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低壓線路銅鋁導體連接處易燒毀的原因

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低壓線路銅鋁導體連接處易燒毀的原因

發布日期:2018-05-14 作者: 點擊:

  電力線路的功能是傳輸和分配電能,農村和城市低壓線路常用的導線有銅導線、鋁導線、鋼芯鋁線、銅芯電纜、鋁芯電纜等。隨著電網的迅速發展,主干線路所帶負荷越來越大,銅母線和銅芯電纜越來越受到青睞,這就不可避免地出現了銅、鋁導體的頻繁連接問題。當銅、鋁導體連接部位出現接觸電阻增大時,就會發熱,產生高溫,從而引發火災。

  



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  一、銅、鋁導體連接處接觸電阻增大的原因

  

  (1)當銅、鋁導體直接連接時,由于銅、鋁的彈性模量和熱膨脹系數相差很大,鋁的熱膨脹系數比銅的熱膨脹系數大36%左右,在運行中經多次冷熱循環(通電與斷電)后,會使銅導線受到擠壓,而在冷卻后不能完全復原。這樣,經過多次反復之后使連接處松動,從而在接觸點處產生較大的間隙,增大了接觸電阻。

  

  (2)由于鋁是3價元素,銅為2價元素,鋁導線在空氣中極易氧化而形成氧化鋁。盡管氧化鋁層很薄,只有3~6μm,但在空氣中水分、二氧化碳和其他雜質的作用下,極易在這2種金屬的接觸面上形成電解液,從而形成以鋁為負極、銅為正極的原電池,使鋁產生電化腐蝕,造成銅、鋁連接處的接觸電阻增大。

  

  (3)當導線連接處因接觸電阻增大發熱,工作溫度超過75℃且持續時間較長時,聚氯乙烯將會分解出氯化氫氣體。這種氣體也會對導體有腐蝕作用,從而加劇接觸電阻的增大。

  

  (4)接觸電阻的增大,使電路中的短路電流減小,從而延長短路保護裝置的動作時間,或阻礙短路保護裝置的動作,運行中就會引起溫度升高。高溫下腐蝕氧化就會加劇,產生惡性循環,使連接質量進一步惡化,最后導致接觸處溫度過高甚至會發生冒煙、燒毀等事故。

  

  二、防止銅、鋁導體連接處發熱的措施

  

  1.搭接面處理應符合相關規范要求

  

  《電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗收規范》中明確規定:母線與母線、母線與分支線、母線與電氣接線端子搭接時,其搭接面的處理應符合下列要求。

  

  (1)銅與銅:在室外,高溫且潮濕或對母線有腐蝕氣體的室外,必須搪錫;在干燥的室內可以直接連接。

  

  (2)鋁與鋁:直接連接。

  

  (3)銅與鋁:在干燥的室內,銅導體應搪錫;室外或空氣相對濕度接近100%的室內,應采用銅鋁過渡板,銅端應搪錫。與此相應,銅電纜與鋁電纜連接時可采用銅鋁連接管,銅電纜和鋁導線連接時可采用銅鋁端子,銅端應搪錫等。

  

  以上規定,就是為了預防連接處金屬的電化腐蝕,降低接頭處的接觸電阻,確保接頭接觸良好,減少接頭發熱。

  

  2.銅端表面搪錫

  

  實踐證明,在金屬的接觸面上除去氧化層后,鍍一層錫可以使接觸電阻穩定。為什么要在銅端搪錫呢?這是因為:(1)鋁導體由于在極短的時間內就氧化,無法手工搪錫;(2)在銅端搪錫后,銅、鋁導體的搭接處主要是鋁和錫接觸,這兩者間的電位差比銅與鋁連接時的電位差小得多,有效地防止了連接處鋁導體的電化腐蝕問題。

  

  3.采用銅鋁過渡板或銅鋁端子

  

  盡管在銅導體端搪錫,能緩解電化腐蝕的進程,但在特別潮濕、高溫或有腐蝕性氣體存在的地力,大量的水分容易進入接觸面,仍會加速電化腐蝕作用。因此,在特別潮濕的室內,銅鋁連接時應采用銅鋁過渡板或銅鋁端子。

  

  4.在接觸面上涂導電膏

  

  為緩解金屬的腐蝕和電化腐蝕,在母線與母線、母線與分支線、母線與電氣接線端子迎接處的接觸面和斷路器的觸頭上,相同和不同金屬導體連接處除去金屬氧化層后,可在接觸面上涂一層0.2mm厚的導電膏(電力復合脂),以降低連接處的接觸電阻,減少接頭發熱。

  

  電力脂是金屬粉末和有機油脂攪拌而成的一種糊狀膏體。它的導電率不是很高,但它可以填補接觸面處在顯微鏡下可觀察到的大量空隙,使接觸面由少量的點接觸改為面接觸,并在電磁場的作用下形成更多的導電隧道,即隧道效應。這樣既極大地改善了接觸面的導電性能,又油封了空氣中的氧氣、水分和雜質的浸入,從而使導體的連接點在長期的運行中能保持良好的導電性能,使接觸電阻不會升高,保證電路的長期安全運行。


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