导电膏与导电排搭接新工艺

随着电力生产和国民经济的发展，每年增加的动力线接头当以数十万乃至成百万计。他们的连接质量不仅关系到供电与生产的安全性与可靠性，而且还涉及到节能问题。
我们知道，动力线接头大都是用螺栓紧固的铜质或铝质的导电排搭接连接，或者铜质导电排与铝质导电排的搭接连接。至于成套电器装置中电器元件相互间，以及它们与电源或负载间的连接，也多半是采用这种方式。

      从表面上看，搭接连接的接触面积是不小的，但实际接触面积却异常地小，不及名义接触面积的5%，因为从微观角度来看，真正接触的只是一些斑点，而且每个接 触斑点的面积又可分为三个部分：纯金属接触区，带薄膜而借隧道效应导电的准金属接触区和带暗膜的不导电区。由此之故，两导电排搭接处就出现了非常大的接触 电阻——因接触面积骤减使电流线收缩而产生的束流电阻与因存在各种膜层而产生的膜层电阻之总和。假若在接触斑点表面形成了Cu2O或者Ai2O3等氧化 膜，则接触电阻还会增大若干个数量级，使导电非常困难。据统计，供电网络中的故障，有相当一部分就是连接处接触不良所致。再者，接触电阻大，搭接连接的能 耗必然很大，其升温也必然非常高。这显然是与节能这项技术政策相悖的。

      过高的温升还会引起一些恶性循环。例如，搭接连接的温度高，金属的化学腐蚀和电化学腐蚀将加剧，金属的氧化也将加剧，其后果就是搭接的接触电阻继续增大和 金属的剥蚀。这显然又要使搭接连接的温度再升高。又如，金属在高温下的蠕变会使紧固螺栓松动，而这种松动将引起接触压力减小，接触电阻增大，结果使得搭接 连接的温度更高。这些恶性循环往往导致电气设备和电力线路的工作很不可靠。
为了降低搭接连接的接触电阻，减少能量损耗和提高其工作可靠性，必须对接触面采取相应的工艺措施。传统的方法是给导电排搭接表面搪上一层锡，接触面搪上一 层锡后，一则不致生成导电性能极差的铜及铝的氧化膜，二则能够缓解化学腐蚀和电化学腐蚀作用。因此，这种工艺措施一直广泛地被采用着。

      然而，搪锡工艺并没有很好地解决上述问题。首先，搪锡后地接触面积不见得扩大很多，况且氧化锡膜的导电性能也未必见佳；其次，搪锡只能缓解而不能防止化学 腐蚀和电化学腐蚀；再次，由于接触电阻降低不多，节能效果极微，对蠕变的防护作用也谈不上；最后，搪锡工艺过于复杂，现场施工尤为困难。有鉴于此，国内外 都在研究一种新的接触面处理工艺，导电膏就是在这种形势下研制出来的。
导电膏是由填料——金属导电微粒，抗氧稳定剂和高分子有机油脂组成的一种糊状膏体。它具有下列特点：

      1  由于在涂敷过程中，金属微粒与接触面之间的摩擦作用去除掉整个接触面上的氧化膜及其他膜层，故既能使整个接触斑点成为纯金属接触面，又能因它充填于整个未 接触空隙内，而在该处形成无数的隧道效应通道。这就极大地扩大了接触面积，从而使接触电阻猛降，并且取得极佳的节能效果。

      2  在涂敷过程中导电膏覆盖了整个接触面，既能防止已去除各种膜层的表面重新受污染，又能形成一个良好的油封面。这就阻止了各种杂质和腐蚀性气体及水分侵入接 触区域，从而使接触电阻非常稳定。另外，还能防止接触区域发生化学腐蚀和电化学腐蚀。

      3  阻止了因腐蚀和蠕变导致的恶性循环。

      4  涂敷工艺非常简单，它只要求接触面清洗干净（去除掉油脂和污垢），再用钢丝刷把其上的膜层打磨掉，即可涂敷导电膏。与传统的搪锡工艺之需要超声波设备和锡 锅等许多设备比较，显然简单多了，也经济多了。更有意义的是这种涂敷工艺不受条件限制，随时随地皆可施行，对户外及野外现场作业尤为相宜。

      5 导电膏既有一定的流动性（正因为如此，在紧固螺栓时，接触斑点上覆盖着的导电膏才能被完全挤出，以保证斑点接触是纯金属的），又具有很高的滴点温度（如我厂产品闽电牌DG1型导电膏的滴点便在200℃以上），所以其工作十分可靠。

      6  导电膏耐高温，抗氧化，耐腐蚀，而长霉，高滴点，而电阻系数小（＜10-4Ω•cm)，耐低温（在-40℃时不硬化，不开裂），而且无毒无臭，使用非常安全。
根据导电膏的这些优点，以涂敷导电膏来取代搪锡工艺，就能有效地降低接触电阻和温升，降低能量损耗，延长搭接连接的运行检修周期，减少停电事故，减轻电工劳动强度，提高电气设备与供电系统工作的安全性与可靠性。

      我厂在1983年引进了导电膏生产技术，并在1984年签订（省级）和投产了闽电电排DG1型电接触通用导电膏。这项产品在1985年于烟台召开的节能情 报网经验交流会上，曾被列为节能产品而建议予以推广；在1986年于北京召开的全国高压开关行业会议上，又被列为工艺进步和技术改造推广项目。同年，还获 得福建省科技进步二等奖。原机械部电字第280号文曾提出要积极组织推广应用导电膏；西安高压电器研究所高器一字（86）第267号也通知在高压开关柜上 推广应用导电膏。
DG1型导电膏是福建省唯一通过省级鉴定的，由省节能技术中心监制的导电膏产品。它的主要技术指标已达到国际先进水平，并居国内首位。自投产以来，已在机 械，电力，石油化工，冶金，矿山，交通运输，铁路，轻工，建材等许多行业得到了推广应用，并配套进入了国际市场。
据用户反映，采用导电膏的效果是非常显著，例如：
1 株洲冶炼厂的铜，铅，锌电解槽在电极上涂敷导电膏后，由于接触电压降减少了50%以上，每年可以节约电能数百万千瓦时，而涂敷导电膏的费用还不到所节约电能的1/3.
2 首钢特殊钢公司在一台GW5-35/1000型高压隔离开关上涂敷导电膏后，发现电阻降低了72%左右，每年可节电4000千瓦时左右。
3 南平铝厂的电解铝车间采用涂敷导电膏新工艺后，使搭接连接的接触电阻降低了59.3%，每年可节约47.3万千瓦时，而深敷导电膏的费用仅占节电费的3.57%。
4 福州第二化工厂烧碱车间电解槽的搭接接在涂敷导电膏后，尽管环境温度为30℃至48℃，相对湿度达90~95，而且空气中所含氯气已达到有刺鼻感的程度， 接触电压降仍降低了25%以上，并且在长期运行中未发现有膏体软化流失现象，同时接触电阻非常稳定，节电效果明显。
5 福州无线电元件一厂在低压开关柜的电器元件与导电排的搭接连接处涂敷了导电膏后，在长达数年的运行过程中，情况良好，未发生过膏体软化，流失和龟裂现象。
此外，冶金部招远金矿，长江葛洲坝电站，部分铁路机务段，电车公司和其他许多都反映，在使用DG1型导电膏以后，都解决了搭接连接处存在的发热问题，使设备和线路运行的安全可靠性大为提高，同时还大幅地降低了能耗。
目前，涂敷导电膏这项导电排搭搭接新工艺的推广工作才刚刚起步，而且很不平衡。例如，这项新工艺虽已为全国29个省，市，自治区的数千个单位所采用，但在 电力部门却尚未普及。我们希望在大力发展电力事业（开源）的同时，也注重节约能源（节流），即积极推广应用既能节能，又能提高供电安全可靠程度的导电排搭 接新工艺——涂敷DG1型导电膏，并以涂敷导电膏取代传统搪锡工艺纳入工艺规程中。