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行，針對這一現(xiàn)狀，本文詳細分析了連接觸頭發(fā)熱原因，以及用螺栓在緊固電氣觸頭時存在的問題，提出了電氣觸頭不過度熱的四個基本原則，并加以分析，得出幾種可有效解決這些問題的方法，對提高電氣設(shè)備的安全經(jīng)濟運行起到較大作用。

關(guān)鍵詞 電氣觸頭 過度發(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)備連接觸頭點發(fā)熱部位。各配電室內(nèi)外電氣設(shè)備的正常運行，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始，電纜導線連接處會出現(xiàn)連接觸頭，經(jīng)高壓進線柜將電送至母線排，各個高壓柜又從母線引取電源等等。此類電壓的延伸與擴展都需要電纜頭與銅母排、銅母排與銅母排進行連接固定，勢必會出現(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行連接，但是在電氣觸頭處會存在一定的接觸電阻，當線路所帶設(shè)備投入運行后，便會有電流流過觸頭，這時會消耗一部分電能，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、制造、安裝連接方面存在缺陷，導致觸頭處散熱條件不好產(chǎn)生過熱問題。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存在種種漏洞，比如說，螺栓的緊固力度，螺栓本身材質(zhì)，都會導致電氣觸頭過熱。

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

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

二、電氣觸頭不過度發(fā)熱四大基本原則

電氣觸頭在設(shè)備運行時必定會發(fā)熱，相對環(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)疲勞等損害就越嚴重。當觸頭的溫度超過最高允許溫度時甚至更高時，則出現(xiàn)過熱情況，觸頭會在短時間內(nèi)嚴重受損并出現(xiàn)絕緣破壞、燒毀斷裂等情況，從而引起事故而中斷供電；嚴重的話，將產(chǎn)生次生事故，電路發(fā)生短路拉弧導致燒壞電氣設(shè)備。

觸頭的接觸電阻是由組成電氣觸頭的兩導體接觸面進行接觸而形成的，取決于兩導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，通過長期的工作實踐，對電氣觸頭過熱問題進行深入觀察和分析，提出要使電氣觸頭不過熱，設(shè)計、制造和安裝電氣觸頭時應(yīng)考慮以下四個基本原則。

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。導體的載流量與導體的截面積密切相關(guān)，因線路上運行的電氣設(shè)備額定電流一定，那么在正常情況下，流過導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。在流過觸頭處的電流不超設(shè)計范圍時，作為導流的電氣觸頭，其不過度發(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，導致載流面減小而增加了接觸電阻。在初次安裝時，觸頭處的固定螺栓可以上緊，但長期運行后，隨著震動或自身熱脹冷縮的原因就會導致螺栓出現(xiàn)松動情況。

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，連接觸頭的導體很容易被其銹蝕，進而增加接觸電阻。

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

為使電氣觸頭不過度發(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、解決電氣觸頭過度發(fā)熱的幾個方案

根據(jù)電氣觸頭不過度發(fā)熱的四個基本原則分析，要解決普通螺栓在緊固電氣觸頭時能長期有效的使用，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體的面積，實際有效載流截面積就是螺帽壓緊觸頭導體處的面積及螺帽表面的截面積，這就要求我們在安裝過程中務(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，力道足夠，使螺帽施加的力全部作用在彈墊上，通過彈墊又作用在平墊下的兩導體接觸上，墊片的面積就是彈墊受力側(cè)的面積，實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，對其材質(zhì)，我們也要擇優(yōu)選取。表面光潔，無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，在重新安裝的時候，可以在兩導體連接處及螺栓涂抹導電膏，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?shù)难膊橹贫?。由于導體流過電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)，運行時，連接觸頭就會膨脹，停止運行后，就會冷縮，久而久之，電纜連接觸頭處必定會出現(xiàn)松動現(xiàn)象，增大接觸電阻，進而過度發(fā)熱。面對這種局面，我們可以通過定期或不定期的螺栓緊固檢查來將隱患消除。

（1）重要設(shè)備定期檢查測溫。配電室一些重要配電設(shè)備，例如UPS直流屏等設(shè)備的導線連接處要納入每月巡檢或每周周檢。因其運行周期長，一旦運行后，就不會有機會對連接觸頭處的螺栓緊固進行檢查了，那我們只能日常加強巡檢，定期測試觸頭的溫度，確保其不會出現(xiàn)過度發(fā)熱現(xiàn)象。營銷調(diào)運處的多起電纜發(fā)熱就是經(jīng)過日常巡檢發(fā)現(xiàn)，并及時處理解決，保證了設(shè)備設(shè)施的平穩(wěn)運行。

（2）檢修期間的專項檢查。有些電氣設(shè)備是間歇性運行，或要定期檢修的，一旦設(shè)備停運檢修，例如電機的檢修或更換，維護人員便可對其連接觸頭處全面檢查，這項工作必須納入設(shè)備檢修過程控制卡中。而有些設(shè)備會因生產(chǎn)而停運斷電，在斷電這個操作過程中，維護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。針對這一單項檢查，班組必須做好相關(guān)記錄，力爭將這項工作系統(tǒng)化。

四、結(jié)束語

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