浅议城市照明的电气连接故障成因

   在城市照明系统中,不仅元器件之间、电路之间、设备之间甚至元器件内部都需要可靠的电气连接。任何一个连接处出现故障,都会影响系统的可靠运行。根据电气事故的统计分析,60%的电气事故的隐患和重大的电气事故的发生,往往都与电气连接的接触不良有关。然而,要确保电气连接的接触可靠并非易事。因电气连接与需连接的电气设备、连接器件、连接方式、连接工艺、连接材料等密切相关,其连接的可靠性不仅取决于连接器件本身的材料、结构与几何尺寸等参数,更因电气连接的接触点大多暴露在大气中,大气污染如尘土、腐蚀性气体、湿度、温度都会直接影响连接的可靠性。各种随机因素也可能影响到电气连接的可靠性。由于电气连接的接触表面有一定粗糙度,真正的接触点非常小,一旦在该处介入尘土颗粒或腐蚀生成物,无法用宏观方法观察到。

    因为腐蚀生成物大多绝缘,故接触表面的接触电阻增加,导致电气连接的电气性能下降。电气连接中的接触电阻是指两个接触导体在接触部分产生的电阻,引起接触电阻增加。

    一、引起接触电阻增大的原因:

    1、电气连接安装工艺不当。在连接安装过程中,错误使用砂纸打磨连接体的接触表面时,将会有一定数量的玻璃屑及砂粒嵌入连接体的金属接触表面内,导致有效接触面积减少,使接触电阻增大。

    2、紧固螺栓压力不当。电气安装人员在电气连接操作中存在一个误区,认为连接螺栓拧得愈紧愈好,其实不然。例如在铝母线连接时,因铝质母线弹性系数小,当螺母的压力达到某个临界压力值时,若材料的强度差,再继续增加不当的压力,将会造成接触面部分变形隆起,反而使接触面积减少,接触电阻增大。

    3、不同金属的膨胀效应引起。钢制螺栓的金属膨胀系数要比铜质、铝质母线小得多,尤其是螺栓型设备接头。在运行中随着负荷电流及温度的变化,铝、铜与铁的膨胀和收缩程度因差异而产生蠕变。所谓蠕变就是金属在应力的作用下缓慢的塑性变形,蠕变的过程与接头处的温度有很大的关系。实践证明,当接头处的运行工作温度超过80℃时,接头金属将因过热而膨胀,使接触表面位置错开,形成微小空隙而氧化。当负荷电流减少温度降回到原来接触位置时,由于接触面氧化膜的覆盖,不可能达到原安装时金属间的直接接触。每次温度变化的循环所增加的接触电阻,将会使下一次循环的热量增加,所增加的较高温度又使接头的工作状况进一步变坏,因而形成恶性循环。

    4、不同材质接头接触表面的微电池腐蚀效应。

    正如铜铝直接接触,空气中的水和氧化碳及其它有害杂质会在接头接触表面形成电解液。由于两极直接接触,便会有微弱的电流流动,在电解液的作用下,使接触表面逐渐腐蚀,引起接触电阻增大。

    二、常用降低接触电阻的措施:

    1、清洁处理。清洁电气连接部分不能用砂纸、抹布或纸来擦拭,砂纸上的颗粒比接触材料的硬度大而且不导电,一旦侵入接触面,会使其电阻增大10~20倍。

    2、防止氧化。为防止铜与铜的接触面氧化,可在其表面涂锡。涂锡后虽然接触电阻有所增加,但可使接触电阻保持在相当稳定的数值内。接触表面的防氧化处理应优先采用电力复合脂(即导电膏)代替传统的凡士林。新型的电力复合脂溶点达180℃~220℃且凝固点低(-20℃~-30℃),其中所含的锌、镍、铬等金属细粒填充在接头接触表面的缝隙中,金属细粒在螺栓紧固力的作用下,能破碎接触面的氧化膜层,降低接触电阻。同时还可以在接头整个表面形成一个保护层,从而起到隔绝空气和水分的渗入,防止氧化的作用。但是导电膏在接触面上不可涂得太厚,否则会影响其使用效果。

    3、接触压力的保持。电气设备在运行中,其连接部分受电动力作用或其它机械震动,使连接螺栓松动,连接处接触表面的压力随之减小,致使接触面积减小,接触电阻增大。为防止此种情况发生,可在螺帽下加弹簧垫。

    在施工中努力做好电气的连接,对于照明电气设备的安全运行、减少电气连接故障有着非常重要的意义。

    

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