导电膏在电气连接中的应用

  仪器信息网 ·  2007-06-20 21:40  ·  13790 次点击
陈河山
摘要分析了电气接触电阻的形式机理及其危害,使用导电青是降低电气接触电阻的较为有效途径,通过实例说明导电青在电气连接中的应用效果。
一、电气连接中接触电阻的形成
在大气中铝材、铜材表面会生成三氧化二铝、氧化铜氧化膜,这些氧化物的导电性能极差,电阻率可达1×107~1×1010Ω"m且不易去除,这将大大增加接触区域的无机膜接触电阻(简称膜电阻Rb)。
在显微镜下观察导体的表面和连接处,其表面存在许多坑洼,导电体间的连接实际上是点接触,当电流流过时,电流线发生剧烈的收缩现象,形成束流电阻RS(图1)。导电体接触面膜电阻Rb和束流电阻RS之和即构成了接触电阻Rj:
Rj=RS+Rb=K/(0.102F)n
式中F—接触头间接触压力,N
n—与接触形式(点、线、面接触)、压力范围、触面上接触点数以及触点分布情况有关的指数,
K—与接触的材料、表面状况、接触方式有关的系数
二、电气连接中接触电阻的危害
1.增加电能损耗
接触电阻越大,电能损耗也越大。
2.造成连接处发热
接触电阻Rj大,产生焦耳发热效应的损耗亦大,使接触处温升增高。
3.连接处产生压降
接触处电阻Rj在接触处将产生一定的压降。
三、导电膏在电气连接中的作用
降低接触电阻传统的工艺方法通常有两种,一种是超声波搪锡或镀银;另一种是涂敷凡士林。超声波搪锡虽然效果不错,但需购置专用的超声波搪锡设备,工艺较复杂,因此不常采用。涂敷凡士林只能减少刚处理好的导体表面氧化膜的生成,而不能起到长期保护作用。而采用新型节能涂敷材料—导电膏,可直接涂敷接触面,既能代替传统的镀银和搪锡工艺,且实施经济方便、操作简单,完全可以解决上述存在的问题。
1.擦膜保护作用
当导电膏涂于接触面时,其导电填料—金属颗粒不仅具有导电作用,而且对导体表面起到机械研磨作用,从而破碎和消除金属表面上的各种氧化膜层,使接触电阻显著下降。
2.油封作用
当导电膏涂敷于接触面后,可阻止氧气、水气和其他腐蚀介质侵入接触区域,减轻高电阻率的氧化铝和氧化铜的生成,降低搭接区域的电化腐蚀等。
3.改善搭接区域的导电导热性能
在显微镜下,可清楚看到,当涂上导电膏后,接触面间的全部空隙被导电膏填满,并形成了许多网状通道,从而很大程度地扩大了实际有效接触面积,改善了搭接区域的导电和导热状况。表1为在其他条件不变时,实际测定导电膏涂敷前后温升比较。
四、导电膏的涂敷工艺及应用
1.导电膏的特性和工艺
通用导电膏(闽电牌DGl型)的电阻系数小于1×104Ω"m,主要成分是铜、铝和锡合金等。在正常工作温度范围0~40℃,其电阻变化规律符合一般金属电阻的变化特性,能较有效地降低搭接处的接触电阻30%~60%,并能保持导电膏的稠度不变,不固化,不龟裂,无毒性,不长霉。
其工艺是以细锉刀或砂纸去除需涂敷的导体接触面毛刺,直到接触面平整无明显的麻点为止。若有油污,应以酸洗,碱洗或去油剂擦洗干净,并以钢丝刷去除接触面上的氧化膜。待干燥后,均匀涂上一薄层导电膏,再用钢丝刷刷一次,并用干净布擦净膏体;接着重新涂敷一层薄(1~2mm)而均匀的膏体,最后,将接触面重合,按规定扭力将螺帽拧紧。
2.应用实例
(1)用于输变电的高压隔离开关
厂35kV高压线路的GWS35/1000隔离开关,涂敷导电膏后,经测定接触电阻降低了41%,仅这一组开关,经测算每年节电350kW"h。
(2)用于变电所配电柜的母线铝排和配电电缆
厂0.4kV低压线路有50处,涂敷导电膏后,经测定接触电阻降低52%,经测算每年节电3270kW"h。
(3)用于筛选系统的交流接触器
厂胶带输送机和电动筛的交流接触器共64处,电流大触点易烧坏,涂敷导电膏后,经测定接触电阻降低46%,经测算每年节电2870kW"h。
应用导电膏,一般处理一处接点只需0.08元左右,接点涂敷后,维持时间长,半年检查一次即可,35kV隔离开关、配电柜的母线、胶木闸刀开关等搭接点自使用导电膏以来,不仅起到良好导电、降温效果,而且保证了供用电的安全。

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