电气线路设备老化风险分析

电气线路设备老化风险分析

魏喜

江阴兴澄特种钢铁有限公司

0引言：随着社会生产力的不断发展，各行各业取得了巨大的发展空间，其中安全一直以来都是企业生产过程中的核心问题，是保障企业生产质量以及工作效率的重要因素。在企业生产过程中，电气设备是重要的组成部分，但是其在运行过程，很容易受到各种因素的干扰，使得电气线路出现老化的风险，从而严重影响企业的生产安全。所以，为保障电气线路设备性能的有效性，需要按照相应的规范，严格制定安全风险管理制度，在日常工作中重视对电气设备的有效维护与管理，进一步降低设备线路老化的风险。

1. 电气线路设备老化概述

电气线路设备老化：主要是指保护电线绝缘保护层的绝缘层，在长期暴露、温度变化、冷热冲击、腐蚀性气体、压力变化和振动的情况下出现线损的情况。电气线路老化会导致供电电压异常、功率损耗大、短路甚至诱发火灾。在实际生活中，电气设备线路老化引起的火灾隐患时有发生，给人们的日常生活与安全带来了严重的安全隐患。

例如，2019年3月31日凌晨，苍梧县沙头镇一间超市突然起火，火情相对较大。在联系消防部门到场支援与群众一起顺利进行扑救，所幸的是，在事故过程中没有造成人员伤亡。据了解，失火建筑物为五层高钢混结构民房，着火部位在二楼仓库室，主要焚烧物质为货物、生活用品等，由民警初步调查了解到起火系由于电线老化而造成的。

2021年7月28日下午四点半左右，位于白沟新城的保定茂乾箱包配件制造有限公司厂房发生起火事故（如图1所示）。火灾发生后，河北省相关领导高度重视，并迅速启动了紧急预案，在第一时间赶赴现场组织人员进行了救援以及火情的处理工作，并且及时进行了事故发生的调查工作，但是该事件一共导致了六人遇难，为几个家庭带来了不可磨灭的伤害。最终经专业人员的经初步分析，是因线路老化发生打火现象，引燃的可爆性的气体而引起的安全事故。

图1事故现场

2013年6月5日，龙岗区横岗街道中裕电器公司突发重大火情，虽然并无人员伤亡，但因熊熊大火而燃烧了将近二十小时，直到次日凌晨，明火作业才完全熄灭，先后投入扑救的消防员多达四百人，因此受到了社会各界的普遍重视。经专家组的勘查，火灾造成由于线路严重老化，短路后引起的火灾事故。

以上每一起案例都是最严厉的教训，在巨大的经济损失下甚至还有人献出了宝贵的生命。由此可见，电气线路设备老化的安全风险十分严重，需要企业全面的重视起来，从根源上减少线路老化的现象，保证生产安全。

2.电气线路结构及分类

2.1线路分类

1类：有工作绝缘，有连接端点和接地线，但规定必须接地或接零。接地线必须采用外观为黄绿双色的银芯电线，且接触电流最宜不大于零点一欧姆，如电冰箱等。

2类：这类电器采用双重绝缘或加强绝缘，没有接地要求。有工作绝缘外，尚有独立的保护绝缘或有效的电器隔离。如电热毯等。

0类：这类电器只要求带电部分与外壳隔离，没有接地要求，如荧光灯的整流器等。

01类：这类电器有工业绝缘，有接地端点可以接地或不接地使用，在干燥环境使用，可以不接地，否则应予以接地，如电烙铁等。

2.2用途分类

控制电器：用于各种控制线路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等。

主令电器：用于在自动控制器中传递动作命令的电器，如按钮、行程开关、万能转换开关等。

执行电器：指用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。

配电电器：用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、自动空气开关等。

3.电气线路的绝缘老化失效机理

3.1绝缘的热老化

正常情况下，电气线路在高温下长时间工作，连接器和线夹是一样的。但是，这两种现象有一些区别，在线路运行中，通常只有两种热源，一种是导体的损耗，通过电流进一步转化为热量，另一种是绝缘涂层。在张力的影响下，导体损耗，损耗进一步转化为热量。同时，线路金具中还含有热源，即电缆连接点的接触电阻，电流流动也会造成损耗，产生热量。尤其是有线连接，有线连接的稳定性不好，使用一段时间后会因为过热而出现故障。

3.2绝缘的电老化

与线体的电场分布相比，线节点和线端的电场分布更为复杂。在线性绝缘中，电位的轴向和纵向分布近似均匀，但电位的径向分布不是很均匀，线性附件则不然。电位在纵向和径向上分布不均匀，还会产生轴向电场。在连接器的情况下，这是由于内部和外部电极的设计发生了巨大变化。内、外端子的复杂度指数较高，因为导电芯在外面，在端子绝缘范围外有电位，分布混乱。在高压电气设备中，电场和介质的不均匀分布，尤其是固体或液体材料上或内部存在的气体，会增加局部放电的可能性。放电现象产生的带电粒子直接轰击绝缘材料使其分解；出料部分会产生高温现象，造成碳化和热裂；放电会产生不同的声波和射线，对材料造成显着损坏，这些现象会导致绝缘，材料继续劣化。

3.3其他老化因素

在不同条件下，绝缘材料需要经受所有机械应力，包括震荡和热胀冷缩的不断循环。而这些应力的产生都会引起疲劳失效或蠕变。而一旦绝缘材料长期暴露于室外的太阳直射下，就会在紫外线下老化。在X射线中，对原子核裂变反应堆的二个设备的辐照作用，都能导致绝缘材料老化。绝缘材料还可以提高导电性和增加在潮湿气候中的热损失。水还能够分解多种化学物质，进而加速引起生物衰老的所有化学反应。酸、臭氧以及其他化学物质也会引起生物衰老。而对聚乙烯等绝缘材料，因为水的存在，在地电场的影响下就会产生酯化。同时，绝缘材料还可以引起在温暖和热带地区的各种微生物的破坏，从而发生老化现象。

4.电气线路设备老化风险的共性特征

（一）必然性

在企业的生产过程中，设备通常需要长期工作，而由于额定电流的过热效应，当负载电流依赖线路时，负载电流就必须是过热的。而钢铠中的负电性材料和涡流损耗层介电损耗的绝缘层材料就能产生额定热能，以便增加线路的工作温度。在长时间超负荷工作时，过高的环境温度往往会增加电线绝缘层的脆化，并造成其热击穿。特别是在酷热的夏季，线路高温常常是线路绝缘保护层的最薄弱环节出现损伤，这既是夏季时经常出现线路故障的主要原因，又昭示了电气设备线路老化的必然性。

（二）隐蔽性

在我国现代化工企业的发展过程中，电气设备也起到了很大影响，在各种工业生产中都起了很大的基础性作用。由于化工企业在制造过程中，通常都会生成大量的强酸和碱性气体、灰尘等，而这些化学物质会加剧电气设备在周围环境中的锈蚀和老化，还会附着到电路的连接点上，进而改善了电路的绝缘特性，从而促进了线路老化。这些状况很容易就被服务和维修管理人员所忽略，最后造成了巨大的经济损失。

（三）突发性

现在比较多的线路毛病都是机器损坏造成的。例如：线路铺设安装时不规范施工，简单造成机器损坏；在直埋线上做土建施工，也就非常容易将运行中的线路设备损坏等。有时候也可能损坏得不严重，但需要经过好几个月甚至数年才会出现损坏部位的完全断裂导致线路故障；有时候也可能损坏情况严重发作短路故障，又或者直接危害供电单位的安全出产根据此情形，就可以说明电力线路设备老化的情况存在着一定的突发性。

（四）连锁性

在电气线路设备应用过程中，接头部位是线路中最单薄的环节，很容易因为人员直接过错，经常引发接头毛病。此外，工作人员在制造接头过程中，假如有接头压接不紧、加热不充分等原因，都会导致设备线路接头绝缘性的降低，很容易引起严重的火灾隐患下降，然后引发事。此外，电气线路设备连接处的绝缘体也很容易出现过潮湿这种情况。也因此，如果电气线路设备的工作条件比较潮湿时，会使短接头容易进水并混入大量水汽，也就会发生过短接头时间长了就会在强电场效果下形成过水树枝，进而逐步损害电缆的绝缘强度，以至造成更严重的安全隐患。

5. 差异性

在企业制造流程中，一旦工程设备在施工过程中出现了不合理性，又或是在后期的养护和维修方式不正确、操作失误、材料搭配不合理、机械参数设置不适当等都会加剧化工设备的老化情况，这也就造成了即便是在同一个件数下上线的线路设备的老化程度也不同，因此产生了重大安全事故的程度也各不相同。

5.电气线路设备老化的预防措施

（一）管理上

对电子设备进行的定期检查和维护，能够及时地发现电子设备运营过程中存在的问题和不足，尤其是在运营一段时间之后，由于电子设备的线路特征必然会改变，此时就更加必须对其加以定期检查和管理，以便于及时发现线路特征是否出现了老化的迹象，以便于及时进行更新或者管理。因此，设备检测工作可从如下二个方面着手：一方面，要对设备线路的工作状况定期开展状况采集和性能评估，以便于更具针对性地引导检测和维修工作的正常进行；另一方面，要对线路试验检验过程中的统计资料要妥善保存和汇总，以便于通过历史数据来对有关设备的各方面特性做出估计。

（二）物料上

化工企业的生产环境中不可避免地产生化学浮尘及其废气等，而电气设备装置的线路在这些环境中运行时极易遭到化学腐蚀，所以针对这类装置应充分进行清洗工作，并采用必要的保护措施对其加以隔离保护，如减少短路现象的产生几率、改善电气设备的光散射特性、延缓绝缘保护层腐蚀等。

（三）规范上

在电气设备的运行过程中，相关企业需要严格制定设备的运维管理制度，将具体责任落实到位。管理人员不仅要对其进行常规检查以及操作管理，还必须进行设备日常操作保养，这样才能保证用电的安全质量。因此，虽然发电机这一设备也是生活中比较常用的设备，但在对它进行日常保养的过程中，还必须及时对空气在散热口所积聚的灰尘和机箱里面所产生的杂质等加以清理，从而降低其对设备线路的危害；同时在清洗的过程中，尽量的不直接触及设备，这样既可以降低水对电气设备线路的危害，从而缓解线路的老化，同时又可以保证维修人员的安全，从而最大程度保证了电气设备工作的安全。

（四）宣教上

随着社会生产力的不断发展，电气设备已经在人们的日常生活和工作中得到广泛的应用，其线路设备老化的风险对于社会稳定、人身安全具有重要的影响。因此相关企业和部门应该定期组织员工进行用电安全的宣传活动，从而提高其对于电气线路设备老化等状况的重视程度，从生活中的小件用电设备开始，将用电安全理念牢记心中，可以有效地从根源上减少电力火灾隐患的发生。

结论：综上所述，在保证设备安全工作的同时，也要考虑怎样延长设备的使用寿命，特别是防止设备线路的老化。因为设备线路材料不同，且所用方式与功能不同，所以其使用期限也是长短不一的。而在投入运营后，受周围环境中的气温、湿度、有毒有害气体、灰尘等各种因素的影响，会加快线路的设备老化，从而缩短了其使用寿命。没有办法完全防止线路设备的老化，但是可以在实际应用中，经常进行老化腐蚀情况的检查，及时的保养与检修等，从而延长其使用寿命。

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