淺談電氣設備的連接

安華春 蘇長宏

（牡丹江建新水泥集團發電廠，黑龍江 牡丹江 157041）

1 電氣設備連接的理論基礎

電氣連接的目的就是形成良好的電的通路，保證電氣設備的正常運行。在實際生產中電氣設備因連接問題而產生的故障占所有電器設備的半數以上。因此，電氣設備的連接問題是不容忽視的，應當引起電氣工人的特別注意。

由于電氣連接問題引發的電氣故障成因主要有連接處的接觸電阻和連接處的機械強度兩個方面。

1.1 接觸電阻

金屬材料經過加工以后的表面，總不可能絕對的平。因此，當它們相互接觸時，金屬的實際接觸狀態只可能是少數的幾個點。當電流流經這些實際的接觸點時，就會產生嚴重的電流收縮,即相當于導體的截面減少了。或者說，接點在接觸著的這一部分區域的導電性能變壞了，它所具有的電阻增大了。由于這種原因增加的電阻，稱為“收縮電阻”。

另外，經常裸露在大氣中的接觸點總會有塵埃、水汽、大氣中的氧硫、纖維銅鐵微粒和其它有機物質等粘附與其上，這些東西的導電性能很差甚至不導電因而使接觸區的電阻大大增加，這種原因增加的電阻稱為“表面電阻”或“膜電阻”。收縮電阻與膜電阻的綜合稱為“接觸電阻”。

接觸電阻的存在會使電氣連接在工作中出現故障。首先，當電流流過接觸電阻時，就會消耗一定的功率使觸點的溫度升高。如果電流較大，實際接觸點的溫度就有可能升到材料的軟化點，使它產生永久變形。如果溫度更高，達到材料的熔化點，則接點將熔化并焊在一起發生所謂的“熔焊故障”。對于導線連接，接觸點發熱嚴重，將使導線絕緣受損、金屬嚴重氧化，接觸電阻更大以至于產生很大壓降影響設備運行。其次，由于接觸面表面膜很厚時，會使接觸面電阻很大，甚至成為“絕緣體”使電流無法導通，引發接觸面工作嚴重不可靠，產生所謂的“成膜故障”。另外，影響膜電阻的因素很多，也很復雜，常使接觸電阻不穩定。

這種不穩定不僅給生產造成很多困難，而且在使用中還會造成電路的忽通、忽斷，嚴重影響電路的工作。

1.2 機械強度

電氣接觸面連接的機械強度達不到使用要求，也會造成電氣連接的不可靠，影響電氣設備的正常運行。這一點也應引起我們的注意。

2 電氣設備的連接方式及分析

以上分析了電氣連接存在的問題和由此引發的危害。接下來就電氣設備的三種連接方式和特點以及存在的問題和連接工藝加以分析討論。

2.1 導線間的連接

在生產實際中，導線與導線的連接是非常多的，對導線的連接的基本要求：

①接觸緊密，接頭電阻小，穩定性好，與同長度同截面導線的電阻比不應大于1。

②接頭的機械強度應不小于導線機械強度的80%。

③耐腐蝕，對于鋁與鋁連接應采用熔焊法，防止殘余溶劑和熔渣的化學腐蝕。對于銅和鋁的連接，要防止電化腐蝕。

④接頭的絕緣強度應與導線的絕緣強度一樣。

在電氣連接中導線間的連接主要有：銅導線間的連接、鋁導線間的連接、銅鋁導線間的連接三種。

2.1.1 銅導線間的連接

銅的導電性良好，但其氧化膜的導電性能很差。所以，銅接線頭的表面應鍍錫、搪錫、鍍銀或冷態壓接。

單股銅導線的連接有單卷，絞接和纏卷兩種方法。凡是截面積較小的導線一般多用絞接法，截面積較大的導線因絞捻困難，多采用纏卷法。

多股銅導線連接有單卷、復卷和纏卷三種方法。無論何種接法，均須把多股導線順次揭成30°傘狀，用鉗子逐根拉直，并用砂布將導線表面擦凈。

導線頭做好后要用錫焊牢，以增加導電性能和機械強度，并能避免銹蝕。焊接的方法因導線截面不同而不同。10mm2及以下的銅導線的接頭可用電烙鐵焊接，16mm2及以上的銅導線接頭則用澆焊法焊接。

銅導線的連接除焊接法外，亦可采用機械冷壓連接。即采用相應尺寸的銅線管套在連接的線芯上，用壓接鉗和模具進行冷態壓接。優點是操作工藝簡單、不耗費有色金屬，很適合現場施工。

2.1.2 鋁導線間的連接

鋁在空氣中極易氧化，導線表面生成一層導電性不良并難熔化的氧化膜（鋁的熔點為653℃，而氧化膜的熔點達到2050℃。而且比重也比鋁大）當鋁熔化時，它便沉積在鋁液下面，降低了接頭質量。因此鋁導線的連接工藝要比銅導線復雜，稍不注意就會影響接頭質量。施工常用的有機械冷態壓接、反應鑞焊、電阻焊和氣焊等。

2.1.2.1 機械冷態壓接：此方法可分為局部壓接法和整體壓接法兩種。局部壓接法的優點是：需要的壓力小，容易使局部接觸處達到金屬表面滲透。整體壓接法的優點是：壓接后連接管形狀平直，容易解決高壓電纜連接處形成電場過分集中的問題。

2.1.2.2 反應鑞焊：也叫釬焊、銅導線采用的錫焊就是鑞焊的一種。鋁導線鑞焊原理和工藝方法與銅導線相似，但由于鋁表面有一層氧化膜鑞焊要比銅困難些。

2.1.2.3 電阻焊：在接線盒內，鋁導線連接常常需要做并頭連接（簡稱并接），單股導線的并接，最好采用電阻焊。

2.1.2.4 氣焊：多股鋁導線在接線盒內并接可采用氣焊法，操作時注意方法。

2.1.3 銅導線與鋁導線的連接

銅導線與鋁導線的連接最主要的問題是電化腐蝕。它常使電氣接頭接觸電阻增大或接頭腐蝕斷裂，造成停電停產或損壞電氣設備。防止腐蝕的方法有:

2.1.3.1 在銅鋁連接處加過濾金具，即使用銅鋁過渡接頭。

2.1.3.2 對銅件鍍鋅或搪錫再與鋁件相連。

2.1.3.3 使用導電膏涂敷與連接面可起油封作用，防止連接面氧化或電化腐蝕，同時改善連接面的導電性能。

2.1.4 特別注意的是，在所有的導線連接后，均應用絕緣帶包扎，已恢復其絕緣。包纏絕緣帶時，要用力拉緊，包卷得緊密堅實，并粘結在一起，以防止潮氣侵入。

2.2 導線與端子的連接

導線與端子的連接出現的問題與導線間的連接類似不過多敘述，但應注意導線無論是彎成圈或掛錫與端子相連接螺栓一定要擰緊牢靠。

2.3 觸點連接

通過觸點連接在電氣設備中是很常見的。例如各種接觸器、繼電器等。接觸電阻是一種客觀存在的現象，任意接點都無法避免，但是了解它的實質，掌握它的特點后，就可以分析其影響因素，從而采取相應措施減少或消除其影響。

2.3.1 增大接點壓力。接點壓力它的作用一方面是將已接觸的點壓皺變形，使這些點的接觸面積增加而減小了接觸電阻。這樣當流過同樣電流時接點的發熱就會因此大大減輕，或者在同樣發熱條件下，節點允許通過的電流可大為提高。這種作用，稱為抗熱或抗熔焊作用。另一個作用就是可以將表面膜壓迫破，使接點金屬直接接觸從而使接觸電阻減小并穩定，這種作用稱為清膜能力。接點壓力的第三個作用是它能抵抗外界的振動與沖擊，保證不因這些因素影響而使接觸電阻增加甚至使接點瞬間離開而造成斷電的事故。這種作用稱為抗振能力。但是，過大的壓力將使操作力增大。從而使電磁系統等的尺寸增加，導致繼電器靈敏度降低。

2.3.2 節點材料的硬度低，節點就容易被壓皺變形、材料的化學穩定性高，抗污染與腐蝕的能力強，就不容易產生化學膜，材料的導電性能越好，就有利于發熱情況的改善。所以可根據對電氣的不同要求選用不同的接點材料。

2.3.3 接點結構主要分點、線、面接觸三種。其中接點表面的加工情況即粗燥精細與否對接觸電阻有較大的影響。

2.3.4 密封結構、工藝要求、工作環境這些因素都會影響接觸電阻

結語

綜上所述，隨著科學技術的不斷發展，電氣連接的方式和可靠性也在不斷增多提高。因此，電氣工作者應不斷學習掌握電氣連接的方式和特點，更好的保障生產設備的正常運行。

[1]章峻峰,惠兆乾.電氣設備連接觸頭發熱原因淺談[J].才智，2009-06-15.