淺議城市照明的電氣連接故障成因
發布日期：2014-06-24
在城市照明系統中，不僅元器件之間、電路之間、設備之間甚至元器件內部都需要可靠的電氣連接。任何一個連接處出現故障，都會影響系統的可靠運行。根據電氣事故的統計分析，60％的電氣事故的隱患和重大的電氣事故的發生，往往都與電氣連接的接觸不良有關。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備、連接器件、連接方式、連接工藝、連接材料等密切相關，其連接的可靠性不僅取決于連接器件本身的材料、結構與幾何尺寸等參數，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粒或腐蝕生成物，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體在接觸部分產生的電阻，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，將會有一定數量的玻璃屑及砂粒嵌入連接體的金屬接觸表面內，導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，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，因鋁質母線彈性系數小，當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時，若材料的強度差，再繼續增加不當的壓力，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引起。鋼制螺栓的金屬膨脹系數要比銅質、鋁質母線小得多，尤其是螺栓型設備接頭。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生蠕變。所謂蠕變就是金屬在應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所增加的接觸電阻，將會使下一次循環的熱量增加，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。
4、不同材質接頭接觸表面的微電池腐蝕效應。
正如銅鋁直接接觸，空氣中的水和氧化碳及其它有害雜質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定的數值內。接觸表面的防氧化處理應優先采用電力復合脂（即導電膏）代替傳統的凡士林。新型的電力復合脂溶點達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體在接觸部分產生的電阻，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，將會有一定數量的玻璃屑及砂粒嵌入連接體的金屬接觸表面內，導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，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，因鋁質母線彈性系數小，當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時，若材料的強度差，再繼續增加不當的壓力，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引起。鋼制螺栓的金屬膨脹系數要比銅質、鋁質母線小得多，尤其是螺栓型設備接頭。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生蠕變。所謂蠕變就是金屬在應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所增加的接觸電阻，將會使下一次循環的熱量增加，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。
4、不同材質接頭接觸表面的微電池腐蝕效應。
正如銅鋁直接接觸，空氣中的水和氧化碳及其它有害雜質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定的數值內。接觸表面的防氧化處理應優先采用電力復合脂（即導電膏）代替傳統的凡士林。新型的電力復合脂溶點達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。但是導電膏在接觸面上不可涂得太厚，否則會影響其使用效果。
