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

　　關鍵詞：室外電器 缺陷故障 防護措施

　　油田所有生產設備的正常運行，幾乎都離不開電力保障。在煉化廠、處理廠、聯合站、集油(氣)站等場所，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，很容易造成性能缺失、故障和其他缺陷，從而影響生產。

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

　　以下，僅對密切關聯環境因素的危害，引起的故障缺陷和防護措施作一簡要探討。

　　一、電器觸點接觸面進入沙粒引起的接觸故障(風沙和密封因素)：

　　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，沙塵易進入配電箱內。沙粒主要成分二氧化硅SIO2，硬度大熔點高，電器觸點間進入沙粒，使動靜觸點間不能緊密結合引起額外接觸間隙，帶來了嚴重的接觸不良故障，它帶來的電器危害我們常見的有如下幾類：

　　1.柜內斷路器、交流接觸器等分合機構和觸點間進入沙粒，導致開關操作澀阻或卡死，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運行，包括：電機正常操作啟不起來或停不下來，缺相運行，電機啟動時接觸器連續不停地吸合斷開，接觸器觸點及接線端子發熱，這類異常，直接原因也是接觸器觸點和線圈間進入沙粒，引起觸點接觸間隙產生電弧，造成觸點粘接無法分合閘或者虛接。

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

　　解決和防護措施：

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

　　2.對柜內開關電器定時用吸塵器吸塵和風機吹掃，對進了沙粒的開關必要時拆下開關解體清潔。

　　3.將密封不良的配電箱柜更換成防風沙防水性良好的戶外配電箱。

　　二、配電控制箱柜進水引起的故障(雨雪和密封因素)

　　配電箱進水一般屬雨水、雪融水，通過密封不良的箱柜門縫、個別從老式配電箱上箱蓋進線孔縫隙等滲入。配電箱進水引起的故障包括：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外配電柜由于下雨進水，進線總開關、接觸器、接線端子和轉換開關進水引起短路放電電弧燒損電器案例，戶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切。

　　防護措施主要從以下幾點入手：

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

　　2.落實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關指示燈，由于風吹日曬，有燈罩明顯缺損的、存在燈罩開裂的，另外由于日曬原因，其中兩盞亮著的指示燈在白天很難辨識。

　　日曬缺陷的防護措施：

　　1.安裝時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，就應當對類似露天安裝的帶有操作和指示的設備增加遮陽防曬罩;

　　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、時效、便于辨識和維護等，布局的美觀應其次。

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

　　戶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絕緣層橡塑絕緣材料本身存在明顯的老化特性，戶外環境因素會加劇老化程度。露天條件下有自然老化和異常開裂現象之分，一般通過定期(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。

　　另外一個現象屬細節問題，多發生在下引線連接變壓器低壓樁的4根分線絕緣層異常開裂和電機接線柱處發生彎曲度過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生開裂，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時，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，應當安裝緊故前后，人為消除防護層受到的應力，即在原有曲率下進一步增大曲率，使電纜克服固有彈性產生永久變形后符合緊固后的自然曲率狀態，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，防止大風引起的電纜擺動引起應力作用。

　　以上是對近幾年戶外電器維護工作中，遇到相對普遍的故障缺陷的淺析，對問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，以削減環境因素對戶外電器設備的不利影響，糾正人為因素埋下的隱患，從客觀和主觀共同入手提高戶外電器設備完好率，提高工作質量，提高工作效率。

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