- 電氣設備接觸電阻的存在機制
- 接觸電阻的解決措施
- 采用在銅觸頭鍍銀或錫等抗氧化性較強的金屬
- 及時清除接觸處的氧化層
- 采用使動靜觸頭的接觸面產(chǎn)生相對運動的設備
如果不有效地去除這些物質的影響，勢必在設備連接處存在接觸電阻，如果此接觸電阻超出一定的數(shù)值，就會嚴重降低設備的載流能力，同時還會在電氣設備連接處產(chǎn)生不允許的熱效應，直至產(chǎn)生障礙及事故。有效地降低電力設備連接處的接觸電阻，使之在可控、在控狀態(tài)下運行，是電力生產(chǎn)部門的常設性工作之一?，F(xiàn)將電氣設備接觸電阻的存在機制及降低接觸電阻的方法簡介如下，請同行斧正。
電氣設備接觸電阻的存在機制
由于運行條件的限制，電氣設備經(jīng)常暴露于空氣中，氧化及大氣污染所產(chǎn)生的電化效應是使設備接觸電阻增大的關鍵因素。電氣設備的連接一般采用銅、鋁等金屬材料，其氧化物比它本身的電阻大幾百倍，實驗表明，在40*40mm的純鋁接觸面上，如果存在50埃厚的氧化鋁薄膜，在保持足夠大的接觸壓力，其薄膜已處于臨界變形狀態(tài)，其接觸電阻達到數(shù)千個微歐級;在絕緣油中運行的電氣設備觸頭，受絕緣油老化及其他形式的影響，在觸頭表面會出現(xiàn)由物理、化學等諸多因素產(chǎn)生的污染薄膜，這種薄膜一旦形成，就會不斷地使別的接觸點喪失載流能力。
接觸電阻開始緩慢地增加，一旦接觸點減少到某一臨界值，其溫升就會超過設備的允許值，進一步引起接觸面的氧化，從而使接觸電阻急劇上升，造成惡性循環(huán);受大氣污染的影響，我國不同程度地受到酸雨的危害，研究及資料顯示，酸雨與銅接觸后，會生成氧化銅、氧化亞銅、硫化銅、硫化亞銅、硫酸銅等化學物質，它不但使接觸處的接觸電阻增大，同時還會進一步腐蝕接觸面，產(chǎn)生連鎖反應?，F(xiàn)分別對接觸面通過長期工作的負荷電流及短路電流時，接觸電阻對接觸面的影響情況簡介如下:
1通過長期工作負荷電流的情況
由于存在媒質的散熱因素，在一面散熱一面吸熱的情況下，其溫度上升曲線如圖1所示:起初因溫差小，散熱少，從而造成溫度上升較快;隨著溫差的進一步增大，散熱增多，吸熱相對減少，因而溫度上升較緩，當溫差增大到單位時間內(nèi)的發(fā)熱等于單位時間的散熱，達到熱平衡狀態(tài)時，溫度達到一穩(wěn)定值QF。經(jīng)驗及資料顯示，接觸點的溫升可以近似用下式估算:
2通過短路電流時的情況
由于短路電流的時間很短（其時間為繼電保護動作時間加上斷路器動作時間，一般為０.７秒左右），導體所發(fā)熱量來不及向周圍介質散發(fā)，其熱量全部集中于接觸點上，造成接觸點的溫度呈幾何級數(shù)急劇上升，如圖２所示，如果此值大于設備接觸處材料的短時發(fā)熱溫度，接觸點將發(fā)生不可逆的損壞過程。以鋁——鋁對接為例，當設備連接處產(chǎn)生200℃以上的高溫時，將發(fā)生溶焊等事故。
解決措施
1防止氧化膜的產(chǎn)生，采用在銅觸頭鍍銀或錫等抗氧化性較強的金屬，以降低接觸電阻。鋁導線的連接，優(yōu)先采用爆炸壓接等先進手段，杜絕氧化層的再產(chǎn)生。
2及時清除接觸處的氧化層，避免氧化層的再產(chǎn)生。由于鋁在常溫下的氧化時間極短，所以在進行鋁制導線的連接時，在清除其氧化層后，迅速在表面涂抹中性凡士林，以隔絕氧氣，防止氧化層的再產(chǎn)生。
3在選擇開關類等設備時，盡量采用使動靜觸頭的接觸面產(chǎn)生相對運動的設備，以便于在觸頭運動時，產(chǎn)生剪切或滑動運行，使氧化膜破裂。
4采用足夠大的接觸壓力，使氧化膜處于臨界變形狀態(tài)，在氧化膜上產(chǎn)生裂縫和隧道效應，但必須適度，否則容易產(chǎn)生永久變形。
5盡量創(chuàng)造條件，使酸雨等物質不能直接接觸接觸面，如采用在設備接觸表面覆蓋熱縮材料，涂抹中性凡士林等憎水性能較強的物質，使之不能直接接觸，從而避免酸雨的侵蝕。
6采用物理監(jiān)控手段，及時對接觸處的溫升作出判斷。如采用熱標志元件、示溫涂料等，來判斷接觸處的溫升情況。但存在著譬如不了解與周圍溫度的差別，不能與所通電流相比較，長期使用會變色脫落，不易發(fā)現(xiàn)初期小的過熱，較小的溫差，受環(huán)境溫度影響較大等缺點，為彌補熱標志元件的不足，在有條件的地方發(fā)展帶電測溫、遠紅外成像測溫等在線監(jiān)控手段，以及時發(fā)現(xiàn)設備接觸處溫升的微小變化。
及時了解電氣設備接觸處的接觸電阻，因地制宜地采取有效措施，使之在可控、在控、可允許范圍內(nèi)運行，是確保電氣設備安全經(jīng)濟運行的重要內(nèi)容之一，是電氣工作者所應具備的常設工作。
