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煤矿供电设备热故障原因分析及其对策

煤矿的供电设备主要有变压器、开关柜、保护元件、储能器、干式变压器、高防、馈电开关、电磁启动器、照明综保、移动变电站等。

一、煤矿供电设备热故障分析

煤矿供电设备的发热故障，严重影响供电设备正常的负荷输送，甚至酿成事故。

（一）煤矿供电设备发热的原因

煤矿供设备在工作的时候，由于电流、电压的作用，将产生电阻损耗发热、介质损耗发热、铁损发热。允许负荷下煤矿供电设备热故障在煤矿供电设备运行中占很大比重。煤矿供电系统热故障会导致煤矿型供电设备的绝缘热击穿、导体连接部位的热变形、甚至熔焊，严重危及煤矿供电设备的安全运行。

造成设备发热的原因有两个：一个是电流，一个是电阻。煤矿供电设备运行时电流增大主要是短路引起的。煤矿供电设备运行时回路电阻增大主要是：导体相互连接的接触面不平整，造成接触面的通流量降低、相对正常负荷电阻增大；导体连接部位的压紧螺栓或压紧弹簧的压紧力不恰当，导致连接部位的压紧螺栓部位的接触电阻增大；导体相互连接的接触面氧化、积灰，造成接触面电阻增大；设备制造存在缺陷，个别环节供电连接方式不当，也是造成流通量较小的“卡脖子”环节。

（二）煤矿供电设备发热来源

煤矿供电设备在工作的时候，由于电流、电压的作用，将产生电阻损耗发热、介质损耗发热、铁损发热。

（三）煤矿供电设备热故障的分类

煤矿供电设备的热故障又分为供电设备的内部故障和外部故障。内部故障的发热过程一般都比较长，且为稳定发热，外部故障是以局部过热、各种裸露接头、连接件的热故障。与故障点接触的固体、液体和气体，都将发生热传导、热对流、热辐射，与设备相距不是很远的内部故障产生的热能不断地达到外壳，从而改变了设备外表面的热场分布。

二、煤矿供电设备热故障的危害

煤矿供电设备正常工作时，由于电流和电压的作用,各种设备的发热表现出一种正常的温度分布图。一般在电流较大的部位，载流导体的连接部位的温度略高于其它部位，且同类设备的发热规律一般都是一致的，当设备有缺陷或故障时，设备的某一部位的温度会明显升高。因此根据发热的情况，来判断故障的性质和严重程度，可从两个方面来判断，一是过热部位的最高温度值，一是过热部位与正常状况下的相对温度差比。

发热对煤矿供电设备的危害，主要是破坏导体接触部分性能，引起绝缘材料性能降低、机械强度下降三个方面。根据过热部位的影响和危害性及其可能发展的破坏趋势可分为一般、严重和危险三个等级。三个等级的热缺陷所对应的温度限值和温升范围，内部热缺陷与外部热缺陷有较大的差别。这是由直接测量设备外部发热源和间接通过热传导来测量内部发热源的情况所决定的，相同的热缺陷等级，外部热缺陷的允许温升要比内部热缺陷间接测量的温升高得多，因此温升限值不宜同等相比。

三、煤矿供电设备热故障预防与处理

（一）煤矿供电设备热故障的预防

1.巡回检查是发现煤矿供电设备过热的有效手段，运行值班人员要定期巡视连接头发热情况，有些连接点过热可通过观察来确定，比如运行中连接点过热会失去金属光泽，导体上连接点附近涂的色漆颜色加深等。周期性巡检，应该根据设备的特点及运行方式、负荷情况、自然条件的变化等进行巡查。

2.保证检修质量

(1)防氧化处理。设备接头的接触表面进行防氧化处理时，应优先采用电力复合脂(即导电膏)以代替传统常规的凡士林。

(2)接触面处理。接头接触面可采用锉刀把接头接触面严重不平的地方和毛刺锉掉，使接触面平整光洁，但要注意母线加工后的截面减少值：铝质不超过5%，铜质不超过原截面的3%。

(3)金具质量选择。选择设备线夹，应采用铜、铝扩散焊工艺的铜铝过渡产品，杜绝伪劣产品入网运行。变电站、所母线及设备线夹金具，应根据需要选用优质产品，载流量及动热稳定性能，应符合设计要求。

(4)控制紧固压力。连接接头时，因铝质母线弹性系数小，当螺母的压力达到某个临界压力值时，若材料的强度差，再继续增加压力，将会造成接触面部分变形隆起，反而使接触面积减少，接触电阻增大，因此紧固螺栓时，不能拧得过紧，压平弹簧垫圈即可，一般应用力矩板手进行紧固,以防压力过大。

(5)安装程序。根据造成连接点过热的不同类型，制定不同的工艺规程，安装时严格按照连接点安装的技术规程进行。

(6)检测措施。煤矿要建立煤矿供电设备巡回检查制度，规定正常的巡视路线和巡视次数,定期巡视检查及时发现连接头发热情况。

（二）煤矿供电设备热故障的处理

1.接触面不平引起的发热处理

电接触面的不平整降低了有效接触面积，在电流经过时实际通流截面积变小，使得电流的收缩效应增加，收缩电阻增大而引起发热故障，施工质量不高、多次拆卸与组装等原因都会形成电接触面的不平整。此类故障处理不好容易再次出现，预防此类故障，在施工时要用量具测量电接触面的平整度，力求尽量平整，但任何接触面都不可能绝对平整，因此，新设备安装时，一般要