室外電器設備缺陷故障和防護

　　室外電器設備缺陷故障和防護

　　摘要：室外電器設備受風(fēng)沙、雨雪、洪水、日曬、溫差、高寒等環(huán)境因素影響，與安裝在室內的電器設備相比，更容易產(chǎn)生一些特殊缺陷故障，針對環(huán)境因素的不良作用，安裝在室外的電器設備必須增加相應的防護措施，才能避免或減小環(huán)境因素的負面影響，本文依據油田現場(chǎng)情況，淺析所見(jiàn)的環(huán)境因素引起的電器缺陷故障及可行的防護措施。

　　關(guān)鍵詞：室外電器 缺陷故障 防護措施

　　油田所有生產(chǎn)設備的正常運行，幾乎都離不開(kāi)電力保障。在煉化廠(chǎng)、處理廠(chǎng)、聯(lián)合站、集油(氣)站等場(chǎng)所，電器設備主要集中安置在室內;而在油氣田分布廣泛的單井，許多電器設備安置在室外，如：變壓器、配電(箱)柜、節能柜、計量柜、控制盤(pán)柜、電磁加熱器、管道加熱監測儀表和附件等。

　　被安裝在室外的這些設備，功能雖然相對單一，但如果安裝設計不周、防護措施不足、維護不及時(shí)，很容易造成性能缺失、故障和其他缺陷，從而影響生產(chǎn)。

　　安置在室外的電器設備與室內電器設備相比，其所受的環(huán)境影響因素主要包括：風(fēng)、沙塵、雨雪、洪水、日曬、溫差、高寒等。

　　以下，僅對密切關(guān)聯(lián)環(huán)境因素的危害，引起的故障缺陷和防護措施作一簡(jiǎn)要探討。

　　一、電器觸點(diǎn)接觸面進(jìn)入沙粒引起的接觸故障(風(fēng)沙和密封因素)：

　　油田大多地處戈壁及沙漠區域，受其影響較大的是配電、控制箱柜等，配電箱柜密封不良時(shí)，沙塵易進(jìn)入配電箱內。沙粒主要成分二氧化硅SIO2，硬度大熔點(diǎn)高，電器觸點(diǎn)間進(jìn)入沙粒，使動(dòng)靜觸點(diǎn)間不能緊密結合引起額外接觸間隙，帶來(lái)了嚴重的接觸不良故障，它帶來(lái)的電器危害我們常見(jiàn)的有如下幾類(lèi)：

　　1.柜內斷路器、交流接觸器等分合機構和觸點(diǎn)間進(jìn)入沙粒，導致開(kāi)關(guān)操作澀阻或卡死，分合閘后出現缺相或接觸不良引起接觸電阻增大發(fā)熱，嚴重的造成端子燒蝕等故障;

　　2.用電設備(如：電機)，操作失靈或嚴重故障狀態(tài)運行，包括：電機正常操作啟不起來(lái)或停不下來(lái)，缺相運行，電機啟動(dòng)時(shí)接觸器連續不停地吸合斷開(kāi)，接觸器觸點(diǎn)及接線(xiàn)端子發(fā)熱，這類(lèi)異常，直接原因也是接觸器觸點(diǎn)和線(xiàn)圈間進(jìn)入沙粒，引起觸點(diǎn)接觸間隙產(chǎn)生電弧，造成觸點(diǎn)粘接無(wú)法分合閘或者虛接。

　　以上故障風(fēng)沙是直接因素，間接原因是配電箱密封不嚴。多發(fā)生于沙漠區域(如新疆油田)。

　　解決和防護措施：

　　1.對配電箱柜門(mén)沿，增加或更換密封條，較大的柜門(mén)上鎖后用鐵絲捆扎使密封貼合更嚴實(shí)。

　　2.對柜內開(kāi)關(guān)電器定時(shí)用吸塵器吸塵和風(fēng)機吹掃，對進(jìn)了沙粒的開(kāi)關(guān)必要時(shí)拆下開(kāi)關(guān)解體清潔。

　　3.將密封不良的配電箱柜更換成防風(fēng)沙防水性良好的戶(hù)外配電箱。

　　二、配電控制箱柜進(jìn)水引起的故障(雨雪和密封因素)

　　配電箱進(jìn)水一般屬雨水、雪融水，通過(guò)密封不良的箱柜門(mén)縫、個(gè)別從老式配電箱上箱蓋進(jìn)線(xiàn)孔縫隙等滲入。配電箱進(jìn)水引起的故障包括：相間短路跳閘、接地跳閘及由于短路電弧引起的電器燒損和火災，一旦發(fā)生故障將造成配電所控制的設備停止運行，恢復工作消耗的材料配件人力資源較大。請看以下案例：

　　該案例圖片2011年4月某油田一起單井戶(hù)外配電柜由于下雨進(jìn)水，進(jìn)線(xiàn)總開(kāi)關(guān)、接觸器、接線(xiàn)端子和轉換開(kāi)關(guān)進(jìn)水引起短路放電電弧燒損電器案例，戶(hù)外配電箱的防水防護對配電設備的安全運行是致命的，在日常維護工作中必須嚴密關(guān)切。

　　防護措施主要從以下幾點(diǎn)入手：

　　1.從防水密封入手，做好日常預防性的維護，做好老舊柜門(mén)的變形校正和更換密封條工作，巡護時(shí)檢查穿線(xiàn)孔的密封性，及時(shí)更換老化開(kāi)裂的防水密封膠泥，確保雨雪水不能滲入箱內。

　　2.落實(shí)雨雪季節前的針對性防護工作。

　　3.對密封存在嚴重不足的早期配電箱柜，應計劃性的更換改造，使用防水防塵良好的配電箱。

　　4.新項目設計使用戶(hù)外配電箱，需嚴格選型防水防塵性能良好，箱柜結構穩固不易變形的產(chǎn)品。

　　三、老化、脆裂、缺失 (日曬因素)

　　先看以下圖片：

　　這張圖片為防爆控制柜開(kāi)關(guān)指示燈，由于風(fēng)吹日曬，有燈罩明顯缺損的、存在燈罩開(kāi)裂的，另外由于日曬原因，其中兩盞亮著(zhù)的指示燈在白天很難辨識。

　　日曬缺陷的防護措施：

　　1.安裝時(shí)選擇將操作指示面板面向北，即可基本避免日曬引起的損壞;

　　2.如果一定要面向南及偏南方向安裝，就應當對類(lèi)似露天安裝的帶有操作和指示的設備增加遮陽(yáng)防曬罩;

　　建議：油田野外單井設備的安裝布局設計，應當首先考慮安全、可靠、時(shí)效、便于辨識和維護等，布局的美觀(guān)應其次。

　　四、變壓器引線(xiàn)橡塑絕緣層提前開(kāi)裂 (日曬老化、高寒脆化、應力綜合因素)：

　　戶(hù)外安裝的變壓器和電機等設備在油田是非常普遍的，變壓器和電機上下引線(xiàn)絕緣層橡塑絕緣材料本身存在明顯的老化特性，戶(hù)外環(huán)境因素會(huì )加劇老化程度。露天條件下有自然老化和異常開(kāi)裂現象之分，一般通過(guò)定期(3～5年)維護，在自然老化達到防護水平不足前即予以更換，即可保障安全運行，有效避免了老化引起的故障。

　　另外一個(gè)現象屬細節問(wèn)題，多發(fā)生在下引線(xiàn)連接變壓器低壓樁的4根分線(xiàn)絕緣層異常開(kāi)裂和電機接線(xiàn)柱處發(fā)生彎曲度過(guò)大引起的絕緣層異常破損。這里的異常指使用期限較短1～2年，開(kāi)裂多位于電纜彎曲率較大處，這主要是電纜彎曲率較大處的絕緣層始終受到了拉伸應力，經(jīng)爆曬、冬夏溫差影響，局部材料塑性疲勞和冬季脆化，在絕緣層內金屬絲應力作用下產(chǎn)生開(kāi)裂，而失去絕緣防護水平。

　　根據以上分析建議的防范措施有：

　　1.安裝連接變壓器上下引線(xiàn)時(shí)，可適當增加主電纜的曲率，主電纜有完整的防護層(鎧甲等)，盡量減小分支電纜曲率，也就減小了分支線(xiàn)纜所受的應力;

　　2.受安裝位置空間限制，需要分支電纜有較大彎曲和扭曲時(shí)，應當安裝緊故前后，人為消除防護層受到的應力，即在原有曲率下進(jìn)一步增大曲率，使電纜克服固有彈性產(chǎn)生永久變形后符合緊固后的自然曲率狀態(tài)，能避免或減小防護絕緣層受到的應力影響。

　　3.電纜安裝完成后，應作妥善的緊固，防止大風(fēng)引起的電纜擺動(dòng)引起應力作用。

　　以上是對近幾年戶(hù)外電器維護工作中，遇到相對普遍的故障缺陷的淺析，對問(wèn)題的分析判斷多有局限，期望同仁多指正并共同探討，找到更多更好的措施加以防范，以削減環(huán)境因素對戶(hù)外電器設備的不利影響，糾正人為因素埋下的隱患，從客觀(guān)和主觀(guān)共同入手提高戶(hù)外電器設備完好率，提高工作質(zhì)量，提高工作效率。

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