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(gè)連接處出現(xiàn)故障，都會(huì)影響系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。根據(jù)電氣事故的統(tǒng)計(jì)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(diǎn)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(huì)直接影響連接的可靠性。各種隨機(jī)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(diǎn)非常小，一旦在該處介入塵土顆?；蚋g生成物，無(wú)法用宏觀方法觀察到。
因?yàn)楦g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(gè)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(dāng)。在連接安裝過(guò)程中，錯(cuò)誤使用砂紙打磨連接體的接觸表面時(shí)，將會(huì)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(dāng)。電氣安裝人員在電氣連接操作中存在一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為連接螺栓擰得愈緊愈好，其實(shí)不然。例如在鋁母線連接時(shí)，因鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)小，當(dāng)螺母的壓力達(dá)到某個(gè)臨界壓力值時(shí)，若材料的強(qiáng)度差，再繼續(xù)增加不當(dāng)?shù)膲毫?，將?huì)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(yùn)行中隨著負(fù)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(guò)程與接頭處的溫度有很大的關(guān)系。實(shí)踐證明，當(dāng)接頭處的運(yùn)行工作溫度超過(guò)80℃時(shí)，接頭金屬將因過(guò)熱而膨脹，使接觸表面位置錯(cuò)開(kāi)，形成微小空隙而氧化。當(dāng)負(fù)荷電流減少溫度降回到原來(lái)接觸位置時(shí)，由于接觸面氧化膜的覆蓋，不可能達(dá)到原安裝時(shí)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(huì)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(jìn)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(huì)在接頭接觸表面形成電解液。由于兩極直接接觸，便會(huì)有微弱的電流流動(dòng)，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(lái)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(huì)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(dāng)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(diǎn)達(dá)180℃～220℃且凝固點(diǎn)低（－20℃～－30℃），其中所含的鋅、鎳、鉻等金屬細(xì)粒填充在接頭接觸表面的縫隙中，金屬細(xì)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(shí)還可以在接頭整個(gè)表面形成一個(gè)保護(hù)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(huì)影響其使用效果。
因?yàn)楦g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(gè)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(dāng)。在連接安裝過(guò)程中，錯(cuò)誤使用砂紙打磨連接體的接觸表面時(shí)，將會(huì)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(dāng)。電氣安裝人員在電氣連接操作中存在一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為連接螺栓擰得愈緊愈好，其實(shí)不然。例如在鋁母線連接時(shí)，因鋁質(zhì)母線彈性系數(shù)小，當(dāng)螺母的壓力達(dá)到某個(gè)臨界壓力值時(shí)，若材料的強(qiáng)度差，再繼續(xù)增加不當(dāng)?shù)膲毫?，將?huì)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(yùn)行中隨著負(fù)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(guò)程與接頭處的溫度有很大的關(guān)系。實(shí)踐證明，當(dāng)接頭處的運(yùn)行工作溫度超過(guò)80℃時(shí)，接頭金屬將因過(guò)熱而膨脹，使接觸表面位置錯(cuò)開(kāi)，形成微小空隙而氧化。當(dāng)負(fù)荷電流減少溫度降回到原來(lái)接觸位置時(shí)，由于接觸面氧化膜的覆蓋，不可能達(dá)到原安裝時(shí)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(huì)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(jìn)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(huì)在接頭接觸表面形成電解液。由于兩極直接接觸，便會(huì)有微弱的電流流動(dòng)，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(lái)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(huì)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(dāng)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(diǎn)達(dá)180℃～220℃且凝固點(diǎn)低（－20℃～－30℃），其中所含的鋅、鎳、鉻等金屬細(xì)粒填充在接頭接觸表面的縫隙中，金屬細(xì)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(shí)還可以在接頭整個(gè)表面形成一個(gè)保護(hù)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(huì)影響其使用效果。
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