大部分工业和商业电力系统更安全、更可靠。美国消防管理局的最新报告,分析数据从2001年开始,估计全国8.7%的47785非住宅火灾是由电气配电设备造成的。这是比1998年减少了32%。
严格的建筑法规,高质量的设备,良好的系统设计、安装和专业维修主管因素在推动下行趋势。不过,这相当于4157年商业、工业和机构建筑在2001年被电气火灾。
商业、低压系统包含许多子系统:开关设备、变压器、面板、插座、电机控制和照明,等等。常见的所有这些组件是连接,绝缘和过电流保护。这些基本机制的失败的根源许多电气火灾和许多电气维护程序的目标。
NETA维护测试规范和NFPA 70 b标准推荐的做法为电气设备维护列表程序测试电气配电系统的各个组件。Thermographic测试是由ASTM E 1934标准指导检查机电设备红外温度记录。
许多测试旨在防止电气火灾也解决可靠性和安全性,因此一个好的测试程序可以提供所有三个。事实上,许多工业保险公司需要常规电气试验项目的证据。
本文回顾了经济过热的根本原因,以及常用的测试和工具发现过热问题。
使用热成像仪检查活力组件热,松动或腐蚀连接。热的一个松散的终端形象接触。
电力系统过热产生的根源
燃烧需要的热量和燃料。电气设备的设计者小心翼翼地用耐火材料,使得电气系统提供燃料。火的燃料通常来自于附近的一些材料,电气系统提供点火所需的热量。
热是正常的副产品电流的流动。国家电气规范考虑了热并提供规则构建一个安全的电气系统。所以电子系统,如何设计和建造符合NEC还引起火灾吗?
可怜的连接。振动或热应力会导致连接在配电系统中放松。污染可以腐蚀连接。这两个因素增加的电阻连接。所有终端和拼接是过热的潜在候选人,尽管当前连接有越多,更重要的是保持低阻力。认为如果在50 amp连接器系统显示是0.1欧姆的电阻,它会消散250瓦的接口连接!此外,如果条件允许持续下去,氧化物将建立连接接口,导致阻力增加。最终这可能导致所谓的“发光的连接”,没有脱扣保护装置能产生巨大热量。
松散的联系,定期“电流断续器”也会引起系列弧。弧在一个气隙的放电。在这种情况下,弧生成整个导体之间的小间隙反复打开的连接。由此产生的热量非常集中,可能会导致绝缘故障或火灾附近如果可燃燃料来源。开关、继电器和断路器的连接形式。他们是用来打开和关闭多次没有过热,但他们受到振动的影响,热,污染就像任何其他连接。
绝缘失败。电气火灾是不太常见的原因之一是,绝缘材料的质量比过去更好。但任何绝缘系统仍然会随着年龄降低,热量和污染。
最极端的形式的绝缘失败是短路。在这种情况下,两个导体接触,保持联系。由此产生的过电流应该导致保险丝或断路器打开。但是如果过电流保护装置未能打开,电路短路的上游将受到过热。
如果有一个接地故障(短路涉及地面设备),然后断路器也应该开放。如果没有,同样的过热。如果有一个电阻连接键系统限制了电流,由此产生的电流可能不足以旅行上游保护设备,但仍可能导致焊接加热系统。
平行灭弧发生在两个连接器接近或触摸和部分。有类似特征的系列灭弧(上图),但往往涉及更高的电流。这可能会导致点火附近的燃料源或绝缘的进一步退化。电弧放电热金属火花点燃附近的燃料来源。
如果受到其他失败的热绝缘,绝缘表面的char和可以成为导电。现象称为电弧跟踪结果,可以引起强烈的局部加热类似于其他灭弧。
闪电。地面系统的功能之一是提供一个低阻抗路径,允许雷击通过尽可能少的破坏。浪涌电压抑制器依靠良好的地面道路有效地运作。地面系统的定期测试和接地电极之间的电阻和地球有助于确保该系统将工作在它需要的时候出现。
谐波。大部分的电流流入美国电气系统周期60赫兹。谐波电流含有更高的频率成分,产生热量在整个系统。谐波失真存在于任何供应电子电气系统加载马达驱动器,计算机、控制系统或生产机器。极端扭曲和沉重的负荷会导致电气设备过热,特别是年长的分销系统。
第三次谐波是由单相负载引起的像电脑和其他办公设备。这种谐波增加了在三相系统,可引起中性中性导线过热如果它太小了。
避免电器短路测试电缆的绝缘电阻。定期检查对电压凹陷,电能质量谐波和其他经济过热的原因。
重载。如果负载了太多的电流,负载的系统组件上游必须携带电流。主要防止过载的过电流保护装置应该是敞开的。如果不开,大电流会导致过热的分布式的系统部分上游的过度负荷。
接线错误。商业建筑的电气系统是一个动态实体。随着时间的推移,租户变化、生产线,和新设备被安装。在紧缩,错误很常见,虽然系统可能运行很好,潜在的问题可以创建。
一个潜在的火灾隐患存在当有人“upsizes”保护装置在不改变线的大小。例如,简单地取代20安培断路器与30安培断路器可以让现有12 AWG布线携带过多的电流。类似的情况发生,在任何时候,有人将一个较小的测量线连接到更高的载流容量的电路。
使用一个中性导体作为多个相导体的返回路径将使加载函数,但可以很容易地共享中性导线过热。
测试和测量检测热量和失败的组件
检测电气火灾隐患的技巧是知道异常阅读的样子。最好的解决方案是收集基线数据特别重要的组件和设备。给你一个点的比较。然后,让这些测试执行一年一次的习惯。发现其他类型的失败的作品,收益率,预见性维护成本节约以及防火。
这是最常见的工具和测量,测试人员使用检查过热或过热的倾向。
视觉检查。电可能是无形的,但是加热金属和绝缘体上的影响。变色或炭化是确定组件过热的迹象。也是警惕气味,像一个组件会产生过热。
温度记录。热成像仪可以阅读物体发出的红外线能量和创建一个可见的图像对象的表面温度。热,宽松的连接器出现戏剧性地在这些热的照片,尤其是在比较凉爽,紧密连接。这种非接触式技术非常适合检查带电部件和扫描操作设备,但不能测量隐藏(单)绝缘或连接。同样,电子板必须打开成像仪测量组件。遵循NFPA 70 e安全程序和穿适当的个人防护装备(PPE)在这些实例。
连接/开关阻力。检查连接器的另一个方法是通过电测量的电阻连接。电阻连接在一个能量系统,将导致一个可测量的电压降穿过连接。精确,properly-rated手持电压表将做这项工作。然而,这个测试涉及了探索一个能量系统,所以安全是一个问题。技术员必须密切关注PPE要求和OSHA协议。
在断开的系统上,使用微欧姆计会产生更精确的结果。这个工具适用于直流电流10安培以上通过连接器和精确测量电压降。这个测试显示了连接到一小部分的电阻微欧,确保连接不会过热或消散,确定连接器,可能是有害的。
绝缘测试。阶段之间的绝缘电阻测量导体和相导体和接地导体之间。好绝缘应该非常高电阻。一个绝缘测试仪适用于高直流电压断开的,孤立的组件。然后仪器测量两个点之间的电阻。这个测试可以用来检查大片段的绝缘,包括长长度的电缆、变压器绕组,电机绕组。低绝缘电阻读数可以表明,在电缆长度分解,可能造成短。
接地电阻测试。周期性地测量可以帮助确保闪电伤害最小化在发生罢工。显然需要更迫切的闪电——如果你是负责设施领域。接地电阻测试通常是在系统关闭,因为地线必须暂时断开连接。
变压器匝比。变压器内的绝缘故障可能导致短路,有效减少影响的一面。变压器与做空就很容易过热。你可以检查比在低电压隔离变压器的二次加载和使用电压表比较初级电压二次电压。更准确的方法是使用一个特殊的变压器绕组测试集,这将给一个精确的比例以及良好的磁特性。
断路器测试。断路器的电气防火的关键。适当的测试断路器需要特殊设备和专业知识。测试执行删除断路器电路和测试验证访问当前和延迟。
电能质量测量。电能质量的研究可以揭示信号潜在的过热的症状。定期测量谐波失真会提醒你潜在的加热问题由于过度的谐波电流。电压凹陷可以看作是烦恼,但在系统提供一个一致的负载可能是由于恶化的关系。许多布线问题变得明显在综合电能质量研究。