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发热对电气设备的影响

2015-12-5 16:52| 编辑:电工学习网| 查看: 17405| 评论: 0

使绝缘材料的绝缘性能降低。有机绝缘材料长期受到高温作用,将逐渐老化,以致失去弹性和降低绝缘性能。绝缘材料老化的速度与使用的是的稳定有关。

使金属材料的机械强度下降。当使用温度超过规定允许值后,金属材料机械强度将显著下降。当长期发热温度铝超过100度,铜的稳定超过150度,其抗拉强度显著下降。

使导体接触部分接触电阻增加。当发热温度超过一定值时,接触部分的弹性元件就会退火而使其压力降低,同时发热是导体表面氧化,产生电阻很高的氧化层,使接触电阻增加,容易引起接触部分温度继续升高,将会产生恶性循环,破坏正常工作状态!

1.电气设备的发热原因

(1)电阻的有功损耗。电力系统导电回路的金属导体都有相应的电阻,当通过负荷电流时,必然会有一部分电能以热损耗的形式消耗在电阻上。对均匀导体来说,只有出现局部拉长、断股、横向裂缝及表面严重腐蚀等情况时才会引起局部电阻增大,发热功率增加。常见的是导电回路中的各种连接件,接头或触头等部位接触不良,引起接触电阻增大,发热功率增加,引起接触部位温度升高,温度升高后又引起接触电阻进一步增大。

(2)电介质的有功损耗。由固体、液体或气体等电介质材料构成的绝缘结构是高压电器设备中不可缺少的重要部分,金属导电材料和电介质绝缘材料是所有电气设备不可缺少的两个组成部分。导电体周围的电介质在交变电场的作用下会产生能量消耗,通常称为介质损耗。介质损耗与承受的电压的平方成正比,与导体所通过的电流无关。由此可知,电气设备只要加上电压,即使不输送电流,也会产生介质损耗。当绝缘介质的绝缘性能变坏时,会引起介质损耗增大,有功损耗增加,设备运行温度升高。

(3)铁磁损耗。凡使用铁磁材料做成的电气设备或装置,在交变磁场的作用下,都会产生电能损耗,称为铁磁损耗。发电机、变压器、电动机等设备,铁磁材料用量很大,运行中铁磁损耗往往与绕组中的电阻损耗不相上下,小负荷时甚至超过电阻损耗。

2.电气设备的热故障

电气设备主要有两种热故障,一种是外部故障,主要原因是长期运行的设备其电气接头暴露在空气中因接触不良造成阻值过大,引起接头发热,外部发热缺陷一般集中在设备的连接点,连接点是指电气设备之间以及它们与母线或电缆之间的电气连接部位。连接点过热也是长期影响电力系统安全运行的重要问题。一种是内部故障,是指封闭在固体绝缘、油绝缘以及设备壳体内部的电气回路故障和绝缘介质劣化引起的故障。对于内部故障,根据各种电气设备的内部结构和运行状态,依据传热学理论,分析金属导电回路、绝缘油和气体等引起的传导、对流,从电气设备外部显现的温度分布热像图,就可以判断出各种内部故障。分析电气设备发热故障及处理,总结故障类型和原因,提供相应的处理方法,使发热缺陷防患于未然,从根本上消除或降低发热缺陷的发生。

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