斷路器接觸電阻過大的危害及處理措施
特高壓電力旗下的斷路器測試儀可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。
斷路器是指在正常電路條件下能夠閉合、承載和斷開電流,在規定時間內能夠閉合、攜帶和斷開異常電路條件下電流的開關裝置。通常,3kV以上的開關稱為高壓開關(或斷路器)。接觸電阻是指當兩個導體連接時,在接頭接觸面上形成的電阻。
接觸電阻的常見原因有:
1.導體表面有一層氧化膜或污垢(電阻率大);
2.導線之間的接觸面積小,有時接觸面是一個小點;
3.用顯微鏡觀察導體的接觸面之間有一個小間隙。
斷路器的接觸電阻越小越好。一般要求小于10~20mΩ,部分斷路器要求小于等于100~500ΩμΩ。
由于斷路器開關接觸導體之間的吸收電流(因為兩者之間的接觸面積減小)、金屬表面面膜(包括灰塵膜、氧化膜、無機膜、有機膜等)和電化學腐蝕,接觸部分的局部電阻過大。當然,接觸不良也是一個重要原因。如果線電流較大,當接觸電阻過大時,會產生大量熱量,足以使金屬變色甚至熔化。
斷路器的接觸電阻主要受觸頭材料、正極電壓、表面狀態、工作電壓和電流的影響。
1) 接觸材料
由不同材料制成的相同規格的匹配觸點將具有不同的接觸電阻。例如,直徑為1mm的銅合金配合觸點的接觸電阻≤ 5mΩ,鐵合金≤ 15米Ω。
2) 觸摸手指正壓
斷路器的觸點正壓力是指觸點表面產生的垂直于觸點表面的力。隨著正壓力的增加,接觸微點的數量和面積也逐漸增加,接觸微點由彈性變形過渡到塑性變形。隨著集中電阻逐漸減小,接觸電阻減小。正接觸壓力主要取決于接觸幾何形狀和材料特性。
3) 表面狀況
a、 斷路器的接觸面是一層相對松散的膜,由機械粘附和灰塵、油等沉積在接觸面上形成。由于粒狀材料很容易嵌入接觸面上的小凹坑中,接觸面積減小,接觸電阻增大,極不穩定。
b、 物理吸附和化學吸附形成的污垢膜主要是金屬表面的化學吸附,是物理吸附后電子遷移產生的。
4) 工作電壓
當工作電壓達到某一閾值時,觸頭片的薄膜將被擊穿,斷路器觸頭的接觸電阻將迅速下降。然而,熱效應加速了薄膜附近的化學反應,并對薄膜有一定的修復作用。因此,電阻值是非線性的。在閾值電壓附近,電壓降的微小波動會導致電流變化,可能是20倍或幾十倍。如果接觸電阻變化很大,而不了解這種非線性變化,則在測試和使用斷路器時可能會出現錯誤。
5) 當前
當電流超過某一值時,接觸界面上的一個小點通電產生的焦耳熱會軟化或熔化金屬,從而影響集中電阻,降低接觸電阻。
處理斷路器開關過熱有三種方法:
① 當斷路器的開關觸點過熱時,應按技術規范清潔動、靜觸點上的污垢,同時將觸點的金屬部分擦拭至光亮狀態,并按規范涂敷導電膏。
② 接觸面被氧化。維護期間,應對金屬接觸件進行處理,以保持接觸面平整明亮;涂抹適量電源潤滑脂,然后測量隔離開關的接觸電阻。
③ 當斷路器動、靜觸頭接觸不良時,在安裝和檢修時應壓緊螺栓,觸頭部分應涂上導電油脂,以提高其導電性,防止觸頭部分腐蝕或氧化。