【案例】电气运行设备过热的诱因剖析和对策

大学点评2024-02-28 20:13:49佚名

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电力系统电气设备的主要功能是拿来传输、分配电能和转换电能的,这种功能的实现最终是通过电压的流通来完成的。此时,无论正常时通过工作电压,或故障时通过漏电电压,导体都要发热,在特定条件下,发热有且只有一个正常范围,这样,监视电气设备是否正常运行就可以通过其发热情况来判定,若对通浊度体的此特点不加以监督和限制,则会殃及电气设备的安全运行,造成设备受损或停水车祸,甚至酿成重大火警车祸。

一、主要诱因剖析

首先,常用的金属导体有铜、铝、锡、银、钢或硬铝、铝锰和铝镁合金等。因为任何金属导体都有一定的内阻,其阻值与其本身的阻值率和平均气温系数有关,且有相应的熔点。

对于电气接头类的纯内阻设备来说,按照R=ρ×L/S和Q=I2×R×t,可以估算出导体的内阻及电压流过导体时的发热量;由公式Q=I2×R×t可以看出,当电气接头的接触内阻因为某种诱因如接触材料、接触表面状况不良、氧化程度严重、接触压力较小、有效接触面积增大而减小时,或电压减小时,其发热量(体温)将相应减小,内阻率因为热效应而相应减小;导致内阻减小又使气温降低,这么恶性循环网校头条,一方面、使绝缘材料的绝缘性能和金属材料的机械硬度增长,甚至在电动力作用下导体变型;另一方面、可能使接触面的水温下降超过其熔点而融化,因而会使接头体温超过熔点体温而融化;当系统发生漏电时,随着漏电电压大幅降低,接头因超温最容易发生融化或熔断,同时会扩大为起火车祸和绝缘破坏事故。

其次,按照能量守恒原理,即导体形成的热量与耗散的热量应相等,导体的发热来自导体内阻耗损的热量;热量的耗散有对流、辐射和导热三种方式,具体来说,在稳定状态下,导体内阻耗损的热量及吸收太阳热量之和应等于导体幅射和空气对流散热之和(因为空气导热量很小,因而裸导体对空气的导热可略去不计),即有:

QR+Qt=Q1+Qf

式中:QR单位宽度导体内阻耗损的热量,W/m;

Qt单位宽度导体吸收太阳泰安的热量,W/m;

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Q1单位宽度导体对流散热量,W/m;

Qf单位宽度导体向周围介质幅射的热量,W/m。

由此可见,当正常的通浊度体,散热条件恶劣时,以及吸收的外界热量较大时,就会使导体气温下降或则升至不正常,从而导致电气设备出现不同程度的害处。

二、典型例子介绍

案例一:某厂的一台机组在整修后并网不久,6KV厂用段因某一台水泵的线缆绝缘受损发生相间漏电,强悍的漏电电压使高压配电柜内接触内阻较大的电压互感器接头发生熔溅,导致相对地、相间绝缘击穿,从而使高压配电柜内又发生漏电,导致6KV厂用段进线开关掉闸,母线失电而停机。

车祸后检测发觉,该电压互感器端子接触面螺母孔的半径因通过漏电电压过热融化扩大了6毫米,端子长度降低了3毫米。该接触面接触内阻减小的缘由为,因配电柜内的导电联接板的材料是铜的,电压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举措,因为铜铝两种金属的物理性质差异,使得在该接触面上形成了电化腐蚀,在接触表面产生了一层灰褐色的腐蚀层,导致该接触面接触内阻减小。重新处理铜铝过渡接头后,开关工作正常。

案例二:某厂的一台380V进线开关,在运行中过热,毁坏绝缘而发生漏电、着火,从而引起了“火烧联营”的车祸。经过检测开关触头,发觉因触头弹簧弹力不足,使触头压力不足,接触内阻下降,从而导致运行中开关设备一次回路过热,并毁坏其绝缘。

案例三:某一台220KV的有载调压变压器,分接开关的瓦斯熔断器多次动作,后发觉是分接开关的触头氧化严重,接触内阻超标严重所致;触头经镀金处理后恢复正常。

案例四:某变电厂的一台220KV开关,检修时发觉触头严重过热,缘由是导电杆的超行程不足,有效接触面积减小造成了接触内阻下降,后来通过调整导电杆行程,开关接触内阻恢复正常,在某种程度上,也防止了一起车祸的发生。

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案例五:某厂7#发电机出口10.3KV隔离开关5070B相触头严重过热,C相也存在过热问题,运行时检测刀闸上下口气温显著偏低,且表面有糊黑的痕迹,停水检修发觉接触压力不够,以及接触表面粗糙,造成有效接触面积增大,且有部份表面被氧化。

案例六:某厂220KV升压站若干开关做分跳闸机械试验时,发觉分跳闸回路直阻不合格,主要是因为分跳闸线圈联接处存在一定的氧化,导致接触内阻变大,最后,通过更换新的分跳闸线圈,才使几组有的问题的开关的同期特点恢复到厂家要求的范围。

案例七:某厂4#炉配电间变频柜单元柜、控制柜曾在运行时出现过热报案,主要是因为配电间发热设备较多,以及外界环境湿度高,通风冷却举措没有合理配置。

三、常见处理方式

结合我厂实际情况,电气系统纷繁复杂,一次设备和二次设备贯串于各个系统,有的运行环境较恶劣,非常是温度大、盐份多、气温高,以及电气设计和施工过程所遗留的不足,都给电气联接部份的发热特点提出了考验。经过本人查找资料和自身经验,特提出以下解决举措:

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1、做好避免电气设备过热的点检工作,在点检工作中降低检测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查,或检测示温蜡片是否变红(目前我厂没有采用),若发觉触头气温超过80度或示温蜡片变红时,应跟踪监视,并安排修理工作。

2、对于户外的高压电气设备,则可用望远镜观察接触面或接触点处颜色,也可判定出接头是否过热,若有过热点,可在停水后解开接头进行处理。非常是高压回路或重要回路,应严格按要求,做定期巡视检测看是否丧失金属光泽。

3、在定期检修工作中,应对所有的开关(包括隔离开关)触头进行接触内阻试验,对马达和变压器进行线圈的直阻测试,对接触内阻(直阻)超过标准的和对示温蜡片变色或接头气温超过80度的都必须进行分解检修,按影响接触内阻的以上五个方面的诱因进行相应的检测、分析与处理,处理后检测其接触内阻或直阻是否合格,不合格时继续处理;同时在有条件时应对电气接头贴上示温蜡片。

4、在条件容许时,每年可借助热像仪对电气设备进行一次测试,重点对变压器、电机、开关、电缆内部进行检查,发觉异常及时进行处理。

5、对绝缘油中溶化二氧化碳组分浓度的定期测定。用液相色谱法测定绝缘油中溶化二氧化碳的组分浓度,记录数据并进行比较剖析,是判别运行中的充油电力设备是否存在潜伏性的过热、放电等故障。

6、对于因环境湿度变化、负荷降低所造成的变压器、电机类的体温下降,应做好通风冷却工作(适当安排机会清洗变压器冷却器和做定期维护工作)和调整负荷工作。

7、在条件容许的情况下,改善设备的运行环境,严格控制好温度和湿度在厂家的要求下,并拟定有可以采取的临时举措。

8、设计安装导体时,选择利于散热的导体形状和布置形式,在同样截面积的条件下,尽量采用圆形或槽形,布置形式选择竖放,这样都可以改善散热条件。

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