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电气设备发热故障初探
时间:2011-01-16 16:48   来源:   作者:

    摘要:电气设备的运行状态直接决定一个电厂的安全与效益,而电气设备在运行过程中的发热、过热缺陷却一直是影响电厂安全运行的隐患。发热和过热缺陷主要集中在配电设备负荷闸刀的触头、不同金属的连接接头、配电设备内部连接接头等;变电设备接头线夹、连接导流板;输电线路中的耐张线夹、跳线线夹、接续管等机械连接部分。

一、 引言
    电气运行是发电厂安全稳定运行的基础,它的主要任务是执行并保证电气系统及其设备的安全经济发供电,任一主要设备发生故障,都会影响整个系统的工作。电气设备的发热、过热缺陷引起的故障是电气故障概率较大的一种,并且产生的故障往往是发生的时间快、影响面大等特点,特别一些隐蔽的发热故障点,因为平时不太容易被发现,一旦形成故障,很有可能酿成大事故。联系本厂实际,本公司是一家已运行十多年的老电厂,运行的电气设备也开始进入老化期,特别是在用电的旺季夏天,在环境温度很高的条件下,运行的设备变得更加脆弱,一旦生成发热点而未被发现时,很容易进一步恶化,形成故障。以下为本人对电气设备发热故障的一些心得,供大家探讨。

二、电气设备发热原因的分析
    (1) 由于室外变电设备接头部位长期裸露在大气中运行,受到日晒、雨淋、风尘结露的侵蚀,造成金属导体接触面严重锈蚀或氧化,氧化层导致金属接触面的电阻率成数十倍增加。
    (2) 设备接头部位在长期遭受机械振动、抖动或风力作用下摆动,使导体压接螺丝松动。
    (3) 接头连接处安装过程中,错误使用砂纸打磨铝质母线接触表面时,将会有一定数量的玻璃屑或沙粒潜入金属接触表面,导致有效接触面积减少,接触电阻增大局部发热。
    (4) 不同金属表面的膨胀效应影响,钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜质、铝质母线小得多,尤其是螺栓设备接头,在运行中随着负荷电流及温度的变化,金属接头因过热而膨胀,使接触表面位置错开,形成微小空隙而造成氧化。
    (5) 不同金属的连接形成微电池腐蚀效应。在设备接头的铜铝相接触时,由于铜的标准电势为+0.34V,铝的标准电势为-1.28V,它们之间的电势差为+1.62V,当空气中的水分浸入到接头处接触表面就会形成电解液,产生微弱的电流,在电解液的作用下,使接触表面逐渐腐蚀,引起接触电阻增大而产生发热。
    (6) 变压器等内部故障主要有过热性故障、放电性故障等多种类型,这种故障一般是由于散热不均或不良造成的,长期的过热、振动等致使内部紧固螺丝松动、金属表面形成碳沉积,接触电阻高于正常值,产生发热现象。

三、电气设备发热引起的事故和未遂事故
    1.事故
    (1) 现象。2005年8月,本厂在启动1#给水泵(132KW)时,引起该给水泵所在2#动力柜着火,同时跳1#厂变,400VI段配电室失电。
    (2) 原因。通过对1#给水泵断路器的拆除,发现断路器上桩头所接铝排有严重拉弧痕迹,拆下铝排,不仅螺丝已很松,而且在接触表面已腐蚀严重,接触电阻增大,在给水泵启动瞬间,启动电流很大,致使断路器上桩与铝排接头拉弧,三相相间的距离又很短,造成相间拉弧,形成三相短路,使弧光进一步拉长,引起同柜内2#循泵动力电源铝母线短路,使整个2#动力柜出线电缆着火,供该配电室的1#厂变跳闸,I段厂用电失电。
    (3) 造成的后果。由于1#厂变的跳闸使1#锅炉紧急停炉,发电机减负荷运行,因及时切断给水泵及循泵电源,灭火器灭火及时,才不至于事故的进一步扩大。这次事故造成烧毁循泵、给水泵动力电缆头,其中给水泵烧毁电缆较长,因原来布置比较紧凑,需更换整条电缆,给水泵用断路器报废,两路电源刀开关及熔断座等烧毁,直接经济损失在2万以上。

    2.未遂事故
    (1) 现象。2006年8月,2#厂变在测温时发现低压侧B相温度比其它两相高25℃左右,B相为67℃,A、C相为42℃,环境温度为29℃,三相电流平衡。开始怀疑变压器低压B相套管导电管与铝排连接螺丝有松动,或是接触面不平整引起的。
    (2) 处理。经过倒闸操作后,停2#厂变,检查接头螺丝并无松动,接触平面良好,套管压紧螺母略有松动,紧固处理后投运,运行2小时后发现B相温度仍有62℃,经过瓷套、接头等多方位测温,并与A、C相比较,停2#厂变后,测得变压器低压侧直流电阻bo相比ao、co相电阻大一倍多,认为变压器内部接头发热引起可能性较大。
    对2#厂变放油、吊芯,检查发现线圈引起已局部接触不良,该导电管上的螺母、均压圈已变色,并在其表面出现碳膜和油垢,经处理后,变压器按大修试验合格后投运,B相接点温度恢复正常。
    (3) 可能会引起的后果。从这次事件中可以看出,变压器外部接点温度高是由其内部接点发热并通过套管导电管传热到外部引起的,从内部接点表面产生的碳膜和油垢来看,内部的接点温度已经很高,如果没有发现任其发展下去的话,不仅影响在该变压器配电上的动力设备,就变压器自身来说,内部套管引线对电位未固定的套管导电管、均压圈等放电,电弧放电使变压器绝缘油加速老化,严重时引起变压器内部着火、喷油等,后果就会相当严重。

四、采取的预防措施
    通过吸取2#动力柜烧毁事件的教训,专门购买了红外线测温仪,对电气设备的巡回检查由原来的听、嗅、测电流,到现在的在原有的基础上,对重点设备接点的测温工作上来,检查的范围进一步扩大,从较大功率以上的电动机及其配电设备、变压器、低压配电室、发电机一次回路、带电流保护的二次回路到35KV高压回路,所有有可能形成的发热接点都制定了表格,每星期定期测量并记录,这样不仅可以从横向比较接点温度情况,还可以纵向比较以前在相同的环境温度下该接点的温度情况,从而跟踪接点温度变化的趋势。对于检测到的发热点能停役处理的,及时处理,对不能马上停役的设备,可设法加强通风或减小其电流等措施降温,并加强监视。
    实践证明,自采用红外线测温仪对电气设备测温后,多次查出设备发热的隐患故障,特别是高压电缆头、变压器、配电柜等公共部分的发热点,因发现及时,才未酿成事故。电气设备的故障率比以前大大地减少了,确保了设备连续运行的稳定性。电气事故的发生过程可能只是在短短的几秒钟内,但由设备发热而形成的故障过程一般时间都比较长,作为一名出色的维修人员,应该不仅仅局限于对故障设备的维修上,更应注重于平时对电气设备的维护、保养和检查上,善于发现设备的安全隐患,积极做好预防措施,为生产做好长效、优质的服务。(湖州加怡新市热电有限公司 金国祥)