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从功率损耗致热的角度,分析电气设备发热的内在原因

作者: 来源: 日期:2020/12/18 15:15:31 人气:3

  电气设备的发热不仅会影响设备的电气特性,同时还会危及设备绝缘的安全,生产中的许多电气事故都是由发热引起的,因此,解决此类问题的关键就是研究设备产生发热的机理。

  目前,在电气设备的红外测温研究中,对发热故障的诊断,是基于电流型故障致热和电压型故障致热原理进行归类分析的,但电力生产实践中,设备故障致热的原因有很多、产生情况又比较复杂,若把设备发热仅仅归为某一类型致热进行分析,往往不能从根本上解释清楚。

  作者从掉电发热的角度出发,分析了生产中的各种发热问题,可以完整地解释不同类型设备发热的内在原因,从而为生产人员处理设备发热提供理论依据。

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  电气设备的可靠运行需要两个基本条件:一是电路连接正确,导通状况良好;。在电气设备的工作过程中,电路和绝缘材料会产生发热现象,过热往往会影响电气设备的安全。电气设备的加热一方面会改变电气设备的电气运行特性,甚至烧坏电路,另一方面也会导致绝缘部分的电气强度降低,进而引起放电事故。

  从本质上讲,电气设备的发热是电能有功损耗的表现形式。电气设备不同的工作条件导致不同的有功功率损耗机理,对电气设备加热的研究归根结底是对有功功率损耗过程的分析。在生产实践中,根据功率损失的机理,可以清楚地判断电气设备发热的原因,并采取相应的处理措施。

  电导损耗致热型

  1导体传导损耗加热

  对通电导体,电导损耗的增加是致热的主要问题原因。当导体回路在导体连接不同部位开始出现松动、接触社会不良时,其接触电阻就会不断增大,由于通过这种电阻的增大企业不会直接引起系统电路工作电流大的改变,所以,根据电功率的计算模型公式P=I2R及图1-1可知,当电阻可以增加时,在导体连接部位可能出现的电导损耗就会逐渐增加,使损耗以及产生的热量和散出的热量不再需要平衡,从而能够引起导体局部环境温度的升高,严重时会烧熔或烧断导体。

  1-1导体电导率简化了等效电路

  在电力生产中,隔离闸刀动、静触头之间的发热和变压器出线连接板的发热,都是触头氧化、接触不良导致电阻增大,从而增加导电损耗的典型例子。因此,需要在电气试验中测量该类设备的直流电阻,以判断导电回路的电阻是否满足加热要求;对于外露的导体连接部位,可采用红外温度计直接测量生产中的温度。

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  2绝缘介质导热损失引起的热

  电场中产生绝缘介质损耗的方式有很多。绝缘介质的加热是多种损失的结果。在一定条件下,每种损失都可能成为供热的主要损失。根据绝缘介质的简化等效电路1-2,电导损耗P=IR2R是绝缘介质的总损耗之一。

  1-2绝缘材料简化等值电路

  电力生产实践中,在变压器绝缘整体严重受潮、避雷器和绝缘子表面严重污秽、受潮情况下,此时电导损耗是造成绝缘介质发热的主要因素,其电导损耗可由公式P=U2/R进行解释:绝缘下降引起绝缘电阻R减小,而电压不变,此时损耗自然增加。若在绝缘介质干燥、洁净情况下发热,由于电导电流很小,此时影响发热的主要因素就不是电导损耗。


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