发电厂课程论文-电气设备发热与检测方法.docxVIP

发电厂电气部分课程作业课题：电气设备的发热与检测方法 摘要：电力企业往往因系统设备过热多次发生故障，造成停机停炉事故。本文分析了电力企业电气设备热故障产生的原因，针对电气设备的热故障进行了观察和分析，并将该类故障主要分为外部故障和内部故障两大类型；分析了在正常和故障情况下电气设备发热形成的原因;提出了电阻损耗、介质损耗和铁磁缺损这三种发热形式的等级和处理措施，以及常见电气设备温度的测试标准，红外诊断技术对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测，使传统电气设备的预防性试验维修提高到预知状态检修，这也是现代企业发展方向。据此可及时消除电气设备热隐患，提高设备运行的安全性。关键词：电气设备；发热；危害；红外热像仪。电气设备的发热原因电气设备的发热是指电气设备本身以及它们与母线或电缆之间的电气相关部位运行时产生的热量大于它的散热量。电气设备发热是一个老问题，正常情况下，发热不会影响电气设备的正常运行，但是由于某些因素变化使设备长期过热，可能会使材料的机械性能发生改变，产生局部放电，致连接件烧损、 熔焊或毁坏，或使电介质绝缘性能劣化，产生击穿现象直至丧失绝缘性能造成事故，直接或间接影响整个系统的安全和运行。1.1.电气设备的发热源电气设备在工作的时候，由于电流、 电压的作用，主要有三种发热情况，分别是：电阻损耗发热、介质损耗发热、铁损致热。1.1.1电阻损耗发热电介质的有功损耗。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。根据公式：Q=I*I*R*t，体现在电流过大时若电气设备中的电阻过大，在设备上的功率损耗很大，这种情况一般出现在大量载流设备中，例如设备与设备之间的接触电阻，电力线路上的等值电阻，以及设备本身的等值电阻等等。1.1.2介质损耗发热介质发热是由于电气绝缘介质在交变的电场作用，使介质极化方向不断改变而消耗电能并引起发热。 由此产生的发热功率为: P= U2ω Ctgδ式中: U—施加的电压；ω—交变电压角频率;C—介质的等值电容;tgδ —介质损耗角正切值。这种发热效应会使绝缘降低，引起泄漏电流增大，绝缘体也随之发热，造成热性循环。1.1.3铁损致热交变磁通在铁芯中产生磁滞损耗P1和涡流损耗P2合起来叫做铁磁损耗，简称铁损。把从电源吸收的能量转化为热量，使铁芯发热。载流导体周围的铁磁物质在交变磁场反复磁化作用下，将产生磁滞、涡流损耗。铁磁物质在交变磁化下由于内部的不可逆过程而使铁磁物质发热所造成的一种损耗，称为磁滞损耗。磁滞损耗与频率的一次方成正比，与最大磁感应强度 B的n次方成正比。众所周知，当铁磁物质放置在变化着的磁场中，或者在磁场中运动 时，铁磁物质内部会产生感应电动势（或感应电流）。从图1-1中可见，涡流是感应电流的一种，在铁芯内围绕着感应强度B呈旋涡状流动，其方向可按楞次定律来决定。涡流的产生要消耗一定的能量，并随即转变为热能。涡流对许多电气设备来说是极其有害的，它消耗电能，使铁芯发热，不仅会引起额外的大量功率损失，更严重的是还会使线圈温度过高，甚至损坏线圈的绝缘，造成设备的过热损坏酿成事故。1.2电气设备的热故障电气设备的热故障主要分为外部故障和内部故障，一般来说外部故障的主要原因有电气裸接口的接触不良导致接触电阻变大，当大量载流子流过时发热过大，造成接触点电阻增大，形成恶性循环。这类故障主要是由于施工时工艺不严格，不符合施工要求，没有去除连接件的氧化膜和污垢，焊接工艺差，紧固螺母不到位等等，另外环境因素也有很大的影响，例如导体在风力的舞动下使连接点和接触点老化或者长期暴露在大气环境下工作受到酸雨灯腐蚀等待。内部故障是因为封闭在固体绝缘、 油气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。下面列举出常见的内部故障：(1)内部电气连接或接触不良引起的故障;(2)内部绝缘材料受潮、劣化引起的介质损耗增大故障;(3)绝缘老化、开裂或脱落故障;(4)电压分布不均或泄漏电流过大性故障;(5)磁路的涡流损耗增大性故障。电气设备发热检测方法由于电气设备往往通过高电压大电流，因此不能采样传统的接触式温度检测方法，必须采用非接触式温度检测保证检测设备和人生的安全。目前运用最广泛方法为红外线检测。红外检测技术是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术，它集光电成像技术、 计算机技术、 图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外线(