浅议城市照明的电气连接故障成因
发布日期：2014-06-24
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。
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。
