在很大程度上，工業(yè)和商業(yè)電氣系統(tǒng)正變得更加安全和可靠。根據(jù)美國消防署從分析 2001 年數(shù)據(jù)得出的報告估計，美國的總共 47785 例非住宅火災(zāi)都是由配電設(shè)備引起的。這個數(shù)字比 1998 年下降了 32 %。
　　嚴格的建筑規(guī)范、高質(zhì)量的設(shè)備、良好的系統(tǒng)設(shè)計、合格的安裝以及專業(yè)化維護都是使火災(zāi)事故不斷下降的因素。這也解釋了 2001 年商業(yè)、工業(yè)和機構(gòu)樓宇建筑遭受電氣火災(zāi)襲擊的數(shù)目為 4157 例的原因。
　　商業(yè)低壓系統(tǒng)中包含許多子系統(tǒng)：開關(guān)柜、變壓器、面板、插座、電機控制系統(tǒng)以及照明裝置，等等。所有這些系統(tǒng)部件的共同之處是接頭、絕緣和過電流保護。這些基本組件中的故障是許多電氣火災(zāi)的根本原因，也是眾多電氣維護規(guī)程所要解決的問題。
　　NETA 維護測試規(guī)范和 NFPA 標準適用于電氣設(shè)備維護的 70B 建議規(guī)范，列明了對電力分配系統(tǒng)的各種部件進行測試的步驟。熱成像測試由用于通過紅外熱成像技術(shù)對電氣和機械設(shè)備進行檢查的 ASTM E 1934 標準指南所涉及。
　　許多目的在于防止發(fā)生電氣火災(zāi)的測試也關(guān)注于可靠性和安全性，因此，一個良好的測試計劃可提供這三方面的保證。
　　事實上，許多工業(yè)保險公司都要求提供定期電氣測試計劃的證明。
　　本文介紹了過熱問題的基本原因，以及用于發(fā)現(xiàn)過熱問題的測試和工具。

電氣系統(tǒng)中發(fā)生過熱的根本原因
　　燃燒需要熱量和燃料。電氣設(shè)備的設(shè)計人員在使用防火材料上十分仔細，這樣，電氣系統(tǒng)中能夠燃燒的材料就很少。可燃燒的物質(zhì)通常來自設(shè)備附近的一些材料，而電氣系統(tǒng)提供了燃燒所需的熱量。
　　熱量是電流流動的正常副產(chǎn)物。美國電氣規(guī)程 （National Electrical Code） 將熱量考慮在內(nèi)，提供了用于建造安全電氣系統(tǒng)的一套規(guī)則。那么，按照 NEC 設(shè)計和建造的電氣系統(tǒng)是如何仍然引起火災(zāi)的呢？
　　不良電氣接頭。振動或熱應(yīng)力可引起配電系統(tǒng)中的接頭松動。污染會將電氣接頭腐蝕。這兩個因素都會增加接頭的電阻。所有端子和接頭都是過熱的潛在原因，接頭所攜載的電流越高，使它保持低電阻就越發(fā)重要。如果一個電流為 50 A 的系統(tǒng)中的一個接頭僅具有 0.1 ? 的電阻，它就會在連接處消耗 250 W 的能量！并且，如果這種狀況持續(xù)存在，在接頭表面上就會聚積起氧化物，使電阻增加。這zui終會導(dǎo)致所謂的“熾熱接頭”，它會產(chǎn)生大量熱量而不會使保護裝置脫扣。
　　周期性通斷的松動接頭還可引起串聯(lián)電弧。電弧是空氣間隙之間的放電。在此情況下，電弧是在接頭反復(fù)斷開時橫跨導(dǎo)體之間的很小間隙形成的。所產(chǎn)生的熱量非常集中，可導(dǎo)致絕緣故障，如果附近存在易燃材料，還可能引起火災(zāi)。
　　開關(guān)、繼電器和斷路器也屬于一種接頭形式。它們在設(shè)計上可反復(fù)斷開和閉合而不會過熱，但它們像其它接頭一樣，會受到振動、熱量和污染的影響。
　　絕緣故障。電氣火災(zāi)不常發(fā)生的原因之一是，絕緣材料的質(zhì)量與過去相比得到了提高。但任何絕緣系統(tǒng)都會在老化、熱量和污染的影響之下而性能下降。
　　絕緣故障的zui形式是發(fā)生短路。在此情況下，兩個導(dǎo)體相互接觸，并保持在接觸狀態(tài)。所產(chǎn)生的過電流會引起熔斷器或斷路器斷開。但如果過電流保護裝置沒有斷開，則短路位置上游的電路將會發(fā)生過熱。
　　如果發(fā)生接地故障（涉及設(shè)備接地的短路），則斷路器也應(yīng)斷開。如果它沒有斷開，同樣會發(fā)生過熱。如果連接系統(tǒng)中存在限制電流流動的一個阻性接頭，則所產(chǎn)生的電流可能不足以使上游保護裝置脫扣，但可能仍會引起連接系統(tǒng)中發(fā)生過熱。
　　兩個導(dǎo)體靠近、接觸或分開時會產(chǎn)生平行電弧。它與上面提到的串聯(lián)電弧具有相似的特性，但趨向于具有較高的電流。這個電流會引起附近的易燃材料發(fā)生燃燒，并使絕緣層的性能進一步下降。電弧會使熾熱的金屬發(fā)出火花，從而引燃附近的易燃材料。
　　如果絕緣材料經(jīng)受其他故障引起的熱量，則它的表面會發(fā)生炭化，并開始導(dǎo)電?？赡軙a(chǎn)生一種稱為電弧起痕的現(xiàn)象，從而引起與其他電弧放電類似的強烈局部發(fā)熱。
　　雷電。接地系統(tǒng)的功能之一就是提供一個通向地的低阻抗通路，它可使雷擊通過，從而將破壞降到zui低程度。浪涌抑制器的有效工作依賴于良好的接地通路。定期測試接地系統(tǒng)和接地電極與地之間的電阻有助于確保系統(tǒng)的正常工作。
　　諧波。美國電網(wǎng)中電流的頻率大多為 60 Hz。諧波電流含有較高的頻率成分，可在整個系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生熱量。為電機驅(qū)動器、計算機、控制系統(tǒng)或生產(chǎn)設(shè)備等電氣負載供電的任何電氣系統(tǒng)內(nèi)都會存在諧波失真。嚴重的失真以及很高的負載可引起電氣系統(tǒng)發(fā)生過熱，特別是在舊的配電系統(tǒng)中。
　　三次諧波由計算機和其他辦公設(shè)備等單相負載引起。這個諧波加在三相系統(tǒng)的中線上，可引起規(guī)格過小的中線發(fā)生過熱。
　　過載。如果負載吸收了過大的電流，則負載上游的系統(tǒng)部件就必須能夠攜帶該電流。過載的主要防護措施是過載時應(yīng)斷開的過電流保護裝置。如果保護裝置沒有斷開，很高的電流就會引起存在過度負載處上游的系統(tǒng)部分發(fā)生過熱。
　　接線錯誤。商業(yè)樓宇中的電氣系統(tǒng)是一個動態(tài)的系統(tǒng)。隨著時間的推移，承租人會發(fā)生變化，生產(chǎn)線會發(fā)生移動，新的設(shè)備被安裝上。在苛刻的條件下，常會發(fā)生一些錯誤，雖然系統(tǒng)可能在短時間內(nèi)運行還算正常，但可能會產(chǎn)生潛在問題。
　　當把保護裝置的規(guī)格定得過高而沒有相應(yīng)改變導(dǎo)線規(guī)格時，就存在潛在的火災(zāi)危險。例如，用一個 30 A 的斷路器來更換一個 20 A 的斷路器，可能會使現(xiàn)有的 12 AWG 導(dǎo)線攜載過大的電流。每當將較小規(guī)格導(dǎo)線連接到較高電流時會發(fā)生類似的情況。

　　過載。如果負載吸收了過大的電流，則負載上游的系統(tǒng)部件就必須能夠攜帶該電流。過載的主要防護措施是過載時應(yīng)斷開的過電流保護裝置。如果保護裝置沒有斷開，很高的電流就會引起存在過度負載處上游的系統(tǒng)部分發(fā)生過熱。
　　接線錯誤。商業(yè)樓宇中的電氣系統(tǒng)是一個動態(tài)的系統(tǒng)。隨著時間的推移，承租人會發(fā)生變化，生產(chǎn)線會發(fā)生移動，新的設(shè)備被安裝上。在苛刻的條件下，常會發(fā)生一些錯誤，雖然系統(tǒng)可能在短時間內(nèi)運行還算正常，但可能會產(chǎn)生潛在問題。
　　當把保護裝置的規(guī)格定得過高而沒有相應(yīng)改變導(dǎo)線規(guī)格時，就存在潛在的火災(zāi)危險。例如，用一個 30 A 的斷路器來更換一個 20 A 的斷路器，可能會使現(xiàn)有的 12 AWG 導(dǎo)線攜載過大的電流。每當將較小規(guī)格導(dǎo)線連接到較高電流時會發(fā)生類似的情況。

　　針對多于一相的導(dǎo)線使用一條中線作為返回通路可以使負載正常工作，但“共享”的中線很容易過熱。
　　用于檢測熱量和有故障部件的測試與測量
　　掌握檢測電氣火災(zāi)危險的技巧，可以判斷出測量中的異常讀數(shù)。的方法是針對特別重要的部件和設(shè)備采集基準讀數(shù)。這種讀數(shù)為您提供了一個比較點。隨后，要養(yǎng)成每年進行這些測試的習慣。這些測試還將揭示出系統(tǒng)中其他種類的故障，從而達到預(yù)測性維護成本節(jié)約，并起到防止火災(zāi)的作用。
　　這里是測試專業(yè)人員用于檢查過熱或趨向于過熱的zui常見工具和測量方法。
　　目視檢查。電是看不見的，但金屬和絕緣體的發(fā)熱可以看到。褪色和炭化是部件發(fā)生過熱的可靠標志。另外還要留意氣味，比如過熱部件通常會發(fā)出的那種氣味。
　　熱成像。熱成像儀可讀取物體發(fā)出的紅外能量，并生成物體表面溫度的可見圖像。溫度很高的松動接頭會在這些熱圖像中明顯顯示出來，特別在與溫度較低、沒有松動的接頭相比較之下。這種非接觸式測量技術(shù)對于檢查通電部件和掃描運行中的設(shè)備十分理想，但它不能測量密封的（熱隔離）絕緣體或接頭。
　　同樣，必須將配電盤打開，以便使用熱成像儀對部件進行測量。在這些情況下，要按照 NFPA 70E 安全規(guī)程進行操作，并佩戴合適的人身防護用品 （PPE）。
　　接頭/開關(guān)電阻。對接頭進行檢查的另一種方法是測量接頭的電阻。在一個通電系統(tǒng)中，電阻性接頭會引起在接頭兩側(cè)產(chǎn)生一個可測量的電壓降。可以使用一個的、具有適宜額定值的手持式電壓表來進行這種電壓測量。但是，這種測試涉及對通電系統(tǒng)進行測量，因此安全成為一個問題。技術(shù)人員必須嚴格遵守人身防護用品 （PPE） 要求和 OSHA 的規(guī)定。
　　在一個斷電的系統(tǒng)中，使用一個微歐姆計進行測量將會產(chǎn)生更為的結(jié)果。該工具可使一個 10 A 或更大的 DC 電流通過接頭，并測量電壓降。這個測試可以幾分之一微歐姆的精度顯示接頭的電阻以確保接頭不會發(fā)出過多熱量，或者識別出可能有危險的接頭。
　　絕緣測試。絕緣電阻在相導(dǎo)線之間測量或在相導(dǎo)線和地線之間測量。良好的絕緣應(yīng)該具有很高的電阻。使用一個絕緣測試儀向斷電的隔離部件施加一個很高的 DC 電壓。儀器隨后對兩點之間的電阻進行測量。這種測試可用于檢查較大的絕緣段，包括長電纜、變壓器繞組和電機繞組。較低的絕緣電阻讀數(shù)可能表明電纜的某處發(fā)生斷裂，具有引起短路的可能。
　　接地電阻測試。定期接地測量有助于確保將遭受雷擊時受到的破壞降低到zui低程度。顯然，如果您負責管理容易受雷電影響的區(qū)域中的設(shè)施，則這種需要將更加迫切。接地電阻測試通常在系統(tǒng)關(guān)閉的情況下進行，因為必須將接地電極暫時斷開。
　　變壓器匝數(shù)比。變壓器內(nèi)部的絕緣故障可導(dǎo)致繞組發(fā)生短路，從而降低了受影響側(cè)的匝數(shù)。繞組發(fā)生短路的變壓器易于發(fā)生過熱。您可通過將變壓器次級與負載隔離、并使用一個電壓表對初級電壓與次級電壓進行比較來檢查低壓變壓器上的匝數(shù)比。一個更加的方法是使用一個的變壓器繞組測試套件，它可以給出的匝數(shù)比以及磁特性的良好畫面。
　　斷路器測試。斷路器是防止發(fā)生電氣火災(zāi)的關(guān)鍵裝置。斷路器的正確測試需要使用專門設(shè)備和專業(yè)知識。測試是在將斷路器從電路中拆開的情況下進行的，進行的測試可以對脫扣電流和延遲加以驗證。
　　電力質(zhì)量測量。對電力質(zhì)量的研究可發(fā)現(xiàn)反映潛在過熱情況的征兆。定期對諧波失真進行測量可提醒您注意因過大的諧波電流而引起的潛在過熱問題。電壓突降可被視為一件惱人的事情，但在系統(tǒng)運行中，持續(xù)的負載可能由性能惡化的接頭引起。許多接線問題在全面的電力質(zhì)量研究過程中突顯出來。