàn)其已嚴(yán)重受潮，內(nèi)壁有細(xì)小水珠形成，這再次證明了判斷是正確地。仔細(xì)分析試驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)停電預(yù)試數(shù)據(jù)判斷是 V 相上節(jié)避雷器損壞，而紅外線測溫中卻是 V 相下節(jié)避雷器溫度高，這兩個結(jié)果看起來很矛盾。我們可以從避雷器絕緣電阻試驗數(shù)據(jù)看出，V 相上節(jié)避雷器絕緣只有 500M，原來由兩節(jié)避雷器承擔(dān)的相電壓現(xiàn)在全部由下節(jié)承擔(dān)，造成下節(jié)避雷器溫度過高。因此，得出一個結(jié)論:當(dāng)由雙節(jié)避雷器組成的避雷器組單只發(fā)生故障時，紅外熱圖像會造