低压电气设备产生热故障的原因及其对策探讨

摘 要：近些年无数的电气设备进入千家万户，电气设备逐渐成为人们日常生活不可分割的一部分，我国工业生产的主要动力也从以前的热能变为如今的电能。各式各样的电气设备在当今社会发挥了越来越重要的作用。然而因为技术上的限制，许多电气尤其是低压电气设备在使用中经常发生热故障，影响该设备功能的发挥。本文简单介绍了低压电气设备发热原理，着重分析了故障发生原因，并以此为基础探究解决热故障的对策。

关键词：低压电气设备；热故障；原因

人们对低压电气设备的依赖性越来越大，可以说它们已经成为了日常生活必需品。在实际生活中，低压电气设备经常会产生热故障损坏设备，从而带来巨大财产损失并危害人们的人身安全。幸运的是，低压电气设备的热故障问题已经开始受到重视，人们开始分析热故障产生原因，并尝试研究解决热故障的方法。

1 热故障发热原理

低压电气设备发热原理主要包括两个方面：

（1）设备内部发热。低压电气设备内部安装有大量的电阻和导线，当电气设备通电工作后，内置电阻会消耗电能产生热量，如果该设备没有安装散热系统或者散热系统出现故障没能及时散热，那么该设备就会发生热故障；同时设备内大量的导线在传输电流的过程中也会产生少量热量，这两部分产生的热量占该设备内所有元件产生热量的60%以上[1]。由于低压电气设备内的导线都是以线圈的形式存在，所以在通电后线圈会产生电磁场，此时介质消耗也会转换为一定的热能。

（2）设备外部环境导致发热。如果低压电气设备的工作环境内存在较多粉尘等其他杂质，或者设备外部材料的绝缘性变差，就会使该设备外部的金属变成一个较大的电阻，进而使低压电气设备的功率变大，产生热能增多，最终导致该设备产生热故障。

2 热故障发生原因

经过研究我们了解到引起低压电气设备发生热故障的原因主要分为内部原因和外部原因。

因内部元件发生热故障的原因在于低压电气设备内具有绝缘装置，设备的外壳也是不导电的，这种情况下如果该设备内出现回路的同时设备上的绝缘物质发生问题具有了导电性质，就会引起低压电气设备产生热故障[2]。通常情况下，这一原因引发热故障需要经过很长一段时间的积累，才能出现较严重的后果。内部热故障发生的原因随内部发热结构不同而不同，可以总结为3种情况：低压电气设备内的各元件之间电压分布不均衡；内置导体接触不良导致电阻值增大、泄漏的电流过多、内部介质损耗严重；绝缘体受损变为导体，因为环境潮湿引起设备内部发生局部放电，设备内的电磁场异常。

对低压电气设备的外部元件来说，引起热故障的原因主要是空气的氧化作用。因为构成电气设备的主要原料就是金属如螺丝、线路接点等等，当这些金属长时间暴露在空气中就会被空气中的氧化物和杂质氧化，从而形成一个较大的电阻，使该设备外表面发热进而出现热故障。通常因外部原因导致的热故障被分为3个等级：轻度故障、一般故障、重度故障，其中最常见的是一般故障。

3 热故障解决对策

3.1 选用质量上乘的原材料

与其等低压电气设备发生热故障再去维修，不如从根本上降低热故障风险。在设计制造低压电气设备时，应该选用质量好、性能优的材料，例如设备内置的元件应该具有物理性能稳定、不易被腐蚀、耐高温等特点；在选择设备的外部材料时应该考虑到设备的绝缘性和电阻值大小的问题，保证即使设备外部元件因为环境问题发生变异而导电时它的电阻值也比较小，从而降低发热量，消除热故障风险。

（1）设备内部金属元件选择。根据实践经验，在选择设备内部元件时应该选用质量较高的线夹和母线，以确保该设备可承载电流量多少符合行业内相关规定。在设计低压电气设备时，设计人员应该对各种金属的物理性能有细致地了解。考虑到铝和铜之间的电势差比较大，暴露在空气中时容易产生化学反应，通电后产热量较多或者发生短路等问题，所以实际选用的线夹必须同时具有铝和铜两种金属的性能，不能选择没有使用扩散焊接技术加工过的线夹。

（2）将接触面磨平。因为设备内各元件的接触面的平整度与元件接触头的接触程度密切相关，触头好的元件之间电阻值小，接触不好的元件之间的电阻值较大，接通电源后产热也比较多。因此必须将元件的接触面磨平，剔除接触面上的杂质[3]。

3.2 提高设备检查力度

要想真正解决低压电气设备的热故障问题，必须提高对该设备的质量检查力度，防患于未然。对于低压电气设备的安全管理人员来说，做好对该设备的安全检查方案并严格按照设计方案执行是降低热故障发生率的最好措施。这一检查方案中应该包括详细的检查时间、检查内容、检查状况、检查人员、检查时间[4]。另外还应该提高安全检查人员的专业水平和职业道德。一个好的检测人员必须能够依照所学专业知识和经验根据低压电气设备的运行状况，及时判断出该设备有无热故障问题。在检查时检查人员应该充分考虑到低压电气设备的工作环境和当地气候对设备的影响，在气温较高时可以适当增加检查频率。

3.3 提高维修水平

在发现低压电气设备出现热故障问题后，维修人员应该及时检查故障原因，如果是内部元件发生问题，可以将原来的故障元件替换成质量好的元件，替换完成后应该在通电情况下测试新元件的工作情况，确保该元件能够正常运行；一般情况下因为设备外部元件发生热故障的故障原因比较明显，维修人员可以应该根据检测经验目测出故障所在，及时更换外部元件或者改善它们的氧化情况即可。

4 结束语

低压电气设备的应用范围越来越广泛，它的质量好坏已经和社会发展快慢息息相关。就目前发生较多的热故障问题，本文围绕热故障产生原因，从选用质量原材料、提高设备检查力度、提高维修水平3个方面提出了热故障的解决措施，以减少实际工作中热故障发生率。我们还可以将能够减少设备产热量的新技术和新材料可以应用在低压电气设备的生产中，从根本上解决热故障问题。

参考文献：

[1]蓝雄光.低压电气设备热故障分析及对策[J].科技资讯，2012（06）：124.

[2]高权.电力变压器故障分析与诊断[D].华北电力大学（河北），2009.

[3]李峥.电力变压器过热故障综合诊断技术研究[D].河海大学，2005.

[4]张启清.电力变压器故障诊断专家系统的研究[D].重庆大学，2002.

作者简介：崔景道（1986-），男，江苏徐州人，本科，研究方向：电气。