電路接頭和開關(guān)觸頭接觸不良原因正確分析處理在節(jié)能降耗中的意義

張濤

(神華寧夏煤業(yè)集團金家渠煤礦籌建處寧夏鹽池縣馮記溝鄉(xiāng)金家渠煤礦,寧夏吳忠 751410)

電路接頭和開關(guān)觸頭接觸不良原因正確分析處理在節(jié)能降耗中的意義

張濤

(神華寧夏煤業(yè)集團金家渠煤礦籌建處寧夏鹽池縣馮記溝鄉(xiāng)金家渠煤礦,寧夏吳忠 751410)

通過分析電路接頭和開關(guān)觸頭接觸不良的原因及危害，講述正確處理接觸不良故障在節(jié)能降耗中的意義，介紹幾種常用處理方法及新型涂敷材料導電膏。

電路接頭 開關(guān)觸頭 接觸 節(jié)能降耗

1 必要性

在供用電系統(tǒng)中，電路接頭和開關(guān)觸頭大量存在，它們的接觸狀況如何，不僅關(guān)系到設(shè)備的正常運行而且還涉及整個供用電系統(tǒng)的安全性和可靠性。

由于電路中接頭和觸頭量多面廣，在設(shè)備檢修工作中要花費大量的人力物力進行檢修和維護，有時就因為電路接頭松動或開關(guān)觸頭接觸不好，就必須及時停電維護和修理。這樣，不僅造成局部停電停產(chǎn)，有時還會造成更多設(shè)備停止運行，造成損失。對于煤礦企業(yè)，有時停電就意味著井下全部或局部停風，使生產(chǎn)無法正常進行。這種無計劃停電停風事故，甚至可能會造成更為嚴重的事故發(fā)生。因此，對電路接頭和開關(guān)觸頭的維護是電氣檢修工作中一項繁重而不容忽視的任務。正確分析處理好這類故障，對企業(yè)節(jié)能降耗、增收節(jié)支有著十分重要的意義。

2 電路接頭和開關(guān)觸頭接觸不良的原因分析

眾所周知，電路接頭、觸頭有部分是由銅、鋁等導電材料通過螺栓緊固連接的組合體。接頭的質(zhì)量如何，一般用接觸電阻的大小來衡量，而接觸電阻的大小又與接觸面積、接觸壓力和接觸面的潔凈程度以及接觸導體的材料性質(zhì)有關(guān)。開關(guān)觸頭的接觸面積，按完好標準規(guī)定不小于60%(地面高壓隔離開關(guān)不小于70%)觸頭接觸不同期性不大于0.2mm。因此對開關(guān)觸頭來說還與觸頭不同期性有關(guān)。同時開關(guān)在分合時會拉弧，所以觸頭的質(zhì)量，除接觸電阻外還于來弧的方法及分合的速度有關(guān)系。

電路接頭的開關(guān)觸頭的接觸面積從表面看是不小的，但實際上真正接觸的只是一些極小的斑點，根據(jù)有關(guān)實驗資料統(tǒng)計，接頭中實際上接觸面積只有視在面積的1.5%，因此接觸電阻是很可觀的。

有關(guān)實驗的計算還表明：接觸電阻R與總的施加接觸壓力F成反正，即：

式中：C—常數(shù)。

由于接頭周圍環(huán)境的影響，接頭接觸面還產(chǎn)生氧化和腐蝕，生成和等氧化膜，這些氧化膜的導電性極差，接觸電阻會因這氧化膜的增生而增加。對于開關(guān)觸頭，在開合時由于滅弧方法不理想，電弧熔化觸頭金屬，不僅增加觸頭氧化程度，還會在觸頭上留下“麻點”增加了觸頭的粗糙度，使觸頭接觸電阻更大。在載流情況下，接頭、觸頭因接觸電阻的存在而發(fā)熱所消耗的功率為：

發(fā)熱量的大小與發(fā)熱損耗的功率及通電時間有關(guān)，即：

由上式可知：接頭接觸電阻增加，接頭的溫長高。接頭的溫度如果過高，將造成一系列的惡性循環(huán)：氧化加劇，接觸電阻增大，溫度繼續(xù)升高，接頭金屬在高溫作用下產(chǎn)生蠕變，使接觸處緊固螺栓松動，造成接觸壓力減小，使接觸電阻增大，溫度隨之升高，如此惡性循環(huán)，不僅白白浪費電能，而且嚴重危害設(shè)備安全。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，發(fā)生在供用電系統(tǒng)中的故障，有相當部分就是由于接頭，觸頭接觸不良而引起的。

供用電設(shè)備除了在運輸或安裝過程中的振動容易引起接頭松動以外，有些設(shè)備工作在相對靜止的環(huán)境中，經(jīng)長期運行后也會出現(xiàn)接頭松動。這主要是接頭中多種金屬材料的膨脹系數(shù)和機械強度不同而造成的。當溫度影響到接頭時，接頭結(jié)婚中不同的金屬材料將按自己的規(guī)律變化，在原來緊固的組合體中，產(chǎn)生一種內(nèi)力作用，當溫度到一定程度時，這種內(nèi)力足以使接頭某種金屬發(fā)生永久變形時，就破壞了接頭中原來的組合狀態(tài)，由緊密接觸變成有微量間隙，當電路中的電流發(fā)生變化時就會出現(xiàn)火花放電，反復燒灼，腐蝕接頭接觸面，最終使接頭嚴重老化直至完全斷開。而開關(guān)觸頭除上述原因外，不因為在使用中不及時處理觸頭上“麻點”減少觸頭的粗糙度，致使觸頭接觸面積減少，造成發(fā)熱，或火花放電。還有就是在使用中觸頭的開距、初壓力和終壓力，沒有調(diào)整好，導致開關(guān)觸頭分合不同期的壓力小，接觸不實，造成火花放電、燒灼。

3 電路接頭和開關(guān)觸頭接觸不良造成危害

接頭、觸頭出現(xiàn)接觸不良后，如忽視維護工作，必將危及設(shè)備安全，釀成事故。因此必須引起電氣檢修人員的充分重視。筆者在實際工作中發(fā)現(xiàn)，有些電氣維護人員對此類故障認識不夠，只簡單地認為是一種電氣故障，而沒有更深考慮它的危害。在實際工作中，這類故障的發(fā)生，輕則更換接頭線柱、觸頭壓板，重則就要更換開關(guān)、大修設(shè)備。例如：電力變壓器接線觸頭，如果接觸不良就容易燒壞，發(fā)現(xiàn)及時就處理或更換線柱，嚴重時線柱燒死損壞，就必須外協(xié)修理。為此而發(fā)生的運輸費用、修理費用和人工工資等就數(shù)目不菲，更別說因此影響正常生產(chǎn)造成的工時、工效、產(chǎn)量等損失。對于煤礦企業(yè)，特別是井下電氣設(shè)備，一旦發(fā)生類似事故，引起觸頭、開關(guān)燒毀，影響礦井防爆，后果就更加嚴重。在眾多供配電線路中，線路接頭、開關(guān)觸頭更是為數(shù)不少，如果不引起高度重視，采取可靠的措施，損失是巨大的。

4 防止、處理接并沒有和觸頭接觸不良的方法

為提高設(shè)備運行的安全性和可靠性，減少電能的無謂損耗，在檢修接頭時必須采取一定的技術(shù)措施，傳統(tǒng)的做法有：

(1)在接頭接觸面進行搪錫及鍍銀。這種方法可以防止和緩解銅鋁氧化膜的的增生，減輕電化腐蝕，對接頭金屬有一定的保護作用，因此長期來一直被廣泛采用。但這種方法工藝較復雜，尤其是現(xiàn)場施工不便。(2)采用銅鋁過渡接頭。銅鋁過渡材料材料是采用特殊工藝將銅鋁兩種材料直接組合在一起，從而避免在接頭搭接處因接觸金屬的理化性能不同而出現(xiàn)的一系列問題。但這種將不同類金屬連接過渡為同類金屬連接的方法卻人為地增加了接頭數(shù)量，或多或少地給安裝或檢修工作增加了麻煩。(3)采用中性凡士林涂敷接頭接觸面，由于凡士林對接頭起密封作用，能夠抑制氧化膜的增生，減少腐蝕，所以這種方法的使用比較普遍。但凡士林的導電性能較差，并且滴點溫度較低，大約60度左右就會溶化流失，因此并不能長期起保護作用。

無論采用何種方法，筆者認為最主要是還是要經(jīng)常檢查，定期維護。在檢查維護電路接頭時，主要根據(jù)接頭溫度的高低來判斷接觸是否良好，聞接頭周圍的空氣是否有異味，對觸頭要經(jīng)常處理“麻點”，用砂紙打磨氧化層，調(diào)整觸頭的開距、初壓力和終壓力，以減少接觸電阻，如果有條件可改用真空接觸器。

5 導電膏的介紹

對于電路接頭，筆者在有關(guān)資料中發(fā)現(xiàn)有一種新型的接頭處理的新工藝—導電膏涂敷法。作為一種新開發(fā)電氣接觸面涂敷材料，用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的搪錫工藝和凡士林涂敷。

據(jù)資料介紹，導電膏主要是由分子有機油脂、抗氧化穩(wěn)定劑和特殊金屬導電微料等物質(zhì)組成的一種糊閆膏體，可用于同種金屬材料或不同金屬材料或不同耐腐蝕、耐高溫、高滴點(200以上)和不霉變等優(yōu)點，涂敷性能良好，能有效降低接頭的接觸電阻和溫升。

導電膏涂敷時，膏體中的導電微料磨擦金屬表面破壞金屬表面的氧化膜，減少了膜層電阻，在一定的接觸壓力下，這些導電微料填充了膜層電阻，在一定的接觸壓力下，這些導電微料填充入接觸面的空隙中，增加接觸面積，形成無限網(wǎng)狀的導電通道，改善了導電與傳熱性能，此外導電膏對接頭有油封作用，能有效防止水汽和其它腐蝕性氣體進入接觸面，阻止高電阻率的氧化膜的生成，減輕氧化腐蝕，因而能使接觸電阻穩(wěn)定，避免過高的溫升，大大減少了因發(fā)熱而浪費的電能，同時也減少了事故的發(fā)生。

6 結(jié)語

筆者從事多年的電氣設(shè)備管理工作，深知電路接頭和開關(guān)觸頭接觸不良的危害及其在企業(yè)節(jié)能降耗、增收節(jié)支中的重要意義。為避免這類事故的發(fā)生，在日常工作中不僅要加強設(shè)備的檢修維護，同時，導電膏這種新工藝的有效應用，將對解決實際問題中的電路接頭和開關(guān)觸頭接觸不良起到重要的作用。

張濤(1979—)，男，回族，寧夏靈武人，畢業(yè)于寧夏大學電氣自動化專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)主要從事煤礦機電及電氣自動化控制方面的工作。