張新紅

摘 要 各類電氣設(shè)備經(jīng)常因螺栓緊固連接處發(fā)熱燒壞設(shè)備，從而影響裝置正常運(yùn)行，針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文詳細(xì)分析了連接觸頭發(fā)熱原因，以及用螺栓在緊固電氣觸頭時(shí)存在的問(wèn)題，提出了電氣觸頭不過(guò)度熱的四個(gè)基本原則，并加以分析，得出幾種可有效解決這些問(wèn)題的方法，對(duì)提高電氣設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到較大作用。

關(guān)鍵詞 電氣觸頭 過(guò)度發(fā)熱 螺栓

一、電氣設(shè)備觸頭發(fā)熱現(xiàn)狀及危害

1.電氣設(shè)備連接觸頭點(diǎn)發(fā)熱部位。各配電室內(nèi)外電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，很大程度上取決于形成了諸多的電氣回路，母線與母線、母線與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備等導(dǎo)體連接處形成可拆卸的電氣觸頭。電源從外部引入配電室開(kāi)始，電纜導(dǎo)線連接處會(huì)出現(xiàn)連接觸頭，經(jīng)高壓進(jìn)線柜將電送至母線排，各個(gè)高壓柜又從母線引取電源等等。此類電壓的延伸與擴(kuò)展都需要電纜頭與銅母排、銅母排與銅母排進(jìn)行連接固定，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)用線鼻子連接電纜斷頭，然后用螺栓將線鼻子固定在銅母排的連接觸頭上。另外，在控制回路較為復(fù)雜的配電柜內(nèi)同樣存在大量的電氣設(shè)備連接觸頭，各類低壓繼電設(shè)備、引出引入主回路和控制回路的接線端子，也都存在連接觸頭。

2.電氣設(shè)備連接觸頭點(diǎn)發(fā)熱原因。在電力系統(tǒng)中存在著各種各樣的電氣設(shè)備都需要電氣觸頭進(jìn)行連接，但是在電氣觸頭處會(huì)存在一定的接觸電阻，當(dāng)線路所帶設(shè)備投入運(yùn)行后，便會(huì)有電流流過(guò)觸頭，這時(shí)會(huì)消耗一部分電能，這部分電能轉(zhuǎn)化成熱能從而引起觸頭發(fā)熱。電氣觸頭過(guò)度發(fā)熱的原因很多，最主要是因電氣觸頭緊固件在設(shè)計(jì)、制造、安裝連接方面存在缺陷，導(dǎo)致觸頭處散熱條件不好產(chǎn)生過(guò)熱問(wèn)題。目前電氣觸頭都是采用普通螺栓連接，用螺栓連接在安裝時(shí)存在種種漏洞，比如說(shuō)，螺栓的緊固力度，螺栓本身材質(zhì)，都會(huì)導(dǎo)致電氣觸頭過(guò)熱。

3.電氣連接觸頭過(guò)度發(fā)熱的危害。多年來(lái)，結(jié)合生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生此類事故的統(tǒng)計(jì)，電氣觸頭出現(xiàn)過(guò)熱主要集中在電機(jī)控制柜內(nèi)的主回路接線，以及現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)接線盒內(nèi)的接線柱連接處。

綜合分析多起此類事故，對(duì)電氣觸頭的連接進(jìn)行了深入研究，提出了電氣觸頭不過(guò)度發(fā)熱的四個(gè)基本原則；進(jìn)而根據(jù)原則，分析了螺栓緊固電氣觸頭時(shí)存在的問(wèn)題；并且著重介紹了解決這些問(wèn)題的方法。

二、電氣觸頭不過(guò)度發(fā)熱四大基本原則

電氣觸頭在設(shè)備運(yùn)行時(shí)必定會(huì)發(fā)熱，相對(duì)環(huán)境溫度的升高取決于發(fā)熱量的大小和散熱條件的好壞，在散熱條件基本一致的情況下，發(fā)熱量越大，溫升就越高，觸頭受到腐蝕和材質(zhì)疲勞等損害就越嚴(yán)重。當(dāng)觸頭的溫度超過(guò)最高允許溫度時(shí)甚至更高時(shí)，則出現(xiàn)過(guò)熱情況，觸頭會(huì)在短時(shí)間內(nèi)嚴(yán)重受損并出現(xiàn)絕緣破壞、燒毀斷裂等情況，從而引起事故而中斷供電；嚴(yán)重的話，將產(chǎn)生次生事故，電路發(fā)生短路拉弧導(dǎo)致燒壞電氣設(shè)備。

觸頭的接觸電阻是由組成電氣觸頭的兩導(dǎo)體接觸面進(jìn)行接觸而形成的，取決于兩導(dǎo)體直接接觸的載流面積、接觸面受到的壓力以及接觸面的腐蝕程度。因此，通過(guò)長(zhǎng)期的工作實(shí)踐，對(duì)電氣觸頭過(guò)熱問(wèn)題進(jìn)行深入觀察和分析，提出要使電氣觸頭不過(guò)熱，設(shè)計(jì)、制造和安裝電氣觸頭時(shí)應(yīng)考慮以下四個(gè)基本原則。

1.電氣觸頭的有效載流截面積是基礎(chǔ)。電氣觸頭有效載流截面積，是指有足夠壓力作用下電氣觸頭的接觸面積。導(dǎo)體的載流量與導(dǎo)體的截面積密切相關(guān)，因線路上運(yùn)行的電氣設(shè)備額定電流一定，那么在正常情況下，流過(guò)導(dǎo)體觸頭的最大電流是一定的，依據(jù)發(fā)熱量與該處的電阻和電流平方成正比。在流過(guò)觸頭處的電流不超設(shè)計(jì)范圍時(shí)，作為導(dǎo)流的電氣觸頭，其不過(guò)度發(fā)熱的載流量就完全取決于觸頭電阻，即其載流截面積。

2.電氣觸頭的壓力是關(guān)鍵。電氣觸頭表面并非絕對(duì)平整，從微觀角度看仍然凹凸不平，接觸面只有在足夠壓力作用下才能使凹凸面都有效接觸，否則壓力不夠，接觸面有效，導(dǎo)致載流面減小而增加了接觸電阻。在初次安裝時(shí)，觸頭處的固定螺栓可以上緊，但長(zhǎng)期運(yùn)行后，隨著震動(dòng)或自身熱脹冷縮的原因就會(huì)導(dǎo)致螺栓出現(xiàn)松動(dòng)情況。

3.電氣觸頭的防腐蝕很重要。電氣觸頭接觸面若受熱氧化腐蝕，其電阻率會(huì)增大從而增加接觸電阻。電氣設(shè)備如果處在潮氣較重的環(huán)境里，連接觸頭的導(dǎo)體很容易被其銹蝕，進(jìn)而增加接觸電阻。

4.電氣觸頭及緊固件材質(zhì)疲勞。電氣運(yùn)行中觸頭長(zhǎng)期受熱，電氣觸頭和緊固件的機(jī)械強(qiáng)度會(huì)逐漸減弱，使接觸面壓力減小，從而導(dǎo)致有效載流面積減小，接觸電阻增加。

為使電氣觸頭不過(guò)度發(fā)熱，以上四大基本原則需要綜合考慮，缺一不可，只有這樣才能完全避免因電氣觸頭發(fā)熱所產(chǎn)生的電氣事故。

三、解決電氣觸頭過(guò)度發(fā)熱的幾個(gè)方案

根據(jù)電氣觸頭不過(guò)度發(fā)熱的四個(gè)基本原則分析，要解決普通螺栓在緊固電氣觸頭時(shí)能長(zhǎng)期有效的使用，可以使用以下優(yōu)化方案。

1.減小電氣觸頭處的接觸電阻（1）加大螺栓頭及螺帽受力側(cè)面積，增大了觸頭的有效載流面積。要盡可能地加大兩導(dǎo)體連接的接觸面積。電氣觸頭的有效載流面積應(yīng)是在足夠的壓力直接作用下的電氣觸頭導(dǎo)體的面積，實(shí)際有效載流截面積就是螺帽壓緊觸頭導(dǎo)體處的面積及螺帽表面的截面積，這就要求我們?cè)诎惭b過(guò)程中務(wù)必使用面積足夠大但又合適的螺栓和墊片。另外，在緊固螺栓時(shí)，力道足夠，使螺帽施加的力全部作用在彈墊上，通過(guò)彈墊又作用在平墊下的兩導(dǎo)體接觸上，墊片的面積就是彈墊受力側(cè)的面積，實(shí)際直接著力于觸頭上的面積等于彈墊受力側(cè)的面積。

（2）選取材質(zhì)較好的螺栓與墊片。除了要選取合適的螺栓和墊片，對(duì)其材質(zhì)，我們也要擇優(yōu)選取。表面光潔，無(wú)銹蝕面的螺栓和墊片是首選，在潮氣較大的環(huán)境里，最好能使用鍍鉻的，因其防腐效果較好。

（3）加裝輔助材料。如果是遇到檢修，需拆卸電氣觸頭處的螺栓，那么，在重新安裝的時(shí)候，可以在兩導(dǎo)體連接處及螺栓涂抹導(dǎo)電膏，然后再緊固螺栓，這樣就可充分加大電氣觸頭的接觸面積，從而減小接觸電阻。

2.制定合理恰當(dāng)?shù)难膊橹贫?。由于?dǎo)體流過(guò)電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)，運(yùn)行時(shí)，連接觸頭就會(huì)膨脹，停止運(yùn)行后，就會(huì)冷縮，久而久之，電纜連接觸頭處必定會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，增大接觸電阻，進(jìn)而過(guò)度發(fā)熱。面對(duì)這種局面，我們可以通過(guò)定期或不定期的螺栓緊固檢查來(lái)將隱患消除。

（1）重要設(shè)備定期檢查測(cè)溫。配電室一些重要配電設(shè)備，例如UPS直流屏等設(shè)備的導(dǎo)線連接處要納入每月巡檢或每周周檢。因其運(yùn)行周期長(zhǎng)，一旦運(yùn)行后，就不會(huì)有機(jī)會(huì)對(duì)連接觸頭處的螺栓緊固進(jìn)行檢查了，那我們只能日常加強(qiáng)巡檢，定期測(cè)試觸頭的溫度，確保其不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度發(fā)熱現(xiàn)象。營(yíng)銷調(diào)運(yùn)處的多起電纜發(fā)熱就是經(jīng)過(guò)日常巡檢發(fā)現(xiàn)，并及時(shí)處理解決，保證了設(shè)備設(shè)施的平穩(wěn)運(yùn)行。

（2）檢修期間的專項(xiàng)檢查。有些電氣設(shè)備是間歇性運(yùn)行，或要定期檢修的，一旦設(shè)備停運(yùn)檢修，例如電機(jī)的檢修或更換，維護(hù)人員便可對(duì)其連接觸頭處全面檢查，這項(xiàng)工作必須納入設(shè)備檢修過(guò)程控制卡中。而有些設(shè)備會(huì)因生產(chǎn)而停運(yùn)斷電，在斷電這個(gè)操作過(guò)程中，維護(hù)人員便可將抽屜柜拉出全面檢查柜內(nèi)接線端子的緊固情況。針對(duì)這一單項(xiàng)檢查，班組必須做好相關(guān)記錄，力爭(zhēng)將這項(xiàng)工作系統(tǒng)化。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，結(jié)合電氣觸頭不過(guò)度發(fā)熱的四個(gè)基本原則，通過(guò)各種手段與制度，從而有針對(duì)性地進(jìn)行優(yōu)化技術(shù)改進(jìn)，增大了電氣觸頭的有效載流面積和壓力，增強(qiáng)了電氣觸頭的抗疲勞能力，兩方面的改進(jìn)減小了接觸電阻，避免電氣設(shè)備連接觸頭出現(xiàn)過(guò)度發(fā)熱現(xiàn)象，全面提升電氣設(shè)備運(yùn)行周期。