电路接头和开关触头接触不良原因正确分析处理在节能降耗中的意义

2014-12-11张涛

中国科技纵横 2014年20期

关键词：涂敷供用电节能降耗

张涛

(神华宁夏煤业集团金家渠煤矿筹建处宁夏盐池县冯记沟乡金家渠煤矿,宁夏吴忠 751410)

电路接头和开关触头接触不良原因正确分析处理在节能降耗中的意义

张涛

(神华宁夏煤业集团金家渠煤矿筹建处宁夏盐池县冯记沟乡金家渠煤矿,宁夏吴忠 751410)

通过分析电路接头和开关触头接触不良的原因及危害，讲述正确处理接触不良故障在节能降耗中的意义，介绍几种常用处理方法及新型涂敷材料导电膏。

电路接头开关触头接触节能降耗

1 必要性

在供用电系统中，电路接头和开关触头大量存在，它们的接触状况如何，不仅关系到设备的正常运行而且还涉及整个供用电系统的安全性和可靠性。

由于电路中接头和触头量多面广，在设备检修工作中要花费大量的人力物力进行检修和维护，有时就因为电路接头松动或开关触头接触不好，就必须及时停电维护和修理。这样，不仅造成局部停电停产，有时还会造成更多设备停止运行，造成损失。对于煤矿企业，有时停电就意味着井下全部或局部停风，使生产无法正常进行。这种无计划停电停风事故，甚至可能会造成更为严重的事故发生。因此，对电路接头和开关触头的维护是电气检修工作中一项繁重而不容忽视的任务。正确分析处理好这类故障，对企业节能降耗、增收节支有着十分重要的意义。

2 电路接头和开关触头接触不良的原因分析

众所周知，电路接头、触头有部分是由铜、铝等导电材料通过螺栓紧固连接的组合体。接头的质量如何，一般用接触电阻的大小来衡量，而接触电阻的大小又与接触面积、接触压力和接触面的洁净程度以及接触导体的材料性质有关。开关触头的接触面积，按完好标准规定不小于60%(地面高压隔离开关不小于70%)触头接触不同期性不大于0.2mm。因此对开关触头来说还与触头不同期性有关。同时开关在分合时会拉弧，所以触头的质量，除接触电阻外还于来弧的方法及分合的速度有关系。

电路接头的开关触头的接触面积从表面看是不小的，但实际上真正接触的只是一些极小的斑点，根据有关实验资料统计，接头中实际上接触面积只有视在面积的1.5%，因此接触电阻是很可观的。

有关实验的计算还表明：接触电阻R与总的施加接触压力F成反正，即：

式中：C—常数。

由于接头周围环境的影响，接头接触面还产生氧化和腐蚀，生成和等氧化膜，这些氧化膜的导电性极差，接触电阻会因这氧化膜的增生而增加。对于开关触头，在开合时由于灭弧方法不理想，电弧熔化触头金属，不仅增加触头氧化程度，还会在触头上留下“麻点”增加了触头的粗糙度，使触头接触电阻更大。在载流情况下，接头、触头因接触电阻的存在而发热所消耗的功率为：

发热量的大小与发热损耗的功率及通电时间有关，即：

由上式可知：接头接触电阻增加，接头的温长高。接头的温度如果过高，将造成一系列的恶性循环：氧化加剧，接触电阻增大，温度继续升高，接头金属在高温作用下产生蠕变，使接触处紧固螺栓松动，造成接触压力减小，使接触电阻增大，温度随之升高，如此恶性循环，不仅白白浪费电能，而且严重危害设备安全。据有关资料统计，发生在供用电系统中的故障，有相当部分就是由于接头，触头接触不良而引起的。

供用电设备除了在运输或安装过程中的振动容易引起接头松动以外，有些设备工作在相对静止的环境中，经长期运行后也会出现接头松动。这主要是接头中多种金属材料的膨胀系数和机械强度不同而造成的。当温度影响到接头时，接头结婚中不同的金属材料将按自己的规律变化，在原来紧固的组合体中，产生一种内力作用，当温度到一定程度时，这种内力足以使接头某种金属发生永久变形时，就破坏了接头中原来的组合状态，由紧密接触变成有微量间隙，当电路中的电流发生变化时就会出现火花放电，反复烧灼，腐蚀接头接触面，最终使接头严重老化直至完全断开。而开关触头除上述原因外，不因为在使用中不及时处理触头上“麻点”减少触头的粗糙度，致使触头接触面积减少，造成发热，或火花放电。还有就是在使用中触头的开距、初压力和终压力，没有调整好，导致开关触头分合不同期的压力小，接触不实，造成火花放电、烧灼。

3 电路接头和开关触头接触不良造成危害

接头、触头出现接触不良后，如忽视维护工作，必将危及设备安全，酿成事故。因此必须引起电气检修人员的充分重视。笔者在实际工作中发现，有些电气维护人员对此类故障认识不够，只简单地认为是一种电气故障，而没有更深考虑它的危害。在实际工作中，这类故障的发生，轻则更换接头线柱、触头压板，重则就要更换开关、大修设备。例如：电力变压器接线触头，如果接触不良就容易烧坏，发现及时就处理或更换线柱，严重时线柱烧死损坏，就必须外协修理。为此而发生的运输费用、修理费用和人工工资等就数目不菲，更别说因此影响正常生产造成的工时、工效、产量等损失。对于煤矿企业，特别是井下电气设备，一旦发生类似事故，引起触头、开关烧毁，影响矿井防爆，后果就更加严重。在众多供配电线路中，线路接头、开关触头更是为数不少，如果不引起高度重视，采取可靠的措施，损失是巨大的。

4 防止、处理接并没有和触头接触不良的方法

为提高设备运行的安全性和可靠性，减少电能的无谓损耗，在检修接头时必须采取一定的技术措施，传统的做法有：

(1)在接头接触面进行搪锡及镀银。这种方法可以防止和缓解铜铝氧化膜的的增生，减轻电化腐蚀，对接头金属有一定的保护作用，因此长期来一直被广泛采用。但这种方法工艺较复杂，尤其是现场施工不便。(2)采用铜铝过渡接头。铜铝过渡材料材料是采用特殊工艺将铜铝两种材料直接组合在一起，从而避免在接头搭接处因接触金属的理化性能不同而出现的一系列问题。但这种将不同类金属连接过渡为同类金属连接的方法却人为地增加了接头数量，或多或少地给安装或检修工作增加了麻烦。(3)采用中性凡士林涂敷接头接触面，由于凡士林对接头起密封作用，能够抑制氧化膜的增生，减少腐蚀，所以这种方法的使用比较普遍。但凡士林的导电性能较差，并且滴点温度较低，大约60度左右就会溶化流失，因此并不能长期起保护作用。

无论采用何种方法，笔者认为最主要是还是要经常检查，定期维护。在检查维护电路接头时，主要根据接头温度的高低来判断接触是否良好，闻接头周围的空气是否有异味，对触头要经常处理“麻点”，用砂纸打磨氧化层，调整触头的开距、初压力和终压力，以减少接触电阻，如果有条件可改用真空接触器。

5 导电膏的介绍

对于电路接头，笔者在有关资料中发现有一种新型的接头处理的新工艺—导电膏涂敷法。作为一种新开发电气接触面涂敷材料，用以代替传统的搪锡工艺和凡士林涂敷。

据资料介绍，导电膏主要是由分子有机油脂、抗氧化稳定剂和特殊金属导电微料等物质组成的一种糊闫膏体，可用于同种金属材料或不同金属材料或不同耐腐蚀、耐高温、高滴点(200以上)和不霉变等优点，涂敷性能良好，能有效降低接头的接触电阻和温升。

导电膏涂敷时，膏体中的导电微料磨擦金属表面破坏金属表面的氧化膜，减少了膜层电阻，在一定的接触压力下，这些导电微料填充了膜层电阻，在一定的接触压力下，这些导电微料填充入接触面的空隙中，增加接触面积，形成无限网状的导电通道，改善了导电与传热性能，此外导电膏对接头有油封作用，能有效防止水汽和其它腐蚀性气体进入接触面，阻止高电阻率的氧化膜的生成，减轻氧化腐蚀，因而能使接触电阻稳定，避免过高的温升，大大减少了因发热而浪费的电能，同时也减少了事故的发生。