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低压线路铜铝导体连接处易烧毁的原因

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低压线路铜铝导体连接处易烧毁的原因

发布日期:2018-05-14 作者: 点击:

  电力线路的功能是传输和分配电能,农村和城市低压线路常用的导线有铜导线、铝导线、钢芯铝线、铜芯电缆、铝芯电缆等。随着电网的迅速发展,主干线路所带负荷越来越大,铜母线和铜芯电缆越来越受到青睐,这就不可避免地出现了铜、铝导体的频繁连接问题。当铜、铝导体连接部位出现接触电阻增大时,就会发热,产生高温,从而引发火灾。

  



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  一、铜、铝导体连接处接触电阻增大的原因

  

  (1)当铜、铝导体直接连接时,由于铜、铝的弹性模量和热膨胀系数相差很大,铝的热膨胀系数比铜的热膨胀系数大36%左右,在运行中经多次冷热循环(通电与断电)后,会使铜导线受到挤压,而在冷却后不能完全复原。这样,经过多次反复之后使连接处松动,从而在接触点处产生较大的间隙,增大了接触电阻。

  

  (2)由于铝是3价元素,铜为2价元素,铝导线在空气中极易氧化而形成氧化铝。尽管氧化铝层很薄,只有3~6μm,但在空气中水分、二氧化碳和其他杂质的作用下,极易在这2种金属的接触面上形成电解液,从而形成以铝为负极、铜为正极的原电池,使铝产生电化腐蚀,造成铜、铝连接处的接触电阻增大。

  

  (3)当导线连接处因接触电阻增大发热,工作温度超过75℃且持续时间较长时,聚氯乙烯将会分解出氯化氢气体。这种气体也会对导体有腐蚀作用,从而加剧接触电阻的增大。

  

  (4)接触电阻的增大,使电路中的短路电流减小,从而延长短路保护装置的动作时间,或阻碍短路保护装置的动作,运行中就会引起温度升高。高温下腐蚀氧化就会加剧,产生恶性循环,使连接质量进一步恶化,最后导致接触处温度过高甚至会发生冒烟、烧毁等事故。

  

  二、防止铜、铝导体连接处发热的措施

  

  1.搭接面处理应符合相关规范要求

  

  《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》中明确规定:母线与母线、母线与分支线、母线与电气接线端子搭接时,其搭接面的处理应符合下列要求。

  

  (1)铜与铜:在室外,高温且潮湿或对母线有腐蚀气体的室外,必须搪锡;在干燥的室内可以直接连接。

  

  (2)铝与铝:直接连接。

  

  (3)铜与铝:在干燥的室内,铜导体应搪锡;室外或空气相对湿度接近100%的室内,应采用铜铝过渡板,铜端应搪锡。与此相应,铜电缆与铝电缆连接时可采用铜铝连接管,铜电缆和铝导线连接时可采用铜铝端子,铜端应搪锡等。

  

  以上规定,就是为了预防连接处金属的电化腐蚀,降低接头处的接触电阻,确保接头接触良好,减少接头发热。

  

  2.铜端表面搪锡

  

  实践证明,在金属的接触面上除去氧化层后,镀一层锡可以使接触电阻稳定。为什么要在铜端搪锡呢?这是因为:(1)铝导体由于在极短的时间内就氧化,无法手工搪锡;(2)在铜端搪锡后,铜、铝导体的搭接处主要是铝和锡接触,这两者间的电位差比铜与铝连接时的电位差小得多,有效地防止了连接处铝导体的电化腐蚀问题。

  

  3。采用铜铝过渡板或铜铝端子

  

  尽管在铜导体端搪锡,能缓解电化腐蚀的进程,但在特别潮湿、高温或有腐蚀性气体存在的地力,大量的水分容易进入接触面,仍会加速电化腐蚀作用。因此,在特别潮湿的室内,铜铝连接时应采用铜铝过渡板或铜铝端子。

  

  4.在接触面上涂导电膏

  

  为缓解金属的腐蚀和电化腐蚀,在母线与母线、母线与分支线、母线与电气接线端子迎接处的接触面和断路器的触头上,相同和不同金属导体连接处除去金属氧化层后,可在接触面上涂一层0。2mm厚的导电膏(电力复合脂),以降低连接处的接触电阻,减少接头发热。

  

  电力脂是金属粉末和有机油脂搅拌而成的一种糊状膏体。它的导电率不是很高,但它可以填补接触面处在显微镜下可观察到的大量空隙,使接触面由少量的点接触改为面接触,并在电磁场的作用下形成更多的导电隧道,即隧道效应。这样既极大地改善了接触面的导电性能,又油封了空气中的氧气、水分和杂质的浸入,从而使导体的连接点在长期的运行中能保持良好的导电性能,使接触电阻不会升高,保证电路的长期安全运行。


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