新型电力脂在开关设备中的应用分析

新型电力脂在开关设备中的应用分析

戴相莉徐万里

(国家电网公司江苏南瑞恒驰电气装备有限公司)

摘要：本文通过分析新型电力脂在开关设备导体连接处的应用，一定程度上解决了导体间的接触腐蚀问题。通过对导体间接触腐蚀产生的诱因以及由此产生的接触电阻的危害的分析，阐述了新型电力脂的导电机理以及在开关设备中的应用前景。利用涂敷新型电力脂前后接触电阻的变化率对其实用价值进行了论证。最后，对新型电力的涂敷方法及适用条件，为新型电力脂的在开关设备中的应用以及节能增效的分析提供了技术参考与理论依据。

关键词：新型电力脂；接触电阻；导电；隧道效应；节能增效

引言

伴随着社会经济的迅速发展，对电网的输电质量也有着更高的要求。伴随电压等级的不断升高以及输电电流的增大，导体间的连接处以及触头或触点过热等问题成为输电安全的薄弱环节。部分输送电设备的露天布置，使得设备处于较差的外部环境中，当雨水通过缝隙渗入开关设备导体连接处或因充气间隔的绝缘气体内掺杂有水分时，易在导体连接处发生接触腐蚀等电化学反应。同时工艺的限制，接触面不能做到完全没有间隙的接触，这两种情况都会使得导体接触面的接触电阻过大，造成接头处的局部损耗激增而导致过热现象的发生，极大的影响输变电线路的安全运行。

目前常规的处理方法有两种：

在导体表面搪锡或镀银；

在导体连接处涂敷工业用凡士林。

在导体表面进行镀层处理能够在一定程度上减小导体连接处的接触电阻，但是镀层处理的工艺较复杂，使得设备成本增加，且不适宜现场作业。在接触面涂敷工业凡士林能够起到短时间隔绝空气减缓导体氧化膜的生成，但在高压开关设备中长期保护作用不稳定。

新型电力脂的效用及作用机理

1.1新型电力脂的效用

新型电力复合脂是一种新型电工材料，以饱和的环烷烃与链烷烃混合物、双季戊四醇酯、改性硅油等作为基础油的基本构成，通过技术手段在在基础油中添加改性特殊材料，在常规电力脂的基础上研制而成的新型电工材料。通过在开关设备导体连接处涂敷新型电力脂，能够大幅降低导体间的接触腐蚀等电化学反应，从而降低连接处的接触电阻，进而达到降低设备温升的目的。涂敷新型电力脂亦能在导体连接处形成一层保护层，可以起到油封的作用，最大程度上使设备与外界环境隔离开来，保护设备不受外界空气和雨水等因素的侵蚀和干扰，以达到降低导体连接处的因外界因素对设备的损害的目的。降低接触腐蚀对开关设备导体连接处的腐蚀，使开关设备能够长时间处于良好的安全运行状态。新型电力脂的化学性质更稳定，对环境友好，无毒无污染、无刺激性气味，具有更好的抗氧化、耐腐蚀性能。物理性质也更加稳定，最高能够耐受耐104℃的高温而不流滴。

新型电力脂的作用机理

新型电力脂导电原理是利用了隧道效应，是指在两片金属间夹有极薄的绝缘层（厚度大约为几个nm），当两端施加势能形成势垒V时，导体中有动能E的部分微粒子在E<V的条件下，可以从绝缘层一侧通过势垒V而达到另一侧的物理现象。

新型电力脂本身具有一定的绝缘性，但由于隧道效应及内部导电添加剂的存在，使得电流可以顺利通过接触面形成导通电流。

新型电力脂在开关设备中的应用与分析

2.1开关设备中接触电阻的产生原因及危害

以GIL设备为例，GIL设备多为户外布置，内部通过充满SF6气体达到绝缘效果。设备外部接地板连接处裸露在空气中，当雨雨天或天气潮湿时，水分会渗入接地板与设备的连接处，水分的附着会加剧导体连接处的接触腐蚀，接触面的接触电阻增大，功耗增加，使得接点处温度升高，进而影响设备的稳定性。同时，在设备的进出线处于空气环境中，线缆与导体连接处同样存在氧化与接触腐蚀的问题。导体间的连接处以及触头或触点过热现象的发生，将成为影响输变电线路安全的最大隐患。

新型电力脂在开关设备中使用的试验测试及分析

共设置四组材质的导体连接件，材质分别为：铜、铝合金、铜镀银和铝合金镀银。采用四颗M10的螺栓紧固。采用回路电阻数字微欧测试仪分别对对未使用和使用电力脂的四组导体组件进行测量。

分别将同材质的两个试验导体的用螺栓紧固。

按照35kV工业电费标准来计算，每年可节约电费32元，免去人工维修防护费用，而涂敷电力脂的成本只在0.2元。

新型电力脂的使用

3.1开关设备导体连接处的处理及涂敷环境

在使用时，应保证导体连接处表面的清洁。若导体接触面较为粗糙或存在污垢、氧化膜等，将会直接影响电力脂的效果。因此，进行涂敷操作之前，必须用棉纱纸或百洁布等配合酒精对导体连接处表面进行清理，清除导体接触面的毛刺、油污、麻点以及氧化膜等。在打磨接触面是应注意打磨技巧，力度过大会破坏导体表面的镀层。完成对导体接触面的清理步骤后，即可进行涂敷工序。

涂敷厚度

新型电力脂构成材料的电流导通性很低，如若想要获得最佳的导通效果，则需保证导体接触面之间能够形成“隧道效应”。因此，在涂敷过程中应注意涂层的厚度，应保证涂层厚度在0.1-0.2mm，且保证涂层的均匀。如果涂层太薄则无法形成良好的保护层，涂层太厚将会增加导体间的接触电阻，这两种情况都不利于开关设备的安全运行。

结束语

新型电力脂在设备中的应用可有效解决导体的接触腐蚀问题。正确的涂敷电力脂能够明显降低导体间的接触电阻，降低接点处功耗，进而降低接点处的温升，能够杜绝由接触电阻引起的安全输电问题，可保证设备能够更加安全稳定的运行。

参考文献

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