崔宗輝，田朱澤旭

(63787部隊(duì)，新疆 石河子 832000)

1 過(guò)熱故障原因分析

1.1 電氣設(shè)備發(fā)熱原理

電氣設(shè)備在工作中，由于電流、電壓的作用，導(dǎo)體中的電阻做工發(fā)熱(包括電阻損耗發(fā)熱、介質(zhì)損耗發(fā)熱、鐵磁損耗發(fā)熱)。根據(jù)焦耳定律：Q=I2RT可知，造成電力設(shè)備發(fā)熱的原因有兩個(gè)：電流I、電路中的電阻R。因電力系統(tǒng)中導(dǎo)電回路的金屬導(dǎo)體都有相應(yīng)的電阻，當(dāng)通過(guò)負(fù)荷電流時(shí)，必然有一部分電能按楞次定律以熱損耗的形式消耗在電阻上，其發(fā)熱功率為P=KfI2R，其中，P為發(fā)熱功率，Kf為附加損耗系數(shù)[1]。

出現(xiàn)短路故障熱效應(yīng)計(jì)算。根據(jù)IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60865-1：2011《短路電流-效應(yīng)計(jì)算 第一部分：定義和計(jì)算方法》和GB/T15544.1-2013《三相交流系統(tǒng)短路電流計(jì)算 第一部分：電流計(jì)算》適用于交流系統(tǒng)短路電流引起的熱效應(yīng)(熱穩(wěn)定)計(jì)算，主要用于剛性導(dǎo)體和軟導(dǎo)體的熱效應(yīng)計(jì)算。高壓電器和開(kāi)關(guān)設(shè)備是根據(jù)IEC 60865-1：1993(該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于電纜和絕緣導(dǎo)線不適用)中的計(jì)算方法進(jìn)行熱效應(yīng)計(jì)算[2]。短路電流在高壓電器及開(kāi)關(guān)設(shè)備和導(dǎo)體中引起的熱效應(yīng)：

1.2 過(guò)熱故障主要原因

導(dǎo)致電力設(shè)備在正常運(yùn)行中產(chǎn)生發(fā)熱故障主要表現(xiàn)形式有兩個(gè)方面。

1.2.1 局部短時(shí)間大量發(fā)熱，導(dǎo)致線路、原件燒損產(chǎn)生故障

由發(fā)熱原理可知，電力系統(tǒng)中第一局部短時(shí)間大量發(fā)熱的原因有兩個(gè)：電流I、電路中的電阻R。電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)，I電流突然增加，導(dǎo)致過(guò)熱故障的主要原因是短路引起的電流增大[3]。

主要引起短路過(guò)熱現(xiàn)象的主要原因包括：(1)絕緣老化或外界損傷絕緣層導(dǎo)致絕緣層被擊穿。(2)雷擊或超過(guò)絕緣材料等級(jí)的高電壓。(3)人員違規(guī)誤操作導(dǎo)致短路。

電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)，電阻R增大，導(dǎo)致過(guò)熱故障的主要原因包括：(1)電力線路導(dǎo)體接觸面連接處因打火、銹蝕、接觸面氧化、積灰等現(xiàn)象，造成接觸面不平整，造成接觸電阻增大。(2)導(dǎo)體連接部位松動(dòng)，主要表現(xiàn)形式有電力線纜連接處螺絲松動(dòng)、線纜連接采用冷壓端子時(shí)未正確壓接導(dǎo)致松動(dòng)、在具有分?jǐn)嚯娐饭δ艿脑骷袑?dǎo)體連接部位的壓緊彈簧或分?jǐn)鄼C(jī)構(gòu)未能將導(dǎo)體連接部位緊密貼合。(3)電力設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中存在缺陷，個(gè)別環(huán)節(jié)連接不恰當(dāng)，造成導(dǎo)體接觸面積過(guò)小，而通過(guò)電流又較大導(dǎo)致過(guò)熱故障。

1.2.2 受工作環(huán)境等因素影響

電力設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，處于額定發(fā)熱范圍內(nèi)，但工作環(huán)境等因素導(dǎo)致的散熱不良，大量功率損失，環(huán)境溫度上升，從而引起各類過(guò)熱故障。具體表現(xiàn)在：(1)散熱不良設(shè)備產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)排出，不斷聚集導(dǎo)致設(shè)備超過(guò)其工作額定溫度。(2)負(fù)載端長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)載甚至過(guò)負(fù)載運(yùn)行，已有散熱條件滿足不了散熱條件導(dǎo)致過(guò)熱故障[4]。

2 變電站在運(yùn)行與維護(hù)中應(yīng)對(duì)發(fā)熱故障解決方案

2.1 應(yīng)對(duì)局部發(fā)熱

(1)短路現(xiàn)象。短路是電力系統(tǒng)最為常見(jiàn)的過(guò)熱故障現(xiàn)象之一，防止絕緣層快速老化、人員誤操作是防止短路過(guò)熱故障的主要方向。日常的巡視維護(hù)過(guò)程中，通過(guò)兆歐表進(jìn)行絕緣檢測(cè)就能發(fā)現(xiàn)絕緣不良、絕緣層老化等現(xiàn)象。根據(jù)不同的被測(cè)對(duì)象制定相應(yīng)的絕緣預(yù)警值(根據(jù)不同溫度、濕度、設(shè)備工作環(huán)境等影響因素制定不同情況下的絕緣預(yù)警值)。一旦絕緣值低于絕緣預(yù)警值，就要找出原因。因設(shè)備表面受到污損、進(jìn)水、浮塵堆積等現(xiàn)象導(dǎo)致的絕緣不良現(xiàn)象要及時(shí)清理；因設(shè)備絕緣層老化、絕緣子損壞開(kāi)裂、電氣元器件損壞的要及時(shí)上報(bào)并更換；使用高電壓等級(jí)的兆歐表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要注意避免將電路板元件損壞造成人為故障；測(cè)量高壓線路、大容量電容器時(shí)，要充分放電，避免出現(xiàn)操作人員人身傷害[5-6]。

(2)由于接觸面不平整，造成接觸電阻增大造成的過(guò)熱故障應(yīng)對(duì)方法。在日常的巡檢維護(hù)中，對(duì)與電力連接點(diǎn)進(jìn)行著重檢查，并用紅外測(cè)溫儀確認(rèn)其工作溫度；檢修維護(hù)時(shí)，對(duì)于大電流接觸面要進(jìn)行接觸電阻測(cè)試；對(duì)于出現(xiàn)超溫、破損、接觸面氧化、銹蝕、積灰等現(xiàn)象的連接點(diǎn)，要進(jìn)行及時(shí)更換重新安裝；對(duì)于重點(diǎn)部位及易發(fā)生此類現(xiàn)象的部位，要加大巡視力度高度重視。

(3)導(dǎo)體連接部位松動(dòng)造成的過(guò)熱故障應(yīng)對(duì)方法。日常的巡檢維護(hù)中，對(duì)于電力連接點(diǎn)連接螺桿、螺帽、彈墊、防松墊片等，要進(jìn)行著重檢查并用紅外測(cè)溫儀確認(rèn)其工作溫度；出現(xiàn)超溫、斷裂、銹蝕、松動(dòng)等情況時(shí)，要及時(shí)更換避免事故發(fā)生；更換時(shí)，緊固螺栓采用扭矩扳手按照規(guī)定扭矩緊固，防止出現(xiàn)緊固力矩不夠或過(guò)大造成連接松動(dòng)或螺桿斷裂現(xiàn)象。

(4)電力設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中存在缺陷造成的過(guò)熱故障應(yīng)對(duì)方法。在電力設(shè)備新裝、設(shè)計(jì)變更或者全面停電維護(hù)檢修后，要進(jìn)行全工況溫度壓力實(shí)驗(yàn)，對(duì)各電力連接點(diǎn)、主要電氣設(shè)備、電氣元件進(jìn)行溫度測(cè)量；對(duì)于發(fā)生超溫現(xiàn)象的原件、連接點(diǎn)，要進(jìn)行系統(tǒng)性分析；及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中存在的缺陷及個(gè)別環(huán)節(jié)連接不恰當(dāng)?shù)奈恢?，并進(jìn)行及時(shí)整改，消除過(guò)熱故障隱患。

(5)通過(guò)其他技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)發(fā)熱點(diǎn)，例如，紅外監(jiān)控探頭實(shí)時(shí)監(jiān)控，借助計(jì)算機(jī)收取數(shù)字化溫度信號(hào)，連接通信終端，準(zhǔn)確、及時(shí)地進(jìn)行溫度檢測(cè)。在發(fā)生溫度異常的第一時(shí)間就能通知人員進(jìn)行應(yīng)急處理。

2.2 應(yīng)對(duì)大范圍環(huán)溫過(guò)高

2.2.1 應(yīng)對(duì)設(shè)備散熱不良

當(dāng)發(fā)生設(shè)備散熱不良時(shí)，主要檢查其自身散熱系統(tǒng)是否工作正常，排風(fēng)口、散熱器是否被堵塞、散熱風(fēng)機(jī)是否工作正常、散熱介質(zhì)(如變壓器油、液冷)是否發(fā)生泄露等。

在日常的巡檢維護(hù)中，主要應(yīng)對(duì)方法包括：(1)定期檢查各電力裝備散熱系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。(2)定時(shí)清理導(dǎo)致散熱效率下降的積灰、雜物等。(3)檢查散熱介質(zhì)(如變壓器油、液冷)是否發(fā)生泄露、變質(zhì)嚴(yán)格按照檢修規(guī)程對(duì)散熱介質(zhì)進(jìn)行更換。(4)定期對(duì)輸電線路、主要電氣設(shè)備做全工況溫度壓力測(cè)試。

2.2.2 應(yīng)對(duì)負(fù)載端時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

應(yīng)對(duì)負(fù)載端長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)載甚至過(guò)負(fù)載運(yùn)行，已有散熱條件滿足不了散熱條件導(dǎo)致過(guò)熱故障。在日常的巡檢維護(hù)中，主要應(yīng)對(duì)方法包括：(1)考慮減少負(fù)載；(2)增加其散熱能力考慮增加通風(fēng)窗、空調(diào)等降低環(huán)境溫度，使各類設(shè)備達(dá)到額定工作溫度；(3)考慮增加系統(tǒng)容量或增設(shè)線路。

3 變電站在運(yùn)行與維護(hù)中應(yīng)對(duì)發(fā)熱故障對(duì)策

在運(yùn)行與維護(hù)中，變電站應(yīng)對(duì)發(fā)熱故障主要采取預(yù)防性措施，防患于未然，將損失降到最低，才能將平穩(wěn)、安全運(yùn)行。

3.1 壓實(shí)制度建設(shè)

對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)來(lái)說(shuō)，做好日常巡視工作，落實(shí)各項(xiàng)工作制度，是非常重要也是非常必要的，不僅能夠確保變電站日常正常運(yùn)作，保證運(yùn)維人員人身安全，而且也能將變電站發(fā)生的故障隱患及時(shí)暴露出來(lái)，在日常巡檢中發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)一滴的小問(wèn)題、小隱患并及時(shí)處理，不但能保障變電站電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，也能提高供電安全，有效避免事故發(fā)生。

3.2 加強(qiáng)變電站值班人員隊(duì)伍建設(shè)

變電站電力系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行，與一支高素質(zhì)的巡檢維護(hù)人員是密不可分的。巡檢維護(hù)人員的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)水平直接影響著變電站日常維護(hù)的有效性。因此，對(duì)于巡檢維護(hù)人員而言，應(yīng)該不斷強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)與安全意識(shí)。相關(guān)管理人員應(yīng)該積極組織全體人員進(jìn)行相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)，不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的維護(hù)技術(shù)方法，并因地制宜地運(yùn)用到工作中去，提升巡檢維護(hù)人員作業(yè)能力。同時(shí)，保障維護(hù)制度能夠得到有效落實(shí)，實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行維護(hù)水平的全面提升。

4 結(jié)語(yǔ)

眾所周知，電力行業(yè)在我國(guó)社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中有著巨大的作用。電力系統(tǒng)變電站如同一個(gè)個(gè)支點(diǎn)，保證電力系統(tǒng)的平穩(wěn)、安全運(yùn)行。通過(guò)細(xì)化日常巡檢、維護(hù)變電站工作，探討日常工作中突出問(wèn)題的對(duì)策，能夠發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)潛在的隱患并及時(shí)消除，減少過(guò)熱故障發(fā)生，有效降低各類損失，從而保障電力安全，提高供電可靠性。所以，本文的研究也就顯得十分有意義。