电气设备高发发热缺陷综合治理技术

中图分类号：TM621 文献标识码：A

引言

电气设备发热原因多样，除故障引起的发热外，大多数发热问题与产品设计以及运行环境因素紧密相关。目前，许多机电产品散热设计仅考虑理想状况，未预留足够安全余裕量。因此，在连续高负荷运行下，设备内部易因积灰和部件老化等问题，使温升逐步逼近上限。加之电厂车间的通风环境不佳，尤其是周围有其他热源或泵送介质为高温流体时，电机温度更易进一步升高，导致绕组电阻率和损耗增加，形成恶性循环，构成事故隐患。

1 电气设备高发发热影响因素分析

（1）线路短路或接触不良：这种故障会导致设备无法正常工作。解决方法包括检查电路板焊接是否牢固，查看连接点是否正常插好，如有问题及时更换。

（2）开关失灵：开关失灵可能会导致设备无法启动或停止。解决此问题需要检查开关是否受损或磨损，必要时换用合适的开关。

（3）电源故障：电源故障是多样，如电源接口脏污、插头松动、电源线损伤等。解决方法包括检查电源是否通电、接口是否牢固，必要时换用符合规格要求的电源设备。

（4）继电器失效：继电器失效会导致部分功能失效。解决方法包括检查继电器端口是否正确插入，必要时换用长寿命和高可靠性的继电器设备。

（5）漏电或过载：漏电和过载问题会影响设备的稳定性，甚至会引起火灾等严重后果。解决方法包括使用专业的仪器设备进行检测并解决问题。

（6）电机故障：电机问题可能是由于电机结构，损坏、绕组、轴承或齿轮系统损伤等。解决方法包括换用新的电机或修理可能存在的故障，需使用质量可靠的材料。

2 电气设备高发发热缺陷综合治理技术分析

2.1 石墨烯表面辐射与金属对流传热增强

采用石墨烯表面辐射增强材料，结合自主研发的对流传热增强技术，研制出了一种电气设备降温涂料。通过简单涂刷，便能有效降低易发热设备的温升，适用于发热电机、变压器外壳、转子定子表面及铁芯表面，且无须改变设备构造与电气回路，即可实现设备降温效果。然而，该技术对于容量大、体积大的电厂辅机设备，其降温效果还有待提升。针对此问题，本文首次引入取向磁形变对流降温技术，通过在涂料中掺入取向型导热磁体颗粒，并在涂敷时借助外部磁场调控颗粒排列，优化表面流体阻力取向，减小取向方向的气流阻力，增加接触面积，从而显著提升对流散热效果。相较于现有石墨烯降温涂料，本方案可实现两倍以上的降温幅值，对于 100℃表面温升设备，最大降温幅值可达 20% ，为电气设备高效散热提供了新路径。

2.2 涡流管强制降温技术

涡流管是一种利用压缩空气直接制冷的新型装置，体积小，且操作简单，仅需通入压缩空气，即可在喷口处得到低温冷气，适用于电厂中高温电机和柜体的精准降温。该装置结构简单，运行可靠，通过手动调节热气端的可调节阀门，即可轻松实现对冷气温度和流量的精确调控。涡流发生器作为可替换的固定组件，负责调控压缩空气体积，并且能根据不同的流量需求及温度区间进行灵活选配。涡流管工作方式直观可控，压缩空气流经涡流管的涡流发生器时，涡流管的一端即输出冷气流，另一端则产生热气流，实现了高效的能量分离。涡流管不仅操作简便，还能根据不同的需求选择适当的流量和温度范围，极大提高了制冷效果和灵活性。

2.3 隔离开关组合装置

隔离开关组合装置是触指短接装置的核心部件，负责实现电流的分流和等电位操作，确保操作人员的安全。其结构设计巧妙，功能完善，由绝缘垫块、导电连接、组合短接装置、触指组成。其中：（1）绝缘垫块采用高性能绝缘材料制成，具有优异的绝缘性能和机械强度。绝缘垫块的主要作用是隔离带电部件，防止操作人员触电，确保操作过程的安全性。其表面光滑，易于清洁，且具有一定的耐磨性，能够适应长期户外环境下的使用。（2）导电连接由导电性能良好的材料制成，例如铜或铝合金，确保电流能够顺畅地通过。导电连接将绝缘垫块、组合短接装置和触指等部件连接在一起，形成一个完整的电流通路。其结构设计紧凑，连接牢固，能够承受较大的电流负荷，确保电流传输的稳定性。（3）组合短接装置：由两块短接板组成，通过第一螺栓组件与支座铰链连接，并固定连接有导电连接件。组合短接装置的内部触头在弹簧的作用下，能够提供稳定的夹紧力，确保与触指接触良好，实现电流的分流。其结构设计紧凑，操作方便，能够适应不同电压等级的隔离开关。（4）触指采用 L 型结构，水平部分为触指安装端，通过螺栓与隔离开关的第二导电臂固定连接；竖直部分用于与短接板接触，实现合闸。触指的材质选择与短接板相同，确保导电性能良好，且不易氧化。

2.4 绝缘杆支撑挂接装置

绝缘杆支撑挂接装置是触指短接装置的辅助部件，负责支撑隔离开关组合装置，并将其与设备线夹连接，实现等电位操作，确保人员安全。其结构设计简洁，操作灵活，由绝缘杆和挂接装置两部分组成。其中（1）绝缘杆采用高强度绝缘材料制成，具有优异的绝缘性能和机械强度。绝缘杆的长度可以根据实际需要进行调整，确保操作人员与带电设备之间保持足够的安全距离。其表面光滑，易于清洁，且具有一定的耐磨性，能够适应长期户外环境下的使用。（2）挂接装置由挂钩和连接杆组成，用于将绝缘杆与隔离开关组合装置连接。挂钩设计牢固，能够牢固地钩住隔离开关组合装置的拉环，确保连接的稳定性。连接杆采用高强度材料制成，能够承受较大的拉力，确保操作人员的安全。

绝缘杆支撑挂接装置是确保操作人员安全，实现等电位操作的关键部件，用于支撑隔离开关组合装置，并将其与设备线夹连接，实现等电位操作，确保人员安全。操作人员佩戴绝缘手套和绝缘垫，利用绝缘操作杆将隔离开关组合装置与设备线夹连接，通过分流线将部分电流从发热线夹分流到其他路径，从而降低其温度，解决线夹发热问题。

2.5 远程射流涡流送风通风技术

本文将航空发动机技术中的远程涡流送风技术应用于研发远程通风循环风机，旨在实现密闭车间内空气的有效循环，改善局部热空气淤积，疏导环境热源降温。此外，该技术的送风距离可达 20m，适用于解决升压站闸刀接头等高压设备连接点的散热难题。相较于传统通风方案，远程射流涡流送风技术大大增强了通风覆盖范围和均匀性，提高了设备运行的稳定性和安全性。

结束语

综上所述，本文提出了一系列针对电厂电气设备发热问题的创新性解决方案。运用多种综合防治技术不仅提高了设备的散热效率，降低了其运行温度，还提升了设备的可靠性和经济性，为长期存在的电气设备发热问题提供了有效的解决方案。

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