淺議城市照明的電氣連接故障成因
發(fā)布日期:2014-06-24
在城市照明系統(tǒng)中,不僅元器件之間、電路之間、設(shè)備之間甚至元器件內(nèi)部都需要可靠的電氣連接。任何一個連接處出現(xiàn)故障,都會影響系統(tǒng)的可靠運行。根據(jù)電氣事故的統(tǒng)計分析,60%的電氣事故的隱患和重大的電氣事故的發(fā)生,往往都與電氣連接的接觸不良有關(guān)。然而,要確保電氣連接的接觸可靠并非易事。因電氣連接與需連接的電氣設(shè)備、連接器件、連接方式、連接工藝、連接材料等密切相關(guān),其連接的可靠性不僅取決于連接器件本身的材料、結(jié)構(gòu)與幾何尺寸等參數(shù),更因電氣連接的接觸點大多暴露在大氣中,大氣污染如塵土、腐蝕性氣體、濕度、溫度都會直接影響連接的可靠性。各種隨機因素也可能影響到電氣連接的可靠性。由于電氣連接的接觸表面有一定粗糙度,真正的接觸點非常小,一旦在該處介入塵土顆?;蚋g生成物,無法用宏觀方法觀察到。
因為腐蝕生成物大多絕緣,故接觸表面的接觸電阻增加,導(dǎo)致電氣連接的電氣性能下降。電氣連接中的接觸電阻是指兩個接觸導(dǎo)體在接觸部分產(chǎn)生的電阻,引起接觸電阻增加。
一、引起接觸電阻增大的原因:
1、電氣連接安裝工藝不當。在連接安裝過程中,錯誤使用砂紙打磨連接體的接觸表面時,將會有一定數(shù)量的玻璃屑及砂粒嵌入連接體的金屬接觸表面內(nèi),導(dǎo)致有效接觸面積減少,使接觸電阻增大。
2、緊固螺栓壓力不當。電氣安裝人員在電氣連接操作中存在一個誤區(qū),認為連接螺栓擰得愈緊愈好,其實不然。例如在鋁母線連接時,因鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)小,當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時,若材料的強度差,再繼續(xù)增加不當?shù)膲毫?,將會造成接觸面部分變形隆起,反而使接觸面積減少,接觸電阻增大。
3、不同金屬的膨脹效應(yīng)引起。鋼制螺栓的金屬膨脹系數(shù)要比銅質(zhì)、鋁質(zhì)母線小得多,尤其是螺栓型設(shè)備接頭。在運行中隨著負荷電流及溫度的變化,鋁、銅與鐵的膨脹和收縮程度因差異而產(chǎn)生蠕變。所謂蠕變就是金屬在應(yīng)力的作用下緩慢的塑性變形,蠕變的過程與接頭處的溫度有很大的關(guān)系。實踐證明,當接頭處的運行工作溫度超過80℃時,接頭金屬將因過熱而膨脹,使接觸表面位置錯開,形成微小空隙而氧化。當負荷電流減少溫度降回到原來接觸位置時,由于接觸面氧化膜的覆蓋,不可能達到原安裝時金屬間的直接接觸。每次溫度變化的循環(huán)所增加的接觸電阻,將會使下一次循環(huán)的熱量增加,所增加的較高溫度又使接頭的工作狀況進一步變壞,因而形成惡性循環(huán)。
4、不同材質(zhì)接頭接觸表面的微電池腐蝕效應(yīng)。
正如銅鋁直接接觸,空氣中的水和氧化碳及其它有害雜質(zhì)會在接頭接觸表面形成電解液。由于兩極直接接觸,便會有微弱的電流流動,在電解液的作用下,使接觸表面逐漸腐蝕,引起接觸電阻增大。
二、常用降低接觸電阻的措施:
1、清潔處理。清潔電氣連接部分不能用砂紙、抹布或紙來擦拭,砂紙上的顆粒比接觸材料的硬度大而且不導(dǎo)電,一旦侵入接觸面,會使其電阻增大10~20倍。
2、防止氧化。為防止銅與銅的接觸面氧化,可在其表面涂錫。涂錫后雖然接觸電阻有所增加,但可使接觸電阻保持在相當穩(wěn)定的數(shù)值內(nèi)。接觸表面的防氧化處理應(yīng)優(yōu)先采用電力復(fù)合脂(即導(dǎo)電膏)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的凡士林。新型的電力復(fù)合脂溶點達180℃~220℃且凝固點低(-20℃~-30℃),其中所含的鋅、鎳、鉻等金屬細粒填充在接頭接觸表面的縫隙中,金屬細粒在螺栓緊固力的作用下,能破碎接觸面的氧化膜層,降低接觸電阻。同時還可以在接頭整個表面形成一個保護層,從而起到隔絕空氣和水分的滲入,防止氧化的作用。但是導(dǎo)電膏在接觸面上不可涂得太厚,否則會影響其使用效果。
因為腐蝕生成物大多絕緣,故接觸表面的接觸電阻增加,導(dǎo)致電氣連接的電氣性能下降。電氣連接中的接觸電阻是指兩個接觸導(dǎo)體在接觸部分產(chǎn)生的電阻,引起接觸電阻增加。
一、引起接觸電阻增大的原因:
1、電氣連接安裝工藝不當。在連接安裝過程中,錯誤使用砂紙打磨連接體的接觸表面時,將會有一定數(shù)量的玻璃屑及砂粒嵌入連接體的金屬接觸表面內(nèi),導(dǎo)致有效接觸面積減少,使接觸電阻增大。
2、緊固螺栓壓力不當。電氣安裝人員在電氣連接操作中存在一個誤區(qū),認為連接螺栓擰得愈緊愈好,其實不然。例如在鋁母線連接時,因鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)小,當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時,若材料的強度差,再繼續(xù)增加不當?shù)膲毫?,將會造成接觸面部分變形隆起,反而使接觸面積減少,接觸電阻增大。
3、不同金屬的膨脹效應(yīng)引起。鋼制螺栓的金屬膨脹系數(shù)要比銅質(zhì)、鋁質(zhì)母線小得多,尤其是螺栓型設(shè)備接頭。在運行中隨著負荷電流及溫度的變化,鋁、銅與鐵的膨脹和收縮程度因差異而產(chǎn)生蠕變。所謂蠕變就是金屬在應(yīng)力的作用下緩慢的塑性變形,蠕變的過程與接頭處的溫度有很大的關(guān)系。實踐證明,當接頭處的運行工作溫度超過80℃時,接頭金屬將因過熱而膨脹,使接觸表面位置錯開,形成微小空隙而氧化。當負荷電流減少溫度降回到原來接觸位置時,由于接觸面氧化膜的覆蓋,不可能達到原安裝時金屬間的直接接觸。每次溫度變化的循環(huán)所增加的接觸電阻,將會使下一次循環(huán)的熱量增加,所增加的較高溫度又使接頭的工作狀況進一步變壞,因而形成惡性循環(huán)。
4、不同材質(zhì)接頭接觸表面的微電池腐蝕效應(yīng)。
正如銅鋁直接接觸,空氣中的水和氧化碳及其它有害雜質(zhì)會在接頭接觸表面形成電解液。由于兩極直接接觸,便會有微弱的電流流動,在電解液的作用下,使接觸表面逐漸腐蝕,引起接觸電阻增大。
二、常用降低接觸電阻的措施:
1、清潔處理。清潔電氣連接部分不能用砂紙、抹布或紙來擦拭,砂紙上的顆粒比接觸材料的硬度大而且不導(dǎo)電,一旦侵入接觸面,會使其電阻增大10~20倍。
2、防止氧化。為防止銅與銅的接觸面氧化,可在其表面涂錫。涂錫后雖然接觸電阻有所增加,但可使接觸電阻保持在相當穩(wěn)定的數(shù)值內(nèi)。接觸表面的防氧化處理應(yīng)優(yōu)先采用電力復(fù)合脂(即導(dǎo)電膏)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的凡士林。新型的電力復(fù)合脂溶點達180℃~220℃且凝固點低(-20℃~-30℃),其中所含的鋅、鎳、鉻等金屬細粒填充在接頭接觸表面的縫隙中,金屬細粒在螺栓緊固力的作用下,能破碎接觸面的氧化膜層,降低接觸電阻。同時還可以在接頭整個表面形成一個保護層,從而起到隔絕空氣和水分的滲入,防止氧化的作用。但是導(dǎo)電膏在接觸面上不可涂得太厚,否則會影響其使用效果。
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