谈电气触头发热及处理方法

文章摘要：2) 普通螺栓在紧固电气触头时，连接处实际真正有效压力面积不够。 普通螺栓在紧固电气触头时，由于其紧固力作用面积小，其紧固力作用在触头导体 上总 的压力不够，电气触头处容易出现因紧固力不够而变形松动，在运行过程中由于热胀冷缩的 作用这种变形会加剧，如遇短路电流的冲击，动稳定遭破坏，松动的结果必然是造成过热， 如用螺帽加装弹垫防松动，若弹垫质硬受压后易断，若质软，受压后不能起到防止螺帽松动 作用。 3) 普通螺栓在紧固触头时，触头容易疲劳和腐蚀。 由于普通螺栓紧固的触头存在有效载流面积不足和实际有效压力面积不够的问题，因此 按所连设备的额定负荷运行时其温升将明显升高，且在流过短路电流时可能不满足

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　　2) 普通螺栓在紧固电气触头时，连接处实际真正有效压力面积不够。
　　普通螺栓在紧固电气触头时，由于其紧固力作用面积小，其紧固力作用在触头导体 上总 的压力不够，电气触头处容易出现因紧固力不够而变形松动，在运行过程中由于热胀冷缩的 作用这种变形会加剧，如遇短路电流的冲击，动稳定遭破坏，松动的结果必然是造成过热， 如用螺帽加装弹垫防松动，若弹垫质硬受压后易断，若质软，受压后不能起到防止螺帽松动 作用。
　　3) 普通螺栓在紧固触头时，触头容易疲劳和腐蚀。
　　由于普通螺栓紧固的触头存在有效载流面积不足和实际有效压力面积不够的问题，因此 按所连设备的额定负荷运行时其温升将明显升高，且在流过短路电流时可能不满足热稳定和 动稳定的要求，因此在重负荷或遭受短路电流后触头易氧化和引起材质疲劳，接触电阻增加 进而不断恶化而形成恶性循环。
　　因此，普通螺栓紧固的电气触头易发生过热的问题。
3.可解决电气触头过热的专利紧固件
　　依据解决电气触头不过热的四大原则研究制造的专利紧固件（专利号ZL01 2 14234.4 ），是针对普通螺栓紧固电气触头时存在的问题，对紧固件进行了优化设计、特殊加工而生 产的，致力于全面、彻底、一次性解决电气触头过热问题。
　　与普通螺栓相比专利紧固件作了以下优化技术设计，从而具有了以下明显的优点。
　　1) 加大螺栓头及螺帽受力侧面积，增大了触头的有效载流面积。
　　电气触头的有效载流面积应大于所连接的导体或设备的载流面积，才能使该导电回路达 到设计的运行要求，否则会限制该回路设备的通流能力。专利紧固件加大了螺帽的外径，螺 栓头及螺帽的截面积的大小设计应遵循大于紧固电气触头导体的最大载流截面积。专利紧固 件加大了螺栓头及螺帽的受力侧面积，当紧固触头时受到紧固力的电气触头的有效载流面积 大大增加，且在有短路电流流过时，电气触头的热稳定性就能很好。
　　以M12专利紧固件为例，加大后的螺帽的受力侧的面积为398 mm2，是普通螺栓的2.84倍 。若用M12螺栓连接150 mm2电缆接线端，则形成的触头有效载流面积为398 mm2，大大 超过所连接的电缆的截面积。若以4个M12专利紧固件紧固80×8母排，触头的有效载流面积 为4×398 mm2＝1592 mm2，远远超过母排的载流面积640 mm2，可以防止触头有效载 流面积不够而造成的过热问题。表1是专利紧固件与普通螺栓有效载流面积的比较，从表中 可看出专利紧固件在载流面积上明显的增大。
　　2) 对螺栓头及螺帽受力面作了微小的内凹式处理，其受力面不是一个平 面，而是由中心向外沿有一定倾斜度，并使用普通螺帽代替弹垫作防松动件。当用专利紧固 件紧固触头时，螺帽外沿侧先受力，中心受力相对小于外侧，这种给到电气触头的预压力能 有效地解决在运行过程中由于热膨胀的因素使触头发生形变的问题，增加了触头的抗疲劳能 力，特别是遇短路电流的冲击，动稳定不会遭到破坏，因此采用内凹式处理过的专利紧固件 可以使触头运行过程中保持持久压力，有效避免了在运行过程中因触头松动而引起的过热事 故，也不用定期停电紧固触头的状况。
　　3) 加厚了螺帽，在紧固时要用比普通螺栓更大尺寸的扳手等紧固工具紧固，从而 加大了安装的紧固力和触头导体受到的压力，减小了接触电阻，提高了触头的动稳定性，增 强了电气触头的抗疲劳能力。
　　综上所述，专利紧固件紧紧结合电气触头不过热的四大原则，有针对性地进行优化技术 改进，增大了电气触头的有效载流面积和压力，采用内凹式螺帽，既维持压力，又增强了电 气触头的抗疲劳能力，两方面的改进减小了接触电阻，减小触头运行时的温升而缓解了触头 的腐蚀，解决了普通螺栓紧固的触头在运行时存在的所有问题。 
 
4.试验及实际运行情况
4.1电气触头温升试验
　　对专利紧固件与普通螺栓紧固的电气触头作了温升对比试验，如图1所示，用相同 规格的专利紧固件A与普通螺栓B连接的铝排制作的两个电气触头串在一起，通过一定的电流 以模拟实际电气触头的运行情况，两个电气触头都处于同样的环境温度和散热条件，测量通 流一段时间后，两个电气触头处的温度变化情况。为防止两个电气触头发热后热量传递影响 试验结果，将被试件置于油介质中。

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