電力系統(tǒng)電氣設(shè)備的主要功能是用來傳輸、分配電能和轉(zhuǎn)換電能的，這些功能的實現(xiàn)終是通過電流的流通來完成的。此時，無論正常時通過工作電流，或故障時通過短路電流，導(dǎo)體都要發(fā)熱，在特定條件下，發(fā)熱有且只有一個正常范圍，這樣，監(jiān)視電氣設(shè)備是否正常運行就可以通過其發(fā)熱情況來判斷，若對通電導(dǎo)體的此特性不加以監(jiān)督和限制，則會危及電氣設(shè)備的安全運行，導(dǎo)致設(shè)備損壞或停電事故，甚至釀成重大火災(zāi)事故。

一、主要原因分析

首先，常用的金屬導(dǎo)體有銅、鋁、錫、銀、鋼或硬鋁、鋁錳和鋁鎂合金等。由于任何金屬導(dǎo)體都有一定的電阻，其電阻與其本身的電阻率和平均溫度系數(shù)有關(guān)，且有相應(yīng)的熔點。

對于電氣接頭類的純電阻設(shè)備來說，根據(jù)R=ρL/S和Q=I2Rt，可以計算出導(dǎo)體的電阻及電流流過導(dǎo)體時的發(fā)熱量;由公式Q=I2Rt可以看出，當(dāng)電氣接頭的接觸電阻由于某種因素如接觸材料、接觸表面狀況不良、氧化程度嚴重、接觸壓力較小、有效接觸面積減小而增大時，或電流增大時，其發(fā)熱量(溫度)將相應(yīng)增大，電阻率由于熱效應(yīng)而相應(yīng)增大;引起電阻增大又使溫度增加，如此惡性循環(huán)，一方面、使絕緣材料的絕緣性能和金屬材料的機械強度下降，甚至在電動力作用下導(dǎo)體變形;另一方面、可能使接觸面的溫度升高超過其熔點而熔化，從而會使接頭溫度超過熔點溫度而熔化;當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時，隨著短路電流急劇增加，接頭因超溫容易發(fā)生熔化或熔斷，同時會擴大為火災(zāi)事故和絕緣破壞事故。

其次，根據(jù)能量守恒原理，即導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與耗散的熱量應(yīng)相等，導(dǎo)體的發(fā)熱來自導(dǎo)體電阻損耗的熱量;熱量的耗散有對流、輻射和導(dǎo)熱三種形式，具體來說，在穩(wěn)定狀態(tài)下，導(dǎo)體電阻損耗的熱量及吸收太陽熱量之和應(yīng)等于導(dǎo)體輻射和空氣對流散熱之和(由于空氣導(dǎo)熱量很小，因此裸導(dǎo)體對空氣的導(dǎo)熱可略去不計)，即有：

QR + Qt=Q1 + Qf

式中：QR 單位長度導(dǎo)體電阻損耗的熱量，W/m;

Qt 單位長度導(dǎo)體吸收太陽日照的熱量，W/m;

Q1 單位長度導(dǎo)體對流散熱量，W/m;

Qf 單位長度導(dǎo)體向周圍介質(zhì)輻射的熱量，W/m。

由此可見，當(dāng)正常的通電導(dǎo)體，散熱條件惡劣時，以及吸收的外界熱量較大時，都會使導(dǎo)體溫度升高或者升至不正常，進而引起電氣設(shè)備出現(xiàn)不同程度的危害。中國電力聯(lián)盟k#H1Y2q@p

二、典型事例介紹

案例一：某廠的一臺機組在大修后并網(wǎng)不久，6KV廠用段因某一臺電機的電纜絕緣損壞發(fā)生相間短路，強大的短路電流使高壓配電柜內(nèi)接觸電阻較大的電流互感器接頭發(fā)生熔濺，造成相對地、相間絕緣擊穿，繼而使高壓配電柜內(nèi)又發(fā)生短路，造成6KV廠用段進線開關(guān)掉閘，母線失電而停機。

事故后檢查發(fā)現(xiàn)，該電流互感器端子接觸面螺絲孔的直徑因通過短路電流過熱熔化擴大了6毫米，端子厚度減少了3毫米。該接觸面接觸電阻增大的原因為，因配電柜內(nèi)的導(dǎo)電連接板的材料是銅的，電流互感器的端子是鋁的，安裝時在該銅鋁接觸面上未采取有效的銅鋁過渡措施，由于銅鋁兩種金屬的化學(xué)性質(zhì)差別，致使在該接觸面上產(chǎn)生了電化腐蝕，在接觸表面形成了一層灰白色的腐蝕層，造成該接觸面接觸電阻增大。重新處理銅鋁過渡接頭后，開關(guān)工作正常

案例二：某廠的一臺380V進線開關(guān)，在運行中過熱，損壞絕緣而發(fā)生短路、著火，進而引發(fā)了"火燒聯(lián)營"的事故。經(jīng)過檢查開關(guān)觸頭，發(fā)現(xiàn)因觸頭彈簧彈力不足，使觸頭壓力不足，接觸電阻升高，進而造成運行中開關(guān)設(shè)備一次回路過熱，并損壞其絕緣。

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案例三：某一臺220KV的有載調(diào)壓變壓器，分接開關(guān)的瓦斯繼電器多次動作，后發(fā)現(xiàn)是分接開關(guān)的觸頭氧化嚴重，接觸電阻超標(biāo)嚴重所致;觸頭經(jīng)鍍銀處理后恢復(fù)正常。

案例四：某變電站的一臺220KV開關(guān)，檢修時發(fā)現(xiàn)觸頭嚴重過熱，原因是導(dǎo)電桿的超行程不足，有效接觸面積減少導(dǎo)致了接觸電阻升高，后來通過調(diào)整導(dǎo)電桿行程，開關(guān)接觸電阻恢復(fù)正常，在某種程度上，也避免了一起事故的發(fā)生。

案例五：某廠7#發(fā)電機出口10.3KV 隔離開關(guān)5070 B相觸頭嚴重過熱，C相也存在過熱問題，運行時測量刀閘上下口溫度明顯偏高，且表面有糊黑的痕跡，停電檢修發(fā)現(xiàn)接觸壓力不夠，以及接觸表面粗糙，導(dǎo)致有效接觸面積減小，且有部分表面被氧化。

案例六：某廠220KV 升壓站若干開關(guān)做分合閘機械試驗時，發(fā)現(xiàn)分合閘回路直阻不合格，主要是由于分合閘線圈連接處存在一定的氧化，引起接觸電阻變大，后，通過更換新的分合閘線圈，才使幾組有的問題的開關(guān)的同期特性恢復(fù)到廠家要求的范圍。

案例七：某廠4#爐配電間變頻柜單元柜、控制柜曾在運行時出現(xiàn)過熱報警，主要是由于配電間發(fā)熱設(shè)備較多，以及外界環(huán)境溫度高，通風(fēng)冷卻措施沒有合理配置。

三、常見處理方法

結(jié)合我廠實際情況，電氣系統(tǒng)錯綜復(fù)雜，一次設(shè)備和二次設(shè)備貫穿于各個系統(tǒng)，有的運行環(huán)境較惡劣，特別是濕度大、鹽份多、氣溫高，以及電氣設(shè)計和施工過程所遺留的不足，都給電氣連接部分的發(fā)熱特性提出了考驗。經(jīng)過本人查找資料和自身經(jīng)驗，特提出以下解決措施：

1、做好防止電氣設(shè)備過熱的點檢工作，在點檢工作中增加檢查導(dǎo)體接觸面的點的項目和標(biāo)準(zhǔn)，在點檢中用紅外線測溫儀進行檢測，或檢查示溫蠟片是否變紅(目前我廠沒有采用)，若發(fā)現(xiàn)觸頭溫度超過80度或示溫蠟片變紅時，應(yīng)跟蹤監(jiān)視，并安排維修工作。

2、對于戶外的高壓電氣設(shè)備，則可用望遠鏡觀察接觸面或接觸點處顏色，也可判斷出接頭是否過熱，若有過熱點，可在停電后解開接頭進行處理。特別是高壓回路或重要回路，應(yīng)嚴格按要求，做定期巡視檢查看是否失去金屬光澤。

3、在定期檢修工作中，應(yīng)對的開關(guān)(包括隔離開關(guān))觸頭進行接觸電阻試驗，對電機和變壓器進行線圈的直阻測試，對接觸電阻(直阻)超過標(biāo)準(zhǔn)的和對示溫蠟片變色或接頭溫度超過80度的都必須進行分解檢修，按影響接觸電阻的以上五個方面的因素進行相應(yīng)的檢查、分析與處理，處理后測量其接觸電阻或直阻是否合格，不合格時繼續(xù)處理;同時在有條件時應(yīng)對電氣接頭貼上示溫蠟片。

4、在條件允許時，每年可利用熱像儀對電氣設(shè)備進行一次測試，重點對變壓器、電機、開關(guān)、電纜內(nèi)部進行檢測，發(fā)現(xiàn)異常及時進行處理。

5、對絕緣油中溶解氣體組分含量的定期測定。用氣相色譜法測定絕緣油中溶解氣體的組分含量，記錄數(shù)據(jù)并進行比較分析，是判斷運行中的充油電力設(shè)備是否存在潛伏性的過熱、放電等故障。

6、對于因環(huán)境溫度變化、負荷增加所引起的變壓器、電機類的溫度升高，應(yīng)做好通風(fēng)冷卻工作(適當(dāng)安排機會清洗變壓器冷卻器和做定期維護工作)和調(diào)整負荷工作。

7、在條件允許的情況下，改善設(shè)備的運行環(huán)境，嚴格控制好濕度和溫度在廠家的要求下，并制定有可以采取的臨時措施。

8、設(shè)計安裝導(dǎo)體時，選擇利于散熱的導(dǎo)體形狀和布置方式，在同樣截面積的條件下，盡量采用矩形或槽形，布置方式選擇豎放，這樣都可以改善散熱條件。

參考文獻：

1.《電力技標(biāo)準(zhǔn)術(shù)匯編》電氣部分 第六冊《高壓電器試驗》 中國電力出版社