CN102074873B

CN102074873B - 一种消除电气触头过热的方法

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Publication number: CN102074873B
Application number: CN201010545987A
Authority: CN
Inventors: 任义
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2030-11-16
Also published as: CN102074873A; WO2012065329A1

Abstract

本发明公开了一种彻底消除电气触头过热的方法，使电气触头的温度低于导体温度的5%以上的不过热电气触头，其步骤是：使电气触头的有效载流截面积为导体横截面积的1.5倍以上；将电气触头拧紧，拧紧力不低于8~10Mpa；除尽电气触头表面的氧化层并立即涂上电力复合脂或镀银；采用加大加厚螺栓、螺母的专用紧固件，防止铜、铝的金属性疲劳；采用独特内凹设计的专用紧固件，保持电气触头良好的动稳定和热稳定性。本发明突破了传统电气触头过热的误区，提出了全新的不过热电气触头理论，找到了电气触头过热的“主要矛盾”是铜、铝的金属性疲劳后，接触面压力降低，电气触头过热才造成接触面的氧化、腐蚀，杜绝了因电气触头过热引发的各种事故。

Description

一种消除电气触头过热的方法

技术领域

本发明涉及一种彻底消除电气触头过热的方法。

背景技术

电力系统中的各种发电、输电、变电、配电等电气设备，以及居民的所有家用电器，都必须通过导体与电网联成一体。在国家电网、地方电网及其它各自独立的电网中，凡是两载流导体相接触的部位，就形成了一个电气触头（接头）。多年来，由于各种原因，特别是理论、观念、技术和方向上的习惯性错误，使得电气触头成为电路中最薄弱的环节，也是发生过热的重要部位。电气触头过热造成的火灾占火灾总数的20%以上，电气触头过热引发的各种故障和事故曾经给国家和人民造成重大损失，长期以来这些故障和事故几乎成为不治之症。

几十年来，电力系统是在电气触头过热的理念误导下，其解决电气触头的方法又是不断地重复过去的错误，在没有办法彻底消除电气触头过热后，反而认为电气触头过热是不可避免的，这使得电气触头过热成为习惯性的错误，始终跳不出电气触头过热的怪圈。“电气触头过热”的主要误区表现为：

（1）只注重新投入时电气触头的接触面，许多设计、制造和安装人员都不涉及、不关心和不了解投入运行后接触面的变化，更有一些制造单位为施工方便，将以紧固件贯穿联接的母线（铜、铝母排）的孔打成长条型，直接影响了有效载流截面积。

（2）接触压力的误区。人们采用标准紧固件时，讲什么连接铝母线时螺栓不能拧得过紧，因此实践中往往自觉或不自觉地循着这种传统的思维方式，但事实证明，这种说法是有失偏颇的。

（3）人们习惯性地和错误地认为电气触头温度应高于其导体温度，电气触头过热似乎不可避免。在没有办法根治这类事故后，又只看见氧化、腐蚀“表面现象”，不去分析原因，更不用说去找“主要矛盾”，却将氧化、腐蚀当成过热的主攻点。讲什么电腐蚀、化学腐蚀，用搪锡、涂“导电膏”、铜铝过渡，铜、铝螺栓、标准螺栓联接电气触头等不切实际的办法。

（4）过热的误区主要还是理论、观念上，这是五、六十年代留下习惯性错误。在过热理论、观念误导下，采用消极预防、治标不治本、加强监视，一旦未能尽早发现，发生事故后再亡羊补牢。采用“尧舜”治水之法，企图堵住氧化、腐蚀，不让发生过热，其结果是抓不住主要矛盾，不断地重复过去的错误，在没有办法后反而认为电气触头就是“要过热”，从过热理念出发，搞了这么多年又回到过热的起点，几十年电力系统一直在这个怪圈中打转，使电气触头过热成为习惯性的错误。

（5）在电气触头检测方面往往墨守陈规。测量接触电阻的方法是电力部门用于检验电气触头的规定，以百安电流进行测量，对千安、万安、十多万安的大电流回路的电气触头来讲，没有什么意义，即使是测量合格的，运行时间长了也不能保证不发生触头温度超过导体的温度，引起电气触头过热故障、事故。国标规定90年以前以0.05毫尺，90年以后对电气触头采用测力矩值的方法，这对电气触头运行时间一长，因金属性疲劳后接触面松动引起的过热没有实际意义。

正因为如此，人们在分析电气触头过热现象时，找不到消除过热的办法，把很多由电气触头过热引发的安全事故和灾害性事故以及电气火灾都归结为线路短路、电气设备烧毁、大面积停电、飞机空调的电气触头过热造成短路等都归于设备事故，汽车因电气触头过热燃烧说成自燃等等，如此严重危及国家各类（个）电力系统安全生产、经济运行、节能降耗、社会和谐，甚至直接危及国民个人生命财产的电气触头过热事故，该使我们警觉了。

发明内容

本发明的发明目的在于彻底消除电气触头过热的“老大难”问题，提供一种彻底消除电气触头过热的方法，突破传统电气触头过热的误区，提出全新的电气触头不过热的理论，铲除导致电气触头过热的根源，减少能耗，杜绝因电气触头过热引起的各种故障和事故的发生。

本发明的发明目的是通过以下技术方案来实现的：一种消除电气触头过热的方法，提出和运用不过热电气触头理论，彻底消除电气触头过热，它包括以下步骤：

（1）增大电气触头的有效载流截面积，使有效载流截面积为所连接的导体的横截面积的1.5倍以上。

有效载流截面积是电气触头不过热的基础。接触面不完全等于有效载流截面积。通常，新近设计、安装的电气触头，以规定力矩值压紧的接触面较大，开始一般不会发生“过热”故障。但随着运行时间的增长，电气触头的接触面会发生变化，所谓的有效载流截面积指的是：接触面中经长期满负荷运行，动稳定、热稳定后压力不降低的部分。负荷电流，特别是短路电流经电气触头时，有效载流截面积若小于其导体截面积，触头处电流密度大于其导体电流密度，形如“蜂腰”状，基础不足就会发生“过热”。

加大、加厚螺栓和螺母压住的导体的接触面，可以达到增加有效载流截面积的目的。

（2）将电气触头最大限度地拧紧，保证接触面紧密接触，以紧固件联接的拆卸式电气触头，拧紧力不低于8~10Mpa。

电气触头的压力是触头不过热的关键。现行的11-055职业技能鉴定指导书《变电检修》，241页对电气触头的拧紧程度多有不实引导，如讲什么螺栓不能拧得过紧，对于电流大小、温度高低应拧紧或拧松点，各说不一。经过实践证明，无论在什么情况下，电气触头压力大，都比压力小好很多，以不过热电气触头专用紧固件联接的拆卸式电气触头，只要以后能拆卸下来，应尽最大力量拧紧。只有在分合式（开关动、静触头)，相对移动式（行车、电机碳刷）这类电气触头，只要操作力允许，也须尽量保证电气触头有足够压力。

加大、加厚螺栓头和螺母，紧固螺栓的扳手力臂随之增长，一般工作人员用力拧紧时，接触面压力大于8~10Mpa。

（3）制造、安装和施工中必须除尽电气触头接触表面的氧化层（膜），特别是使用后的导体和多股导线，制作电气触头时，必须将每根表面氧化层都全部消除干净后，立即涂一层薄薄的电力复合脂，防止氧化、腐蚀。对不因分，合及相对运动，不因电弧损伤的接触面考虑镀银，只要电气触头温度低于导体温度，电气触头接触面不会氧化、腐蚀。

（4）电气触头（紧固件）的材质疲劳造成接触面压力减小，这点千万不能忽视。在各类电力系统中，大都以铜、铝作为导体，而铜、铝较钢材就容易疲劳得多。运行时间长后，由于铜铝的金属性疲劳，造成接触面压力降低，引起有效载流截面积减小，触头电流密度增大，造成的接触面氧化、腐蚀，使其触头温度高于导体温度而“过热”。不难看出：真正造成压力降低的罪魁祸首是其金属性疲劳，这是引起过热事故的“主要矛盾”，接触面压力降低是造成过热的原因，而氧化、腐蚀仅仅是表面现象。

（5）采用不过热电气触头专用紧固件，为保持电气触头良好的动稳定和热稳定性，独特的内凹设计，锥度为1～2°。经过几次短路电流后，即使是短路电流通过时，电气触头的温度仍能低于导体的温度。

只要抓住了金属性疲劳这个“主要矛盾”，同时兼顾有效载流截面积大于其导体，压力足够大，电气触头接触面就不会氧化、腐蚀，这是电气触头温度长期低于导体温度，电气触头不过热的理论依据。

本发明的有益效果是：提出了全新的不过热电气触头理论，所述的不过热电气触头是指电气触头的温度低于导体温度的5%以上，突破了传统电气触头过热的误区，找到了电气触头过热的根源，提出了解决和消除电气触头过热的四项基本原则，不过热电气触头的电力系统较同等条件“假设无电气触头（接头）的电力系统”线路损耗还低，杜绝了因电气触头过热引起的各种故障和事故的发生。

附图说明

图1 不过热电气触头在接头处的有效载流截面积和电流分布示意图

图2传统的过热型电气触头在接头处的有效载流截面积和电流分布示意图

图3 不过热电气触头的时间-温度曲线

图4 过热型电气触头的时间-温度曲线

图中，1-螺母，2-内凹面，3-电流。

具体实施方式

下面结合实施例进一步描述本发明的技术方案：

【实施例1】一种消除电气触头过热的方法，使电气触头的温度低于导体温度的5%以上，它包括以下步骤：

（1）增大电气触头的有效载流截面积，使有效载流截面积为所连接的导体或导线的横截面积的1.5倍。

（2）最大限度地将拧紧电气触头，保证接触面紧密接触，拧紧力8Mpa。

（3）除尽电气触头接触面的氧化层或氧化膜，随后立即涂上一层薄薄的电力复合脂，铜铝也可直接联接。

（4）采用抗疲劳性好的加大、加厚螺栓、螺母专用紧固件，增加接触面的抗疲劳性能。

（5）保持电气触头良好的动稳定和热稳定性，采用内凹的专用紧固件联接的电气触头，其内锥度为1°。

【实施例2】一种消除电气触头过热的方法，使电气触头的温度低于导体温度的5%以上，它包括以下步骤：

（1）增大电气触头的有效载流截面积，使有效载流截面积为所连接的导体或导线的横截面积的3倍。

（2）最大限度地将电气触头拧紧，保证接触面紧密接触，拧紧力10Mpa。

（3）除尽电气触头接触面和接入导体表面的氧化层或氧化膜，随后立即作镀银处理。

（5）保持电气触头良好的动稳定和热稳定性，采用接触端面内凹的专用紧固件，其内锥度为2°。

【实施例3】一种消除电气触头过热的方法，使电气触头的温度低于导体温度5%以上，它包括以下步骤：

（1）增大电气触头的有效载流截面积，使有效载流截面积为所连接的导体或导线的横截面积的2.5倍。

（2）最大限度地将电气触头拧紧，保证接触面紧密接触，拧紧力9Mpa。

（3）除尽电气触头接触面的氧化层或氧化膜，随后立即涂上一层薄薄的电力复合脂。

（5）保持电气触头良好的动稳定和热稳定性，采用接触端面内凹的专用紧固件，其内锥度为1.5°。

以下用试验数据进一步说明本发明的技术效果，对比试验所用的导体材质是60х6矩形铝母线，试验电流为1200A，采用M12专用紧固件和普通螺栓联接的电气触头，电气触头压力为10Mpa，试验数据如下表所示：

Figure 2010105459877100002DEST_PATH_IMAGE001

根据以上表格中的试验数据，做成图3和图4电器触头发热变化曲线图。

图3是采用本发明所述的消除电气触头过热的方法的电气触头的时间-温度曲线图，从图中可以看出，电气触头的温度一直低于铝母线温度，而且随着时间的增加，电气触头的温度比铝母线温度更低，表明该电气触头是不过热电气触头。

图4是采用国标规定按传统方法联接的电气触头的时间-温度曲线，图中，约在9分钟前，电气触头的温度低于铝母线温度，但9分钟以后，电气触头的温度就赶超了铝母线温度，而且随着时间的增加，电气触头温度与母线温度还有扩大的趋势，这证明常规电气触头确实存在过热的故障，运行时间长，恶性循环，故障演变成事故。

对照图1和图2，结合图3和图4，以两颗不过热电气触头专用紧固件联接的电气触头，以加大加厚钢质螺栓、螺母长期压住的接触面为有效载流截面积，它是铝母线横截面积的2.93倍，电流经电气触头时较铝母线更畅通，电阻减小，功耗降低，只要接触面压力不因铝母线疲劳而降低，电气触头的温度永远低于其铝母线的温度。

Claims

1.一种消除电气触头过热的方法，彻底消除电气触头过热，使电气触头的温度低于导体温度，且温度差为导体温度的5%以上，其特征在于：它包括以下步骤：

（1）增大电气触头的有效载流截面积，使其有效载流截面积为导体横截面积的1.5倍以上；

（2）将电气触头拧紧，保证接触面紧密接触，拧紧力为8～10Mpa；

（3）去除电气触头接触面的氧化层或氧化膜，随后立即涂上电力复合脂或镀银；

（4）采用加大加厚螺栓、螺母专用紧固件，增加接触面的抗疲劳性能，保持接触面长期有足够的压力；

（5）为保持电气触头良好的动稳定和热稳定性，采用接触端面内凹的专用紧固件，其内锥度为1～2°。