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)最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=ρ×L/S和Q=I2×R×t，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=I2×R×t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(yán)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(jī)械強(qiáng)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，接頭因超溫最容易發(fā)生熔化或熔斷，同時會擴(kuò)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(jìn)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(jī)組在大修后并網(wǎng)不久，6KV廠用段因某一臺電機(jī)的電纜絕緣損壞發(fā)生相間短路，強(qiáng)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(jìn)線開關(guān)掉閘，母線失電而停機(jī)。

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(kuò)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(jìn)線開關(guān)，在運行中過熱，損壞絕緣而發(fā)生短路、著火，進(jìn)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(jìn)而造成運行中開關(guān)設(shè)備一次回路過熱，并損壞其絕緣。

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(yán)重，接觸電阻超標(biāo)嚴(yán)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(yán)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(jī)出口10.3KV 隔離開關(guān)5070 B相觸頭嚴(yán)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(jī)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，最后，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(jìn)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(yuǎn)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(jìn)行處理。特別是高壓回路或重要回路，應(yīng)嚴(yán)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)對所有的開關(guān)(包括隔離開關(guān))觸頭進(jìn)行接觸電阻試驗，對電機(jī)和變壓器進(jìn)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(jìn)行分解檢修，按影響接觸電阻的以上五個方面的因素進(jìn)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(jìn)行一次測試，重點對變壓器、電機(jī)、開關(guān)、電纜內(nèi)部進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)異常及時進(jìn)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(jìn)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(fù)荷增加所引起的變壓器、電機(jī)類的溫度升高，應(yīng)做好通風(fēng)冷卻工作(適當(dāng)安排機(jī)會清洗變壓器冷卻器和做定期維護(hù)工作)和調(diào)整負(fù)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(yán)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(xiàn)：

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