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摘要：随着人们生活水平的提高，电气设备的应用逐渐渗透到生活中的各个方面，电气设备在使用过程中其可靠性和安全性是非重要的一个问题。在正常使用状态下，一些低压电气设备会存在发热的现象，这也是造成设备故障问题的主要原因，甚至对电气设备的正常运转造成影响。本文主要对低压电气设备发热故障进行分析，并提出相应的处理措施，希望可以为人们提供更安全的用电保障。
关键词：低压电气；电气设备；发热故障；处理措施
引言
随着社会经济的快速发展,低压电气设备的使用量急剧增多,在电气设备的使用中,因热故障造成的设备停电及损坏事故频繁发生,极大地影响了设备的安全稳定运行。因此,电气设备发热问题必须引起重视,认真研究其发生的原因,通过对低压电气发热规律的分析,能及早的发现问题、处理问题,可有效降低电气设备事故率。
1低压电气设备发热原因
1.1内部致热
低压电气设备工作时,由于电流通过导体和线圈产生电阻损耗以及导体内部电子的流动而产生热量。对于交流而言,由于交变磁场的作用,在铁磁体内产生涡流和磁滞损耗,在绝缘体内产生介质损耗。这些损耗几乎全部转换成热能,一部分热能直接使电气设备本体温度升高,而另一部分热能则散失在周围的介质中。这些电能的损耗主要包括以下几种。
(1)介质损耗,绝缘材料在电场作用下,由于介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部引起的能量损耗。根据形成的机理可分为弛豫损耗、共振损耗和电导损耗,这种发热称为电压效应引起的发热,发热功率主要取决于电压的高低。
(2)电阻损耗,电流通过导体时,在导体电阻作用下因产生的能量损耗。这种发热称为电流效应引起的发热,发热功率取决于电流的大小,与电流的平方成正比。
(3)铁损是因铁心的磁滞、涡流现象而产生的电能损耗,包括磁性材料的磁滞损耗和涡流损耗以及剩余损耗,这种发热称为电磁效应引起的发热。内部热故障主要发生在导电回路和绝缘介质上,其内部发热机理因设备内部结构和运行状态的不同而异,一般可概括为:电压分布不均匀,导体连接或接触不良、介质损耗增大或泄漏电流过大、因绝缘老化、缺油、受潮等产生局部放电、磁回路不正常等。
1.2外部致热
外部致热有些是因为表面污秽或机械力作用造成外绝缘性能下降,其发热功率取决于外绝缘的泄漏电流与绝缘电阻;而大多数是因电气接头长期暴露在大气中,金属导体表面受电化学腐蚀及因热胀冷缩接触面压力减小使导体连接部位接触不良,如电气线路触点、接头部分螺丝松动、触点烧坏等形成较大的接触电阻,其发热功率取决于通过的电流与接触电阻的大小。
2低压电气设备热故障分析
低压电气设备运行时,不管是内部致热还是外部致热,都是不可避免的。电气设备在正常工作时有一个相对较为稳定的温升值,虽然在设备设计和制造过程中已经考虑设备运行时温度升高的因素,但设备在使用过程中,由于受到各种不利因素的影响,如在高电压、大电流、气温变化、空气污染等环境中,温度会不断增加,设备的内部或外部某些薄弱部位往往会出现异常的温度分布或异常的发热现象,轻者会影响设备的某些性能,重者烧毁设备,情况严重时会发生短路爆炸等严重后果。一般情况下,电气设备从发热到出现故障大致可分为以下三个阶段。
2.1温度快速上升阶段
当低压电气设备的运行温度超过了允许温度值时,金属导体间的氧化现象会进一步加剧,温度会急剧增加,并在不同材料中表现出一些特定的发热特征,如绝缘材料会发黄或发黑,金属表面发白或变黑,此时,绝缘电阻会下降,会出现异味甚至冒烟等明显的发热特征。
2.2故障阶段
当低压电气设备温度上升到一定值时,就会引起电气设备的某些性能降低,设备工作出现异常,甚至烧毁等严重后果。
3热故障解决对策
3.1合理规划线路负载，降低发热故障率
在电力系统设计的过程中，做好相关的调查和分析工作，结合实际使用情况做好低压电气设备的选择和线路规划。参考实际用电负荷及未来负荷增量进行设计，避免在使用过程中负荷量增加，电流过大造成低压电气设备的线路故障。
3.2选用质量上乘的原材料
可以不用等到低压电气设备发生故障之后再去修理，提前进行相应的风险事故的预防，可以有效的减少损失的情况发生。在对低气压设备进行制造的时候，应该使用教材的材料与性能较高的材料，比如：设备中的元件需要具备稳定的性能，不容易被腐蚀，还要禁得起高温的环境。对于外部材料的选择需要针对设备的绝缘性与电阻值的大小进行考虑，尽量减小发热的的能力，减少故障的概率。具体的方面有：第一，设备内部金属元件的选择。在对设备内部的元件进行选择的时候需要选用质量较高的线夹与母线，从而保证设备的所能承载的流量达到规定的要求。针对低压电气进行设计的时候，相关的工作人员需要对不同种类的金属具有的物理性能有一个详细的了解。金属材质铝与铜之间的电势差距很大，在空气中长期的暴露会产生严重的化学反应，在通电只用之后就会出现产热多与短路的现象发生，因此在对线夹进行选择的时候需要具有这两种金属的优点，对没有经过扩散焊接技术的线夹是不可以进行正式使用的。第二，保证接触的面经过磨平的处理。由于设备中的元件之间的接触面是平整的，也与元件接触头之间的衔接比较的紧密，如果触头的质量比较好，拿原件之间的电阻就会降低，接触存在问题的元件之间的电阻值就会增加，进行接电处理之后产生的热量就会更多。所以，要保证元件的接触面是经过磨平处理的，这样可以将接触面上的杂质进行剔除。
3.3及时检修
还要保证电气设备定期的进行检查与维护，针对工程中比较重要的设备要定期的进行大修。减少设备出现腐蚀与长锈的现象出现。这样可以大大的提高设备的使用时间，还需要对隔离开关进行适当的增加容量，从而实现用电负荷的不断泽佳。检修出来出现问题的设备与元件还要及时的进行更换与维修。
3.4严格按照安装进行
在安装电气设备的时候，应该严格的根据安装的标准与规范进行施工，特别是设备中的紧固件与导电头等连接部件的安装，安装完后还应该进行检查，保证连接的正常使用，减少接触不良事件的发生，从而造成接头部位发生热量。
3.5提高设备检查力度
要对低压电器设备出现的热故障问题进行有效的解决。一定要加强对设备质量的检查，降低危险事故的发生。针对低压电气设备的管理工作人员来说，一定要对安全的检查措施进行严格的设计，并有效的执行降低热故障发生的概率，减少由于故障造成的损失。在对设备的检查方案中还应该包含，具体的检查时间、需要检查的内容、检查的具体情况、检查操作的人员等等。在检查的过程中还要考虑到低压电气设备的工作环境与工程项目所在地的气候特点是否会对设备造成影响。如果温度较高需要技术的提高检查的次数。
4结语
低压电气设备发热在设备缺陷管理中已成为一个越来越突出的问题。电气设备热故障诊断技术对预防热故障发生是十分必要和有效的一种设备检测手段,通过红外热像仪检测能准确判断运行电气设备的某些发热故障,可做到防范于未然,有效地减少设备事故,降低维护费用,其优点是显而易见的。低压设备热故障的更深入研究及先进检测设备推广应用,必将在保证低压电气设备的安全稳定运行方面发挥积极的作用。
参考文献
[1]谢伟.浅谈低压电气设备发热故障分析及处理[J].科技创新与应用,2015(12):153.