变电运维设备发热的故障原因及监控对策

变电运维设备发热的故障原因及监控对策

商士民沈风刘洁张宁涂岸

(国网安徽省电力公司检修公司安徽合肥230000)

摘要：对于变电运行而言，电气设备发热问题属于常见的设备故障，严重威胁着电力系统安全运行。作为电力系统运行主要组成内容，电气设备在长期运行过程中很容易受到工作人员操作不当或者运行环境等的影响，从而出现电气设备发热现象，进而导致安全事故，给电力企业带来不可估量的损失。因此对变电运行过程中，电气设备发热原因进行分析并给出相应的解决策略，对于变电站安全运行具有重要现实意义。本文总结了变电运行设备发热主要原因，给出了相应解决措施。

关键词：变电设备；发热故障；监控措施

在整体电力系统中，变电站占据十分重要的地位，是保证电力系统电能传输质量的重要枢纽，因而保证其良好的运行状态具有重要意义。在变电站运行过程中，应当有效防止及应对各类设备故障的发生，其中比较重要的一种就是设备发热，所以变电站设备维护管理人员应当清楚认识设备发热的各类原因，并且要通过科学合理的对策积极应对发热情况的出现，在此基础上保证变电站设备正常运行，有效避免因设备发热而扩大的设备损坏故障。

1变电设备发热故障原因总结

1.1电压分布不正常以及泄露电流增加

变电设备包含避雷针、绝缘子等高压设备，在正常工作时，都会存在一定的漏泄电压和电流分布。一旦电压设备发生故障，电压分布和泄漏电流的大小都会导致高压变电设备表面温度太高现象，此外高压设备负荷太大、设备散热系统与冷却系统设备存在问题等都会造成表面温度太高现象。

1.2介质损耗

介质损耗主要是指载流导体周围或者变电设备内部的电解质绝缘材料，出现发热的原因主要是电压效应。交变电压的产生会影响变电设备的能量损耗，介质损耗的影响因素包含交变电压的角频率、变电设备比施加的点压、绝缘截止的损耗因数和损耗正切值、介质的等值电容。理论意义上，介质损耗发电和电流负荷之间没有直接关系，影响最大的因素其实是电压。变电设备在运行的过程中如果出现绝缘介质性能故障问题，会增加绝缘介质的损耗，提升设备的运行温度。出现介质损耗发热的原因包含两类：①固体形态绝缘材料老化或者材质低；②液体形态绝缘介质的性能差、发生化学变化、老化受潮。

1.3铁损发热

大部分变电设备都需要经受高压电流负荷，比如变压器或者电抗器，其内部铁芯很容易由于局部过热产生短路现象，从而对变压设备的安全性产生不良影响。高压电气在运行过程中，因为电流运行会出现电磁效应，对铁磁产生影响，从而出现铁损发热现象。产生上述现象的主要原因包含铁芯质量不合格、电流运行不正常等。

1.4电阻损耗法热

该现象的产生主要是因为电阻的热效应。变电设备的大部分元器件包含一定的金属特性，而金属本身就存在电阻。变电设备运行时，电流会流经金属导体设备，此时就容易产生热量。电阻损耗发热常出现在线路连接的位置，当线路连接位置处的电阻值比较小时，出现的发热现象并不是特别明显，但是连接位置的电阻值超出线路中的电阻值时，电流流经连接位置时因为受到的阻力增加，因此就很容易出现发热现象，从而引发绝缘受损问题。出现上述现象的主要原是线路设计不合理。在进行线路结构设计时，并未对电阻因素进行考虑，同时受到外部环境影响，很容易导致电阻增加现象，造成电阻损耗发热问题，从而影响变电运行的安全性。

2变电运行设备发热故障的监控措施

2.1应用红外温度监测方式

在变电站设备实际运行过程中，为能够对设备发热情况进行较好排查，可选择及利用红外温度监测方式。就当前实际情况而言，红外温度监测方式主要包括两种形式，即红外测温与红外成像测温。其中红外成像测温准确性及方便性均更加理想，然而其使用成本相对而言比较高。在红外测温方式实际应用过程中，必须注意监测环境对仪器的影响，使环境温度应当在高于零度，并且环境湿度应当在80%之下，同时应避免在恶劣气候条件下应用红外测温方式。通常而言，户外监测应当选择在日出前、日落后等光线较弱情况下进行，而室内监测需要在熄灯情况下进行。在变电设备运行方式有变化出现、负荷增加较大以及高温与降雪等特殊情况发生的情况下，应当注意针对性监测设备大负荷回路实际运行情况。此外，在实际红外温度监测过程中，还应当依据检查卡中相关内容实行监测，同时应当详细进行记录。在温度监测完成之后，应当依据相关标准与相关监测历史实行分析与对比，通过对比所发现的问题点，应当纳入重点监控内容，在温升超出规定值情况下，应当即刻进行处理，从而避免出现安全事故。

2.2智能机器人系统的使用

传统的变电运维人员需承担巡视、操作以及相当部分设备的检修工作，新生产模式相比于过去的传统运维模式，发生了较大的变化，现场工作人员的劳动强度加大，安全责任加大。伴随自动化技术和智能机器人在各行各业的快速发展，由智能机器人替换现场运维人员实施设备巡检的模式将成为变电站发展的必然趋势。按照变电运行设备状态评价结果，同时结合设备红外测温值、存在的隐患与设备运行环境等影响设备安全运行的因素，实施统计和综合分析，评价变电站运行状态，并按照不同运行状态来确定变电站的巡视内容与周期。智能机器人系统的实施能够对变电运行设备的运行情况进行实时监控，利用测温和设备三相对比的方式，设置设备异常警告值，通过观察智能机器人系统设置值的变化，了解变电运行设备的温度情况，一旦出现温度异常现象，可以及时检查原因并给予合理、有效的措施，避免引发不必要的损失。虽然该系统的使用可以更加及时的发现运行设备存在的发热故障问题，但是我们还需要必要的辅助手段进行监测，这样才可以确保变电运行设备的顺利使用。

2.3应用示温蜡片法

在变电站设备实际运行过程中，为能够使大负荷回路保持正常运行，应当注意实时监督及管理相关设备实际运行情况，可依据发热设备监控工作有关流程实时监测设备温度，保证变电设备能够处于标准运行温度中，使得设备能够正常运行。在实际操作过程中，可选择示温蜡片在电流回路中每个连接点进行粘贴，依据示温蜡片融化程度实现监测及控制连接点温度。在实际粘贴过程中应当注意的一点就是对于变电站中同一电压等级而言，应当注意粘贴颜色相同示温蜡片，从而可保证相关工作人员更好监测该区域内相关温度。

2.4强化设备的检修质量

（1）金具质量。在选择母线、设备线夹金具时，需要按照要求选择合适的产品，需要重视产品的质量，同时产品的动热稳定性和载流量需要符合设备的设计要求，坚决不能使用质量不合格以及不能满足设备要求的产品。（2）防氧化。需要对设备的基础表面进行一定的防氧化处理，最好选择导电膏（电力复合脂）来替换传统使用的凡士林。（3）接触面的处理。在对变电运行设备的接头接触面进行处理时，可以使用锉刀来锉掉不平的地方以及存在毛刺的位置，确保接触面可以保持平整光洁，此外还需要注意母线在完成加工之后其截面值会减小；铜质不能够超出原截面大小的3%，铝质不能超过原截面面积的5%。

3结语

在当前变电设备实际运用过程中，为保证变电设备得以正常运行，使其发挥更加理想的作用，应当有效防止各种故障的出现，而设备发热故障就是比较常见且需重点防范的一个方面。所以，相关管理人员及维护人员应当对设备发热问题加强认识，并且通过有效措施应对发热问题，为变电设备正常运行提供更好保证。

参考文献:

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[2]程显飞.变电站电气设备发热分析及对策[J].中国科技纵横，2011.

[3]曾怀宝.浅谈电力变电站运行中设备发热的预防措施[J].城市建设理论研究（电子版），2011.