发热故障（共9篇）
发热故障 篇1
我院实训楼因增加生产型实训项目, 由三相380V 100 k VA (供电电流约为200 A) 扩容到三相380 V200 k VA (供电电流约为400 A) , 容量扩大一倍。为节约成本, 采用两根VV-3×95铜芯塑料绝缘电缆并联供电, 供电示意图如图1所示。在正常情况下, 流过两根电缆的电流应该是相等的, 即各为200 A。因为, 查阅电工手册, 单根电缆的安全载流量为217 A, 这两根电缆满足发热的要求。但投入运行后, 其中一根电缆严重发热, 无法正常供电。电工师傅深感迷惑, 出现这种故障的原因在哪呢?
经过测量, 电缆W1的电阻R1=0.08Ω (忽略感抗) ;电缆W2的电阻R2=0.14Ω (忽略感抗) , 电缆W2的电阻比电缆W1的电阻大得多。进一步检查, 两根电缆的电阻不等的原因是:电缆W2中间有一个接头;两根电缆非同批次产品, 电阻略有差异。
由于两根电缆的电阻不等, 根据并联电路的规律, 电流分配与电阻成反比, 由此推断电流分配不再相等。
两根电缆中的电流分别是
电缆W1:I1=IR2/ (R1+R2) =400×0.14/ (0.08+0.14) =254.5 (A)
电缆W2:I2=IR1/ (R1+R2) =400×0.08/ (0.08+0.14) =147.4 (A)
由此可知, 电缆W1中的工作电流远远超过其允许的安全载流量217 A, 所以才导致这根电缆严重发热。
发热故障 篇2
什么是发热袜
袜子本身不会发热!!!!!!
发热是指袜品使用了保温的素材，通过特殊的保暖加技术，使裤、袜等具有吸湿发热的功能，可快速把人体水蒸汽转换为热能和水分，并排出水分，从而保持热能。因为袜子很好的保持了身体的体温，所以
所以带有发热纤维的袜子比普通的袜子更暖和。再配合阳光的照射效果更好。但袜子没有化学涂层，对身体无害，也不会因为洗涤次数而影响保暖效果。
发热袜子是指用袜品使用了保温的素材哦，通过保暖加工才具有吸湿发热的功能，可快速把人体水蒸汽转换为热能和水分，并且排除水分、保持热能。所以带有发热纤维的袜子还能和普通袜一样吗?
一般来说：
8D-15D为超薄丝袜，适合25度以上气温。
20D-40D为薄款丝袜，适合气温18度～25度。
50D-80D为微透肉丝袜，适合气温15度～22度。
100D-680D为不透丝袜，适合气温10度～20度。
800D-2800D为中厚丝袜，适合气温8度～15度。
3000D-5000D为加厚袜裤，适合气温5度～12度。
发热故障 篇3
摘要：对一起35kV电容式电压互感器（CVT）电磁单元异常发热故障的想象，详细分析了CVT的工作原理，同时通过对其分压电容器的电容量和介损试验、电磁单元的油色譜分析、电磁单元阻尼器的伏安特性试验，确定谐振阻尼器出现故障，并对设备吊心检查进一步确认谐振阻尼电容器击穿，并联谐振状态破坏而导致阻尼电阻长期过负荷引起发热。并提出CVT常见电磁单元发热原因和预防措施。
关键词：电容式电压互感器；谐振阻尼器；电磁单元；发热故障；红外测温
0前言
电容式电压互感器（CVT）是用来将高电压按比例关系变换成标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用的电气设备。如果电压互感器存在故障，不但无法起到测量、保护作用，还可能会影响其他设备的运行，引发事故。因此，电压互感器能否可靠运行，是关系到电力系统安全运行的一项重要因素。按照结构原理分为油浸电压互感器、串级式电压互感器、SF6气体绝缘电压互感器和电容式电压互感器（CVT） ，CVT由于有不会和外部元件（ 开关断口电容） 形成铁磁谐振、结构简单、造价较低、耐绝缘冲击强度高、绝缘裕度大等优点[1]， 已广泛应用于35kV及以上电压等级的系统。
对运行中的电容式电压互感器进行精确红外诊断具有不停电、不取样、不接触、直观、准确、灵敏度高及应用范围广等优点，可以准确地判断设备内部故障，对保证电网安全运行和提高设备运行可靠率有重要作用[2]。本文结合一起35kV电容式电压互感器经红外测温发现电磁单元部位发热问题。
1 故障现象及初步分析
2014年6月，在巡检人员对110kV东石变电站进行一次设备红外测温时，发现35kV#1母线31PT C相的电磁单元过热现象，C相最高温度55.1°C，A相最高温度47°C、B相最高温度46°C，环境温度33.0°C，湿度：70%，详见图1。该CVT型号为：：TYD35√3-0.02FH。
C相最高温度：55.1°C
图1 35kV CVT电磁单元发热红外图谱
现场对该35kV CVT外观及油位进行检查，均为正常。对CVT二次电压检查，初C相二次电压轻微增大外，无其他异常。
为确定分压电容器的电容值和介损是否满足规程要求，对CVT进行停电试验，结果见表1。从结果可以看出，分压电容Cl电容量的测量值与出厂值之间的误差为-0.014%，分压电容C2电容量的测量值与出厂值之间的误差为-0.002，满足规程要求（规程要求电容量误差一5%一10%）；介损为0.051%，满足规程的小于0.4%要求[3]。因此，分压电容Cl和C2无故障。
同时，对电磁单元进行油色谱分析，结果见表1。
色谱分析结果表明，总烃含量超标，但乙炔含量较低（<1 μL/L），说明电磁单元发热并无放电。
根据设备的结构和原理，初步分析CVT电磁单元发热的原因主要是持续的中压变压器一次电流或二次电流远大于设计电流值所致，所以电磁单元发热主要有两个原因：
（1）谐振型阻尼器出现故障
当谐振电容器C0、谐振电抗器L0值变化时将导致并联谐振状态破坏，流过阻尼电阻R0的电流增大，中间变压器一次电流增大，绕组和阻尼电阻R0发热，油温增高。
（2）电磁单元内部进水受潮。
电磁单元内部进水受潮后，随着油中水分含量的增大，绕组中纸质绝缘水分含量越来越大，造成绕组漏电流增大，绝缘降低，绕组匝间易于击穿。匝间击穿造成一次绕组匝数减少，一次电流不断增大，油温增高。
为进一步查明原因，首先对CVT的电磁单元进行油中水分含量测定时，确定电磁单元的油中水分含量不大于规程规定的35mg/L，排除电磁单元内部进水受潮的可能。
其次对CVT的电磁单元阻尼器进行伏安特性测试，其伏安特性曲线见图2：
图2 阻尼器伏安特性曲线图
结果说明CVT的阻尼器无法正常工作，存在缺陷，正常工作状态下其工作电流不超过1A，可判断为阻尼器存在过流导致油箱发热现象。
2 CVT电磁单元吊心检查及原因分析
根据判断分析，对CVT电磁单元吊心检查，同时对谐振电容器进行测量，发现电容值为零，说明谐振电容器已经击穿，详见图3。
图3 吊心检查与击穿的谐振电容器
根据该CVT的电气原理如图4所示：
图4 35kV CVT电气原理图
CVT由电容分压器C1、C2、电磁单元（ 包括中间变压器、补偿电抗器和阻尼器等） 以及接线端子盒组成。
电容分压器包括主电容C l 和分压电容C2，系统电压经分压后从C2上抽出送至中间变压器，再将电压降至100V和100/二次绕组√3二次绕组输出给保护和计量使用。为了减少接入负荷时在电源内阻抗和中间变压器漏抗中产生压降而形成电压误差，通常在中间变压器一次侧串联一补偿电抗L，其电抗值为，引入补偿电抗器后，能有效地减少互感器的误差。
图5 谐振阻尼器原理图
同时由于CVT的电容分压器、补偿电抗器和中间变压器，构成电容和非线性电抗的串联回路，在一定条件下电路处于串联谐振或接近串联谐振状况。在谐振条件下，回路中的电流和在中间变压器T的电压都将异常增大，将使电压互感器严重受损甚至烧毁。
为有效消除谐振[5]，最有效的方法就是在互感器二次剩余绕组并联接入阻尼器，其原理见图5：
变电设备发热故障原因及对策分析 篇4
随着经济的快速发展, 供电负荷持续增长, 电力对社会生产生活的影响与日俱增, 因此安全可靠的电力供应显得尤为重要。近年来, 变电站设备发热问题呈上升趋势, 严重影响了设备的健康运行, 给安全可靠的电力供应带来了挑战。因此, 查找变电设备发热原因、及早发现设备发热缺陷并采取相应的控制措施具有重要意义。
1 电气设备的发热原因分析
一般情况下, 电气设备在工作的时候, 由于电流, 电压的作用, 将产生以下发热模式:
1.1 电阻损耗发热
在电力系统的线路运行中, 由于在金属导体的内部都会存在一定的电阻, 那么流过的负荷电流由于受到电阻的阻力就会产生发热的现象。在线路连接中, 如果连接的部位电阻比线路电阻小的话, 那么所产生的热功率不大, 不会造成什么影响。但是如果接头部位因为接触不良而发生电阻升高的现象的话, 就会导致发热现象。出现接头部位电阻升高的原因主要有在设计的过程中, 对于线路结构设计的不合理, 或者是在施工的过程中, 没有按照施工标准执行, 导致线路接触不良, 或者是长期处于外界环境的作用下, 使接头部位产生了污染或者是侵蚀等现象, 导致电阻升高, 这些都是导致电阻损耗发热的原因。
1.2 介质损耗发热
用作电气内部或载流导体附近电气绝缘的电介质材料, 在交变电压的作用下引起的能量损耗, 通常称为介质损耗, 由此产生的损耗发热功率表示为:P=U2Cωtgδ (U为施加电压;ω为交变电压的角频率;C为介质的等值电容;tgδ为绝缘介质损耗因数或介质损耗正切值;ω=2πf) 。由于绝缘电介质因介质损耗产生的发热功率与所施加的电压平方成正比, 而负荷电流大小无关, 所以这种损耗发热为电压效应引起的发热。当绝缘介质性能出现故障时, 会引起绝缘的介质损耗 (或绝缘介质损耗因数tgδ) 增大, 因此导致介质损耗发热功率增加, 设备运行温度升高。主要原因有:固体绝缘材料材质不佳或老化;液体绝缘介质性能劣化、受潮以及化学变化 (如绝缘油的受热与氧化) 。
1.3 铁损发热
由绕组或磁回路组成的高压电气设备, 由于铁芯的磁滞、涡流而产生的电能损耗称为铁磁损耗或铁损。一般有设备结构设计不合理、运行不正常, 或者由于铁芯材质不良, 铁芯片间绝缘受损, 出现局部或多点短路, 增大铁损并导致局部过热;还有如变压器或电抗器, 当出现漏磁, 也会在箱体内产生涡流发热。此类发热属于电磁效应引起的发热。
1.4 电压分布异常和泄漏电流增大故障
某些如避雷器、绝缘子等高压设备, 在正常运行状态下都有一定的电压分布和泄漏电流, 但当出现故障时, 将改变其分布电压和泄漏电流的大小, 从而导致其表面的温度分布异常。
当然除了上述主要发热模式以外, 还有设备过负荷、设备冷却系统设计不合理、散热条件差等。
2 控制电气设备热故障的对策
2.1 提高巡视检查质量
在对变电设备过热的检查过程中首先应该加大对设备的巡回检查制度, 制定严谨的制度安排, 充分的发挥巡视人员的功能, 在巡回检查的过程中, 要加强对人员的管理工作, 要求其认真检查, 严格按照巡回检查规范执行。在巡回检查中, 应该已经制定好了固定的路线和方法, 对于有些发热现象是可以通过肉眼直接观察到的, 比如说在设备的接头处, 由于温度过高就会出现金属光泽灰暗, 如果有色漆的情况下, 颜色会加深等, 这些都是可以不用仪器就可以观察到的。在检查的过程中, 巡视人员要严格的按照规章制度执行, 工作态度严格认真, 不可出现丝毫的疏忽大意, 提高检查的质量, 发现故障及时解决, 避免事故的发生和扩大化。在巡回检查的过程中, 除了按照规定的程序执行外, 还可以根据具体情况进行特殊检查, 比如说在雨雪天气, 由于外界气温过低, 此时检查设备会有很大的优势, 对于设备过热现象会比较容易查出, 在夜间的状况下, 也会比较容易发现问题。加大对设备的巡回检查力度, 可以有效的避免故障的发生, 减少电网运行的损失。
2.2 红外检测技术的运用
随着科学技术的进步, 我国在电力系统中引进了很多先进的技术和设备, 在由于变电设备发热而导致的故障中, 引进了红外成像仪, 这种设备可以实行在线监测, 它是一种集多种学科于一体的先进技术, 通过对设备的红外发热的状况, 采集相关的信息, 然后通过一定的程序显示在荧光屏上, 对于设备的运行状况可以有清晰的展现。这种设备的使用是一种技术上的改革, 要比传统的红外测温仪更加的准确和快速。通过红外成像仪的使用, 可以对变电设备进行实时在线监测, 发现设备表面的温度出现异常就会提前发出预警信号, 然后采取相应的控制处理措施, 避免了因为设备出现故障才对其进行维修的缺点, 减少了故障发生率, 节省了大部分成本。在实际的应用中已经得到了很好的印证, 由于其快速准确并且不用接触的特点, 在使用的过程中可以及时的发现问题, 避免了事故的发生, 为电网的稳定运行提供了保障。
2.3 加强检修质量
2.3.1 金具质量。
母线及设备线夹金具, 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, 坚决杜绝伪劣产品入网运行。
2.3.2 防氧化。设备接头的接触表面要进行防氧化处理, 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。
2.3.3 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, 但应注意母线加工后的截面减少值;铜质不超过原截面的3%, 铝质不超过5%。
2.4 加强设备验收管理
运行人员在参与设备检修后的验收时, 要克服人情关、面子关、技术关, 要有高度的工作责任心, 制定一套严格的制度验收制度, 并按照验收流程, 确保检修质量。
3 结束语
由于变电设备的发热现象, 会导致变电设备故障的发生, 在所有的故障中占据了大部分比例, 对电网的稳定运行有很大的影响。所以在变电设备的故障检测方面利用了红外成像仪, 可以通过对设备表面温度的测量检测到设备的故障, 提前做出预警, 并且可以迅速的找到故障发生点, 及时的采取处理措施, 减少了事故发生率, 节省了大量的成本。同时在对变电设备设计制造的过程中应该对于使用中容易出现缺陷的部位进行改良, 在技术上有所创新, 在使用设备的过程中, 应该加强对设备的日常养护工作, 尽量的减少设备故障的发生几率, 为电网的稳定运行提供良好的基础。
参考文献
[1]陈永辉, 蔡葵, 等.供电设备红外诊断技术[M].中国水利水电出版社.[1]陈永辉, 蔡葵, 等.供电设备红外诊断技术[M].中国水利水电出版社.
[2]行业标准.DL/T664-2008, 带电设备红外诊断应用规范[S].[2]行业标准.DL/T664-2008, 带电设备红外诊断应用规范[S].
论三相异步电动机发热故障及处理 篇5
1 电动机发热故障产生的原因
发动机发热故障的产生主要来自于以下几个方面:
首先, 电源对于发动机发热问题有直接影响, 在电动机运行工作的过程中, 电源电压的高低都直接会出现电动机过热的现象, 如果电源的电压过高, 电动机的磁通以及磁通密度就会增大。而电动机内部的贴损耗适合磁通密度成正相关的, 磁通密度增大则会直接导致电动机的铁心过热。电动机的电源过低也会导致电动机的流通电流大于其额定电流。此外, 电源的不稳定也可能造成三相异步的电动机的发热现象。
其次, 电动机的负载也是影响发热的重要原因之一, 当发电机在超负荷的情况下运行时, 发电机负载系统的功率会大于电动机的额定功率, 长时间的超负荷运行都会造成电动机的发热的产生。又或者是电动机拖动系统的故障也会对电动机的使用造成较大的负荷, 从而导致异步电动机过热。
最后是电动机本身的原因造成的发热。具体来说包括了电动机绕组故障以及铁心故障和机械故障, 例如电动机本身由于装配质量不好或者是电动机的轴承故障等一系列问题都可能会造成电动机的发热现象。其中电动机的散热问题是影响电动机发热的重要因素, 如果电动机的散热设备故障, 会影响电动机的内部发热, 造成散热片缺损等。
2 应对措施
针对上述电动机在使用过程中面临的各种发热故障, 需要从这些因素综合出发, 逐一排除电动机的发热故障, 避免发动机的过热引起设备损坏和故障。具体来说主要有以下几点措施:
2.1 有效控制电源
对电源的控制是解决因电源问题造成的电动机发热现象的关键, 有效控制电源是指尽可能保持在电动机负载稳定的情况下, 稳定电源的电压在10%之间变化, 不可过高也不可过低, 如果电动机的电压过高要采取措施及时降压, 将电压调整在合理范围内, 对电源的控制是要及时采取检修, 及时检查和发现电源的异常, 及时查找并发现从而达到有效控制电源的目的。有效控制电源就是要对电动机的供电电源进行合理选择和调试, 要选择合适的电动机装置并且尽可能保证电源的供电压具有较高的质量水平, 尽量做到电动机运行在三相平衡的电源环境当中, 保持良好的供电电源的质量水平。
2.2 调整电动机负载
及时调整电动机的负载, 首先在拖动系统运行时, 尤其是第一次运行的时候就要进行检测, 查看拖动系统的负载与电动机的功率大小是否协调适应, 尽可能要做到电动机功率和拖动系统的匹配协调。此外还要定期检查托动机的传动机构, 确保传动机构的正常运行, 一旦发现故障要及时解决。通过及时调整电动机的运行方式, 定期对电动机的拖动机械结构以及传动机构做好检查和维护, 避免电动机长时间处于超负荷的运载情况中, 及时根据具体的工作环境和工作任务检查电动机的运作情况从而达到保持良好的运转, 防止因为电动机过热造成的故障。
2.3 提高电动机的自身工作特性
提高电动机的工作特性主要是从电动机的自身结构和设置角度出发, 充分考虑电动机在后期工作中的运作特性。认真地对电动机的负荷值进行计算, 合适的选择电动机电压等级以及输出功率。尤其是对使用时间较长的电动机, 应该要在使用前认真检查电动机内部的各个结构以及机械装置的精准性, 同时还需要安排专业的检修人员对电动机的引线等做好焊接处理。当发现内部的电流和电压值异常与系统预定的标准安全值不适应时, 要及时进行调整。尤其是在发现电动机内部温度过高, 运转过程中的噪声过大时应该对电动机进行整体的检修, 及时排查异常现象和原因, 从而保证电动机能够在安全稳定的综合水平中运行。
2.4 加强对电动机的定期维护
电动机的使用寿命长短与定期维护是密不可分的, 开展定期的维护有利于提高电动机的使用寿命, 防止电动机故障, 提高其安全使用的水平。根据电动机所在的拖动系统的不同和负载的大小, 可以对电动机进行周期性的检查和预试。预试的项目主要包括了直流电阻的测试以及绝缘电阻的测试等。尤其是对于一些长期处于恶劣工作环境的电动机, 例如潮湿、粉尘较多、腐蚀性较大的工作环境, 恶劣的工作环境会对电动机带去较大的伤害, 也会加剧电动机的老化和腐蚀, 因此就需要对电动机加强维护, 从外到内全方位加强维护。具体来说就是要对电动机的外壳做好长期的检查和周期性的维护工作, 防腐蚀和防潮防尘, 内部机械也要做好维护工作, 对电阻周期性的测试有利于加强电动机的寿命, 做到及时发现问题, 排除安全隐患。
2.5 改善电动机的通风设置
针对发热故障, 完善电动机的通风和散热设置是尤为重要的一个措施, 通过完善散热装置有利于减少内部电动机的灰层积压, 防止因为粉尘的堆积堵塞电动机内部零件, 一方面减少内部摩擦防止电动机内部发热, 一方面防止了电动机排风扇的堵塞, 加快散热, 保持电动机内部环境的清洁, 做好电动机的通风系统维护工作, 定期对排风扇等通风设置进行维护和保养。
3 结语
综上所述, 三相异步电动机被广泛地应用到农业、工业生产以及交通等社会各个领域, 是我们日常生活中较为常见的电气设备, 从电动机发热故障产生的原因和主要故障类型来看, 主要是外部原因和内部原因多个方面。从电动机的结构和工作原理着手, 针对其主要的发热故障类型采取相应的措施进行改进, 改善电动机的工作环境。合理科学的处理发动机的发热故障, 对于提高发动机的使用寿命, 实现高效稳定的运行具有非常重要的意义。
摘要：电动机在运行的过程中存在着各种损耗, 这些损耗也最终会转变为热能, 导致电动机的温度升高, 发热是发动机运行过程中的常见故障, 本文基于三相异步电动机发热产生的主要原因, 提出了具体的解决办法和防范措施。
关键词：三相异步的电动机,发热故障,处理
参考文献
[1]陈家斌, 秦启根, 王广辉.电气设备故障检测诊断方法及实例[M].北京:中国水利水电出版社, 2003.
[2]代艳峰, 陈健.浅谈三相异步电动机过热原因与维护[J].中国科技博览, 2010.
发热故障 篇6
某变电站开关柜内设备发热导致故障情况统计表柱状图分析可知, 变电设备室内室外设备都不同程度的存在发热故障的问题。室内开关柜内设备发热导致故故障的情况所占比例较大。
造成室内开关柜内设备发热导致故障率高的的要因是接点氧化接触不好无法预先测量柜内设备温度所致, 把开关柜内设备的测温困难问题决解了, 温度升高导致故障率高的问题就能解决。
2 解决办法
2.1 无线测温设备有如下特点
1) 在线测量, 实时监测触点温度, 数据可远程传输接入自动化系统。
2) 测量点和接收点无直接联系, 无绝缘问题。
3) 不受日光或其他光照影响。
4) 安装简便安全, 无需任何其他操作, 免维护。
断路器两端的绿色点位为准备安装的无线测温点, 在35kV大开门开关站共设计安装36个测温点, 其他变电站根据负荷情况确定安装点。
对开关柜内设备进行加装无线测温探头。
经过安装、调试无线测温装置, 已经全部安装完毕进入实质性数据采集发送、接收、核对阶段。
经过统计分析无线测温装置测温工作情况, 认为此装置能有效、真实的反应实际温度, 温度随着电流、负荷的增加而升高、减少而降低。
电流温度变化曲线图:
3 结束语
通过此无线测温装置的安装试用, 效果良好, 能及时的将开关柜内设备工作温度上传到集控站、调度中心, 对无人值班变电站的管理增加了更有效的科技监控手段, 避免了开关柜内设备发热故障的发生。
摘要：介绍开关柜内设备发热的原因, 提出解决办法。
关键词：开关柜,设备,故障率
参考文献
[1]邢文英.QC小组基础教材[M].中国社会出版社2000.5.
发热故障 篇7
圣戈班 (徐州) 管道有限公司 (以下简称“圣戈班”) 9号高炉助燃风机从安装投用开始, 一直出现风机轴承温度高、使用寿命短的现象、有时振动大, 90kW主供风机尤为突出, 严重影响到设备的安全运行, 进而制约高炉生产。
1 问题描述
1.1 助燃风机作用
助燃风机设备虽小, 但它是高炉热风炉关键设备, 供应热风炉烧炉用助燃风, 一旦出现故障, 将间接影响到高炉的生产, 所以热风炉助燃风机通常是一开一备。由于圣戈班9号高炉热风炉是球式热风炉, 比一般格子砖热风炉阻损大, 所以要求风压较高;特别是热风炉后期由于上部球软化、积灰等阻损更大, 因此9号高炉热风炉一台备用风机选择为132kW, 另一台90kW风机则是主供风机。2台风机的技术参数如表1所示。
1.2 故障统计
90kW助燃风机是自2011年高炉中修后改造安装使用的, 其运行故障统计如表2所示。
以上统计数据显示, 风机的故障大多表现为因轴承升温快、温度高而停机, (此类轴承通常要求温度大于85℃必须停机) ;拆检发现大多数情况是轴承保持架 (俗称花蓝) 损坏, 维修人员认为是轴承质量问题造成的故障, 故而采取更换国产甚至进口轴承以消除此问题, 但并没有因此而彻底解决轴承温度高的现象。
2 原因分析
2.1 风机结构分析
该风机是带有轴承箱的鼓风加压机 (见图1所示) , 轴承箱无水冷装置 (锅炉引风机大多采用水冷式轴承箱) , 轴承采用N46#机械油冷却润滑, 风机转速为2 900r/min, 轴承型号是23220C3调心滚子轴承。调心滚子轴承的优点是其主要承受径向负荷, 同时也能承受一定量的轴向负荷, 该类轴承外圈滚道为球面形, 故具有调心性能;当轴受力发生弯曲或倾斜而使内圈中心线与外圈中心线相对倾斜不超过0.5°~2°时, 轴承仍然可以正常工作, 并且它的承载能力较大, 所以广泛用于矿山及重型机械上, 此类轴承比较适合这种风机结构。但此类轴承的缺点有:一是轴承限制轴或外壳的轴向位移只能在轴承的轴向游隙范围内, 所以安装时要考虑轴受热时的热膨胀问题;二是该型号轴承的极限转速为2 800r/min, 略低于风机转速;三是该轴承直径转速比达290 000mm·r/min, 油浴润滑效果不是很好。但统计显示 (见表2所示) 也曾有轴承一次使用近6个月, 风机运行正常, 并且拆检时其状况完好, 说明该风机选用这种轴承也可以稳定运行。
2.2 风机安装分析
针对助燃风机频繁出现轴承温升过快过高、轴承保持架损坏的问题, 对近几次安装风机的工艺过程、质量控制参数、损坏的轴承形状进行研究和分析发现, 在安装的过程中忽略了几个小的细节:一是对剖分式轴承箱安装时未进行压铅控制轴承外圈和轴承座的间隙, 即通常所说紧力未控制好, 维修人员通常认为紧力大点好;二是未计算并压铅预留风机轴和轴承箱的间隙, 以消除由于风机运行过程中轴承旋转产生热量造成风机轴和轴承箱热膨胀产生的热应力;三是维修人员一般都认为新轴承是标准件, 所以安装前通常不测量内、外圈和风机轴的尺寸, 而是按基准进行配合安装。
由于以上几个关键的公差配合未按要求进行装配, 风机安装后, 随着运行时间的延长, 产生的热量越来越多, 当轴承旋转产生的热量大于润滑油和空气带走的热量时, 轴承温度持续上升直至产生的热量和散发的热量达到平衡, 轴承温度才能稳定, 但此时的温度可能已超过轴承允许运行的温度范围。而轴承、轴、轴承箱等因尺寸不同、材质不同, 其热膨胀量也不同, 当轴承游隙无法补偿时, 轴承滚子旋转就偏离了原设计的轨迹, 滚子与滚道间将无间隙, 也无法形成油膜, 进而造成轴承温度越来越高, 引起轴承保持架的损坏。如图2所示是损坏的轴承保持架和明显轴承外圈滚痕。
3 解决措施
3.1 按工艺要求复核安装尺寸
按照工艺要求, 安装前测量轴承和轴的原始尺寸:轴承内径是Φ100 (-0.01) mm、轴承外径是Φ215mm;轴承轴向游隙0.02mm、径向游隙0.06mm, 风机轴轴颈尺寸分别为Φ100 (+0.01) mm和Φ100mm。
3.2 计算配合公差、安装
为了防止风机稳定运行后轴承出现跑“内套和外圈”现象, 同时保证轴承运行时留有一定量的游隙, 所以在安装时, 轴采用过盈配合σ1、孔采用间隙配合σ2, 轴承安装方式是固游式, 其间隙σ3。
(1) σ1计算:由于轴承和轴的温差造成的膨胀量差
故其安装名义过盈量保持在0.02≤σ1≤0.03mm范围之内为宜, 由于轴颈尺寸偏小, 故采用了热喷涂技术后加工到需要的尺寸Φ100 (+0.025) mm, 用电感应加热器加热热装工艺, 装配好2个轴承。
(2) σ2计算:由于轴承和轴承座的温差造成的膨胀量差
故其间隙配合量保持在0.03≤σ2≤0.04mm范围之内为宜, 用压铅法安装轴承座。
(3) σ3计算:由于轴与轴承箱温差造成的膨胀量差
故其游动量应满足在0.08≤σ3≤0.12 mm范围之内, 用压铅法安装轴承座风机端透盖。
以上公式中:c为材料线膨胀系数, 取12×10-6 (1/℃) ;d为轴承内径, 其值为100mm;轴承外径为215mm;l为两轴承中心距, 其值为800mm;Δt1为热平衡后轴和轴承温差;Δt2为热平衡后轴承和轴承座温差;Δt3热平衡后轴和轴承箱温差 (以上温差值是测量分析值) 。
4 实施效果
4.1 试用跟踪
风机按以上方式安装好后, 于2013年5月29日上午8∶05开机试用, 8∶10测风机运行电流为126~130A (原先大多在145A左右) , 风机两端轴承座三个方向的振动振幅均在0.03 mm以下;开机30min后测电机联轴端轴承温度为54℃, 风机联轴端轴承温度为46℃、风机叶轮端盖轴承温度为47℃。后每隔1h测量一次温度, 温升平稳, 至14点左右温度趋于稳定, 电机联轴端轴承温度为59℃, 风机联轴端轴承温度为60℃, 风机叶轮端轴承温度为61℃。其后几个月轴承温度随室温变化而变化, 在7、8月份高温天气时2个轴承温度也未超过73℃, 同时两个轴承的温差始终稳定在32℃以下, 低于以往50℃以上的温差值 (通常温差为40℃是判定轴承运行好坏的一个经验数值) 。
4.2 费用节约
(1) 备件费用:日本精工轴承每个价格为2500元, 从目前运行的趋势和风机运行的负荷计算判断, 轴承寿命应在12个月以上, 但以前其运行寿命一般不大于1个月, 若按年节约轴承11×2=22个计, 每年节约备件费用2 500×22=55 000元。
(2) 维修费用:每次维修费用按2 000元计, 年节约维修费用2 000×22=44 000元。
仅以上两项费用年节约近10万元, 不包括频繁切换使用132kW风机节约的电费、故障处理前电机多耗的电费以及其它如润滑油等辅料的费用。
5 结束语
(1) 通过近几个月运行的实际效果证明, 以上原因分析正确, 处理措施有效;
(2) 旋转机械在旋转过程中会产生热量, 由于热量积累会造成设备的温度升高, 直到同周围的环境达到热动平衡后, 其温度才能相对稳定;温度的变化会由于设备各部件的尺寸、材质不同造成膨胀量不一致, 若在安装时不加以考虑并进行有效的处理, 轻则造成设备运行周期变短, 重则造成设备损坏或更大的事故发生。
摘要：针对圣戈班 (徐州) 管道有限公司9号高炉助燃风机发热故障进行分析, 提出解决的措施, 彻底排除此隐患。
关键词：风机,轴承,故障分析,温度,热膨胀
参考文献
[1]成大先.机械设计手册[M].第3版.北京:化学工业出版社.1994.
发热故障 篇8
(1) 当电气设备本身的质量出现了一定的问题之后, 再加上某些环节所进行的接线方式存在着一定的问题, 这就直接导致了电气设备本身的导线不畅通现象, 在满负荷的情况下, 便极易出现设备发热量过大的问题。
(2) 设备自身的连接位置呈现出了氧化、污染的现象, 那么电气设备的触电阻也就逐渐增大。从实际现象上来说, 导致电气设备本身出现氧化问题的原因主要有以下几个方面:首先, 在针对不同的导体材质进行搭接的过程中, 其导体本身的过渡面就已经呈现出了电化学腐蚀的状态, 如此以来, 便直接使得导体表面的金属氧化膜转变成为了无法完全绝缘的半导体状态;其次, 导体金属本身在长久使用的过程中出现了自然氧化的现象。所以, 电接触面所呈现出来的氧化现象, 同样也是导致电气设备发热量过大的一个重要因素。
(3) 设备连接接触面凹凸不平, 导致接触面流通能力不足, 最终导致其电阻比正常接触面电阻要大一些。不平整的电接触面使有效接触的面积降低, 当电流通过时通流的截面积变小, 导致电流收缩效应增加, 进而使收缩电阻变大, 从而导致发热故障的产生。
(4) 设备连接位置金属间压紧力不合适, 造成连接位置接触电阻变大, 由焦耳定律可以得知, 发热与电阻是成正比关系的。恰当的接触压紧力能让接触面氧化膜被粉碎, 使实际接触面增大, 使点接触面接触电阻与收缩电阻减小。当接触压紧力太小时, 便会导致点接触面在某些位置接触良好, 而某些位置未接触, 进而使有效接触面积变小。当电流流过接触面之时, 由实际接触点通过, 在接触点位置接触线产生剧烈收缩, 形成收缩电阻, 从而造成设备发热;当接触压力太大时, 在电接触面位置形成四周外翘、中间接触良好的状况, 从而导致有效面积缩小, 进而引发设备发热。
2 变电电气设备的发热危害
(1) 使电能损耗增加, 造成电力负荷损失。不管是集肤效应还是设备发热, 都会导致电阻增大, 使电能损耗增加, 并形成恶性循环, 从而导致设备损坏。
(2) 导致火灾事故的发生。由于设备温度升高过大, 使得绝缘击穿引发短路事故, 进而导致火灾的发生。此外, 假如电气设备不能进行很好的散热, 将会造成设备局部一直处在高温状态, 从而引发其周围物质的燃烧, 进而发生火灾。
(3) 造成材料裂化。温升过高将会造成绝缘材料的绝缘性能降低, 又或者绝缘材料出现老化, 有的甚至发生绝缘击穿的情况。某些情况下, 还可能出现半导体元件的热击穿, 使其性能变差, 严重者设置烧断导线, 从而形成短路。
3 变电电气设备发热处理方式
(1) 当某些环节的电气导线接线方式出现问题或者是由于电气设备本身的质量不过关, 而引发的过热现象, 那么就可以直接利用针对设备本身局部进行相应改造的方式, 来达到解决问题的目的, 而某些无法进行改造处理的环节, 也就只能够通过设备更换以及负荷降低的方式来进行处理。
(2) 在对设备表面上所呈现出的电接触面氧化问题进行处理的过程中, 可以利用锉刀或者是砂纸的形式来去除掉设备连接位置的氧化面, 在打磨完成之后, 为了能够最大限度的避免接触面不会在短时间内再次出现氧化现象, 就可以利用电力复合脂、凡士林等保护性物质在电力设备接触点的表面进行涂抹。但是, 该解决方式仅仅只能够使用在普通材质的导体上, 部分镀银导体的表面便不能够使用该方式进行处理, 这主要是由于银表面所呈现出的氧化膜实际上有着较为良好的导电性能, 如果说对其进行磨掉处理, 那么反而会降低导电的性能。除此之外, 由于银自身的氧化层较软, 那么在压力较大的情况下, 就有可能会呈现出压碎的状态, 因此, 在对该环节进行处理的过程中, 务必要加以重视和谨慎。对于灰尘导致的发热可通过清理接触面灰尘的方式来解决, 通常情况下一次处理能维持较长常见不发热。所以, 对于运行过程中容易氧化和积灰的设备来说, 一定要对其接触面进行定期的处理, 从而对发热起到很好的预防作用。
(3) 对于由于接触面不平整而造成的发热, 通常情况下是由于多次组装和拆卸以及施工质量欠缺等因素导致的。要想使这类故障得到避免需要在安装设备时对施工质量进行严格把关。在施工过程中可使用量具对电接触面平整度进行测量, 尽可能使其平整。严格说来, 任何接触面都无法实现绝对平整, 所以, 在安装新设备之时, 通常需要在电接触面进行“压花”处理, 也就是使用液压模具在接触面上压出均匀点阵, 当紧固螺栓把两个接触面连接在一起之时, 通过螺栓的压紧力而使点阵彼此咬合, 进而使有效接触面积得到了增大。在进行新设备的安装时, 此道工序的重要性不言而喻, 并且它对以后预防发热的意义重大。
4 结语
综上所述, 电气设备自身所呈现出来的绝大部分故障都是由于电气设备所呈现出来的发热现象所导致, 并且引发发热量过大的因素较多, 在进行检查和维护的过程中, 可以按照一定的顺序步骤来执行检查, 确保各个不同环节所呈现出来的状态都保持正常。此外, 即便是发现故障之后, 还必须要综合性的考虑到多个方面所呈现出的因素, 同时采取科学合理的措施来进行针对性的处理, 确保电气设备本身所呈现出来的发热故障现象能够控制在一个良好的范围之内, 即便是发生之后, 也能够在第一时间加以解决, 这对于我国电力企业的发展来说, 起到了极其重要的作用。
摘要：变电电气设备是电力系统在运行过程中极为重要的一个组成部分, 但是这一设备环节本身在运行过程中呈现出了发热故障的现象, 如果说不针对这一故障现象来采取科学合理的解决措施, 那么就无法切实有效的保障电力系统自身的稳定运行。因此, 变电电气设备自身所呈现出的发热故障实际上已经成为了变电设备所进行研究的一个关键问题。本篇文章主要针对变电电气设备的发热故障成因以及具体的解决方法进行了全面详细的探讨, 以期为我国变电电气设备的发热问题解决提供参考。
关键词：变电电气设备,发热,故障成因,处理对策
参考文献
[1]祝伟强, 高士森.浅谈变电电气设备发热故障的成因及处理方法[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版, 2011, 28 (10) :25-25.
[2]程显飞.变电站电气设备发热分析及对策[J].中国科技纵横, 2011, (19) :261-261.
发热故障 篇9
我单位35k V变电站2014年投产运行, 采用的是正泰35k V/10k V高低压成套设备, 10k V供电方式为单母线分段运行, 如图1所示, 10k V一段、二段互为暗备用, 当其中一段失电时母联柜迅速投入运行, 10k V高压柜为KYN28A-12 (Z) 金属铠装中置式高压柜。全站设备运行一年后于2015年5月底进行了首次预防性试验, 未发现异常。
1 故障情况
2015年6月5日19时40分, 值班人员对10k V配电室例行巡视, 闻到10k V室内有焦糊味, 随即通知专业人员到站处理。经四处查找, 对各10k V高压柜前后面板进行摸温对比, 发现10k V一段进线柜下柜板有温热现象, 初步判定为该高压柜电缆室内部发生了过热故障。因我站10k V一段当时处于负荷高峰期 (220A) , 且所带负荷均为重要负荷, 在仔细观察10k V一段PT柜电压表和10k V一段电流表无明显变化和不平衡现象后, 对两台主变进行了并联操作。合上10k V母联柜, 断开10k V一段进线001柜, 并摇出手车, 断开1#主变高压侧电源柜, 1#主变退出运行转检修。安全措施做好后, 打开001柜体电缆室 (如图2所示) 柜门检查, 发现A相触头母排与CT连接螺丝烧灼发红, A相CT的表面和断路器触头发烫温度接近150℃, 急剧的发热连电缆室柜体盖板都显现出了温度变化。该故障幸亏发现及时, 处理果断, 否则将造成CT过热烧毁, 继而引起相间短路爆炸, 波及周边柜体导致全站失电的重大事故。
2 故障分析
经检查发现001柜内断路器A相触头与CT连接的母排设计尺寸过短, 距CT连接还相差7mm, 宽厚的母排与CT连接靠两颗不锈钢螺丝通过人力强行拉拢, 但最终还是留下2mm的缝隙, 如图3所示, 此缝隙必须整个人体钻进狭小的柜体内面朝上才能观察到。安装人员从正面紧固螺丝, 按照螺丝吃上力, 弹簧垫已压平到位的经验, 判断接触良好, 并对螺丝做了定位标志。这样不锈钢螺丝的主要作用由压紧母排与CT接触, 变为靠其来进行导电。此缺陷从出厂就一直存在, 由于后期在验收中同样犯了经验主义, 未能有效检查到母排与CT是否做到了可靠的面接触, 为事故发生埋下祸端。
5月份我站进行了预防性试验, 由于不能全停设备, 每天只能分时段来回倒换运行方式进行停电检修。两台进线柜和联络柜的分合闸动作更是频繁, 各柜每天动作至少4次以上, 伴随者整个试验工作持续了一周左右, 也就是说在这一周中高压柜进行了30多次分合闸振动。由于柜体内一次设备均为为硬连接, 中间无软铜带缓冲过渡, 持续频繁的震动导致连接螺丝松动, 且首先在001柜中表现出来。螺丝松动后, 接触电阻增大, 出现发热迹象, 弹簧垫因为受热退火逐步失去弹性, 丧失对母排的压力, 导致螺丝与母排有效接触面减小, 接触电阻进一步增大。
我站在预防性试验前10k V一段输出负荷不大, 靠两颗不锈钢螺丝传导电流, 在螺丝不松动的情况下, 基本能够满足载流量要求, 高压柜未出现异常。预防性试验后, 生产任务加剧, 每天19点后为负荷高峰期, 负荷电流达220A左右, 仅靠两颗松动的不锈钢螺丝来传导电流, 显然达不到载流量要求, 必然导致螺丝发热加剧。如图3所示。由图可看出只有达到1500℃的高温, 不锈钢螺丝才会烧到如此程度。
3 防范措施
这起事故作为反事故预想的典型案例, 最终导致的后果不免使人后怕, 分析故障, 既有设备本身设计缺陷造成的客观因素, 也有后期运行维护不到位的主观原因。从预防事故的角度, 进行了如下改进。
对所有高压柜的一次接线进行检查。重点是一些比较隐蔽的部位, 如穿墙套管, 触头盒等。紧固母排连接螺丝, CT一、二次端子, 电缆接头等。发现并处理了类似隐患的柜子5台, 对于达不到和CT可靠面接触的母排, 在中间加装了铜板, 变螺丝导电为纯面接触导电。
认真统计每台高压开关柜的操作次数。以操作次数来作为开关柜状态检修的依据, 当累计达到一定的操作次数后, 及时对开关内部的连接件, 传动件进行全面检查, 并对断路器手车进行回路电阻测试。
严肃值班纪律, 按时巡视抄表。在每台高压柜电缆室门板上开一测温小孔, 要求值班人员每天在负荷高峰时段通过该孔对柜内设备进行红外点温测试, 并认真记录, 对于任何异态要高度重视。
完善应急预案。针对此类发热紧急故障, 制定出如何让用户降低负荷或倒换运行方式, 退出故障设备运行的方案, 经常组织值班人员进行预案演练, 确保关键时刻能够发挥作用。
在每台高压柜的触头、母排、CT、电缆头等部位贴上40~70℃等级的温度试纸, 便于隔窗观察元器件温度变化情况。但此项措施仅仅作为应急手段, 并不能解决在线实时温度监测和智能报警的问题, 所以后期准备加装“无线温度监测系统”, 专门用于高压带电体的运行温度监测。该系统采用无线射频传输信号, 实现非接触温度测量, 通过无线温度传感器的单片微处理器控制将被测设备的温度由温度传感器转换为数字信号;通过无线发射接收模块传递至读写器;最后由485通讯模块上传到计算机, 实现在线状态监控、温升预警、故障识别。
堵住源头, 严防设备带病运行。
以上防范措施, 是针对于电力用户自身在运维管理上所提出的具体要求, 对于防范类似事故的发生起到了积极作用。但这仅仅是治标, 从历年来发生的电力事故看, 设备质量和安装工艺不过关占了很大比例, 运维部门后期所做的诸多防范措施, 仅仅是为了预防某一缺陷所做的事后补救, 很难从根本上彻底解决问题。因此从源头上防止不合格电力产品流入市场既是电力设备生产厂家的责任, 更是电力监管职能部门义不容辞的职责。要加大对电力设备生产厂家的监管, 对于其所生产的产品要强制认证。生产厂家要秉承对用户负责, 对社会负责的态度, 严格产品生产过程中的标准化流程管控, 严把质量关, 杜绝残次品出现。电力用户在选购产品时应当多方调研, 反复比较, 把质量放在第一位, 对于产品的出厂验收和安装调试要严格把关, 把不合格产品堵在门外。电力设备生产厂家应充分认识到当前市场对“在线温度监测系统”的迫切需求, 替用户考虑, 把温度监测嵌入到关键元气件中, 这样不但可以提升自己的产品竞争力, 而且也防止了用户因为后期加装“在线温度监测系统”不当, 给电力运行安全带来的风险。
4 结束语