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    技術資料

    影響電桿設備電氣部分壽命的外部因素與解決辦法

    時間:2017-02-15 08:47 來源:qzhaiyu.com 作者:海煜重工 點擊:
    電桿設備電氣部分由于材料構造、使用情況等等不同其壽命也不同。但是,我們發現相同的電氣設備在不同的使用環境中其損耗程度也大不相同,壽命相差很大。不同的自然環境對設備的影響程度不同,如溫度、濕度等等都可能成為影響電氣設備的主要因素。因此根據這些影響因素制定不同的對策,采取針對性措施,將有利于電氣設備管理工作的順利開展。
    電桿變頻控制柜

    1. 外部環境因素對電氣設備的影響

    幾乎所有電氣設備的技術指標中都有對環境溫度、濕度、海拔高度、振動等使用場所環境因素的限制規定。這說明外部環境因素對電氣設備有著非常重大的影響。它會直接或間接地影響設備的故障率、使用壽命、甚至是能否正常工作等。因此,探討外部環境因素對電氣設備的影響對電氣設備管理工作而言意義重大。

    1.1 溫度 電氣設備運行過程中,溫度過高或者過低,長期超過規定的允許范圍,均容易引起設備故障。溫度過高,銅鋁等導電金屬材料長期工作溫度超限,金屬材料可能軟化,機械強度也會明顯下降;電接觸導體表面劇烈氧化,接觸電阻明顯增大,導體接觸不良,電接觸穩定性差;對于根據耐受高溫能力分級的絕緣材料而言,溫度超限會導致絕緣材料老化,性能下降甚至擊穿;環境溫度過高或空氣流動性差,散熱效果不佳,將導致設備的穩定性、可靠性及準確性下降,容易過熱跳閘,甚至損壞。低溫環境對電器中的油類、彈簧機構、液晶屏、電子芯片等的影響也是不容忽視的。

    1.2 濕度 濕度過高會降低電氣設備的絕緣強度。一方面濕度過高,空氣的絕緣性能降低,容易引發短路故障。另一方面空氣中的水分附著在絕緣材料表面,會使電氣設備的絕緣電阻降低,特別是年限較長的設備,內部積塵吸收水分后,絕緣電阻更低,容易造成絕緣擊穿故障。再者,濕度高利于霉菌的生長,易破壞設備的絕緣性能。大家都知道,潮濕空氣容易導致電氣設備內部和外殼金屬部件銹蝕,易降低其性能和使用壽命,引發電氣故障。

    1.3 粉塵 粉塵的產生,不僅會污染環境,損害人的身體健康,還會對電氣設備的安全運行帶來危害。如粉塵在斷路器上端凝結沉降容易造成相間絕緣強度大大降低,誘發相間短路事故。粉塵在繼電器、接觸器等觸頭間堆積容易造成接觸不良故障。粉塵若堵塞通風道,導致設備散熱不暢,溫升過高,設備可能會無法正常運行。

    1.4 海拔 海拔對電氣設備的影響主要體現在絕緣強度、分斷能力和溫升三個方面。海拔越高,氣壓降低,空氣的密度和濕度相應減少,會引起外絕緣強度的降低。電氣間隙擊穿電壓下降,空氣介質開關電器滅弧性能降低,設備的分斷可靠性下降。海拔越高,空氣介質冷卻效應降低,散熱能力下降,加之紫外線輻射增強,絕緣材料易老化,電氣設備易發生故障。

    1.5 振動 振動會造成電氣設備零部件疲勞損壞,磨損和松動,使設備不能正常工作。如對于有觸點元件而言,振動極易引起觸點接觸不良;對于機殼和機座而言,振動頻繁容易出現斷裂或變形。有數據顯示,振動還將加大塵土進入電器內部的幾率。

    1.6 人及動物 人或動物有意或無意觸及電氣設備導致觸電或設備誤動作,易發生人身傷害或電氣故障。發生的原因主要是設備的防護裝置缺失或者設置不合理。

    1.7 其它 其它因素是指一些不可預見的外力因素,比如暴風、雷電、大雪等惡劣天氣下產生的不可抗力。比如暴風刮倒電桿電線、雷電導致跳閘等等。在一定時期內有很大幾率發生諸如此類的異常天氣時,設備管理人員應提前做好應對措施,有針對性地開展電氣設備檢查和維護。

    2. 針對影響制定的對策

    2.1 防暑、防凍措施 高溫天氣,考慮溫升的影響,應對電氣設備采取“防暑”措施,包括加強通風管理,保證設備區域以及設備本身的散熱;由于高溫導致軸承潤滑油易流出需補油;加強設備點檢,及時反映設備的異常溫升、響聲、振動等;對工作在溫度過高環境的電氣設備,可采用冷卻風機進行強制降溫等。冬季低溫天氣,應注意防范油壓控制的電氣設備易因液壓油粘性增大無法正常啟動和運行,需提前投入電加熱器,做好“防凍”措施。

    2.2 除濕措施 環境相對濕度過高對電氣設備的正常運行將造成較大威脅。因此采取合理措施,減輕環境濕度對電氣設備運行的影響,有針對性地對其室內外環境進行防潮除濕是非常必要的。有效的防潮除濕措施包括:采取通風、局部隔離等除濕措施,必要時給電控柜加蓋防水罩;有條件的安裝空調或工業除濕機,快速自動解決潮濕問題;為防止凝露,可在電氣柜內合適位置裝設加溫型或排水型除濕器;封堵連通室內外的電纜通道口,在防小動物的同時也能防止潮濕水氣進入;杜絕屋頂屋面積水滲水透水;加強巡回檢查,及時關好門窗和柜門;長期未開動設備,有可能受潮的必須先進行烘烤,經搖測絕緣電阻合格后方可送電運行等等。

    2.3 通風防塵措施 使用場所中的粉塵在設備上沉降容易影響設備散熱、導致觸頭電接觸不良或加大相間短路的可能。對工作在灰塵過大環境的設備,要選用防護等級高的產品或及時采取通風防塵措施,必要時可在重點電氣部位上加蓋防塵罩。電氣維護人員應定期對電纜接頭、接觸器和斷路器等主要電器元件以及大型電機、變電所、變壓器等等進行除塵,定期檢查開關設備的觸頭及接線,提高電氣設備的抗塵能力。有條件的電氣柜或者場所,在采取通風措施,風道入口應設置過濾裝置且保證足夠的空氣流量用于散熱。

    2.4 合理選擇產品型號 電氣設備選用時,首先應該根據設備所處位置、使用環境和工作條件初步選定產品的種類和型式,如考慮戶內戶外、海拔高度、環境溫度及防塵等等。接下來才是根據負荷情況、工作電流、工作電壓等基本運行參數來選擇準確的產品型號。在計算設備的額定電流和電壓時應考慮工作環境溫度和海拔高度對額定電流和電壓的影響,并作出相應的調整。例如一般非高原型的電氣設備使用環境的海拔高度不超過1000m,當使用地區海拔超過制造廠家規定值時,由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應減少,使空氣間隙和外絕緣放電特性下降,應對設備最高允許工作電壓進行修正,另選高原型產品或者外絕緣提高一級的產品。又如在實際運行中,環境溫度超過規定的基準溫度時,由于溫升過高超過設備可接受范圍,也需要對其額定電流進行修正。根據設備環境條件選擇合適的型號是保障設備正常工作的前提。

    2.5 采取合適的防護措施 電氣設備本身做好保護接地,以避免電氣設備絕緣損壞后在設備金屬外殼上和電纜的鋼帶上產生危險電壓,造成觸電事故的發生。保護接地裝置和漏電動作保護裝置相互配合,實現對漏電的檢測和設備保護性動作。保護接地裝置應完好無損,做到定期檢測。電氣設備的危險部位應做好防護,并設置警示牌,以防人和動物誤觸。

    2.6 加強日常巡查、定期檢查和專項檢查 加強電氣設備的日常巡查、定期檢查和專項檢查非常有必要。環境狀況和電氣設備自身狀況隨時間動態變化。電氣值班人員每日對所有電氣設備進行巡查,發現電氣隱患如發熱、接觸不良等及時處理,防止造成更大的電氣事故。對一些大型的、高壓的、平時不便停機檢查的設備一定要制定計劃定期檢查,利用一些停車間隙,有針對性地對其進行全面檢查。根據天氣情況、設備種類等組織的如雷雨季節專項檢查、起重設備專項檢查等能補充我們在特定的時期對電氣設備的防范性檢查工作。將電氣設備的日常巡查、定期檢查和專項檢查三者結合起來,電氣設備管理工作才能做到萬無一失。

    3. 案例分析

    某廠一電桿離心車間共有4臺55kw的電桿離心機,均由變頻器控制運行。變頻器本身對環境的要求是:周圍濕度90%以下,室內應無水蒸氣、無水滴等。實際的車間環境條件是:離心機不可避免的大水作業加之南方氣候潮濕,特別是每年3月~4月回南天的影響,電柜極易受潮起水珠,特別是在長時間停車后再啟動時經常出現變頻器故障。主要原因就是由于空氣濕度過大內部電路板或元器件受潮致使變頻器無法正常工作甚至直接燒壞。為此,維護人員在柜內增加了加溫型自動除濕裝置,清除了電柜下方的積水,有效降低了變頻器的外部環境濕度,減少了濕度高所致電氣故障。如表1所示。
    表1 某離心車間除濕措施運用前后情況對比
    對比 運用前 運用后
    外部環境(濕度) 90%以上 78%以下
    濕度高所致的電氣故障情況 頻發此類故障,尤其是3、4月回南天時 基本無此類故障

    4. 結語

    外部環境因素的影響對電氣設備而言是一個無法回避的問題。溫度、濕度、粉塵、振動等等都將直接或間接地對電氣設備的正常工作造成威脅。老話說“出門看天色”,生活中的我們經常先“看天色”,預見性地解決出行中可能出現的問題。在電氣設備管理工作中,我們也應正視外部環境因素對設備可能造成的不利影響,合理制定有針對性的對策,有效地將可能造成的危害降至最小,保障設備的高效、穩定運行。
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