预制舱箱式变电所发热故障分析：原因、危害与处理方案

### 预制舱箱式变电所发热故障分析：原因、危害与处理方案

#### **一、发热故障核心原因**

1. **设备自身损耗与超负荷运行**
- **铁损与铜损**：变压器铁芯的磁滞损耗（铁损）和线圈电阻损耗（铜损）是主要热源。当设备长期处于高负荷状态时，损耗激增，导致温度升高。例如，某老旧小区箱变因散热风扇故障，设备高负荷运行引发内部火灾。
- **额定容量不足**：若设备超过额定容量运行，线圈和铁芯超负荷工作，内部温度急剧上升。例如，某工厂箱变因电压调节开关质量问题，导致变压器输出电压不稳定，设备过热。

2. **散热系统失效**
- **散热风扇故障**：风扇停转或转速不足，导致热量无法及时排出。如上述老旧小区案例中，散热风扇故障是直接诱因。
- **散热器堵塞或损坏**：散热器表面灰尘堆积或内部油路堵塞，影响散热效率。例如，某施工现场箱变因散热器破裂导致漏油，同时引发过热。
- **环境因素**：高温、高湿或通风不良的环境会加剧设备散热困难。例如，夏季高温导致电力预制舱内部温度升高，若隔热材料性能不足，设备易过热。

3. **电气连接问题**
- **接头松动**：长期运行中，振动、热胀冷缩等因素导致接头松动，接触电阻增大，产生额外热量。例如，某商业园区箱变因电缆接头松动，引发短路火灾。
- **内部短路**：绕组、电缆等绝缘损坏导致短路，电流急剧增大，产生大量热量。如上述商业园区案例中，电缆绝缘老化引发短路。

4. **设备老化与质量问题**
- **密封件老化**：油浸式变压器密封件长期受温度、湿度和油侵蚀，逐渐老化失效，导致漏油和过热。例如，某施工现场箱变因密封件老化漏油，引发设备故障。
- **零部件强度不足**：有载开关等关键部件若强度不达标，切换操作时易损坏，导致设备过热。例如，某工厂箱变因有载开关主轴断裂，引发电压调节故障。

#### **二、发热故障的严重危害**

1. **设备损坏与寿命缩短**
- **绝缘老化**：高温加速有机绝缘材料变脆、老化，绝缘性能下降，甚至击穿。例如，A级绝缘材料温度每升高8-10℃，寿命缩短约50%。
- **金属材料软化**：铜、铝等金属材料在高温下机械强度显著下降，影响设备稳定性。例如，铜长期工作温度超过200℃时，机械强度明显降低。
- **电容器寿命缩短**：无功补偿电容器在高温下运行，寿命大幅缩短，影响电网功率因数。

2. **电气性能下降**
- **保护装置误动**：高温导致剩余电流动作保护器、电子型计量表等性能不稳定，动作可靠性降低。例如，某写字楼箱变因保护装置受电磁干扰误动，导致停电。
- **计量准确性降低**：电子型计量表在高温下计量误差增大，影响电费结算和电网调度。

3. **火灾与安全事故风险**
- **设备烧毁**：过热可能导致设备烧毁，引发火灾。例如，某老旧小区箱变因散热故障引发火灾，造成区域停电。
- **触电风险**：绝缘损坏或漏油可能导致设备带电部分暴露，增加触电风险。

4. **经济损失与供电中断**
- **设备维修成本**：发热故障需频繁维修或更换设备，增加运营成本。
- **供电中断影响**：故障导致区域停电，影响生产、生活秩序，造成经济损失。例如，某商业园区箱变故障导致商户停电，损失严重。

#### **三、系统性处理方案与预防措施**

1. **实时温度监控与预警**
- **安装温度传感器**：在变压器、开关等关键部位部署温度传感器，实时监测温度变化。
- **设置高温预警阈值**：当温度超过设定值时，系统自动报警，提示运维人员处理。例如，某工厂箱变通过温度监控系统提前发现过热隐患，避免故障发生。

2. **优化散热系统设计**
- **增强通风设计**：采用强制通风或自然通风方式，提高空气流动性。例如，在箱变顶部安装排风扇，底部设置进风口，形成对流。
- **清洁散热器**：定期清理散热器表面灰尘，确保散热效率。例如，每季度对散热器进行吹扫或水洗。
- **改进箱体材质**：选用导热性能好的材料，如铝合金箱体，提高散热能力。

3. **加强设备维护与检修**
- **定期检查连接接头**：检查接头是否松动、氧化，及时紧固或更换。例如，每月对箱变接头进行一次全面检查。
- **更换老化密封件**：定期检查密封件状态，发现老化、变形及时更换。例如，每2年更换一次变压器密封件。
- **测试保护装置**：定期测试剩余电流动作保护器、断路器等保护装置，确保动作可靠。例如，每半年进行一次保护装置功能测试。

4. **提升设备质量与选型**
- **选用高质量设备**：采购时严格把关，选择质量可靠、散热性能好的设备。例如，优先选用具有温控功能的变压器。
- **合理配置设备容量**：根据负荷需求选择合适容量的设备，避免超负荷运行。例如，根据历史负荷数据预留20%的容量裕度。

5. **应急处理与故障隔离**
- **快速响应机制**：建立24小时运维值班制度，确保故障发生后能迅速到达现场。
- **隔离故障设备**：发现设备过热时，立即切断电源，防止故障扩大。例如，某变电站通过快速隔离故障设备，避免了大面积停电。
- **备用电源切换**：配置备用电源或自动切换装置，确保供电连续性。例如，采用双电源自动切换装置，主电源故障时自动切换至备用电源。