导电膏的应用

[摘要]  通过对电气连接中接触电阻形成的原理，阐述导电膏的作用及涂敷工艺和应用，为在电气连接中使用导电膏提供技术上的参考和建议。
关键词  导电膏  接触电阻  擦膜保护作用  油封作用  导电导热性能

导电膏又叫电力复合脂，是一种新型电工材 料。我国从20世纪80年代开始研制生产，至今已有几十个品种型号，其基本性能相同，是以矿物油、合成脂类油、硅油作基础油，加入导电、抗氧、抗腐、抑弧 等特殊添加剂，经研磨、分散、改性精制而成的软状膏体，主要依靠它的隧道效应而导电。它主要涂敷在导体电接触面上，减少接触电阻，相应降低接头温升，对连 接点处起油封作用，减少空气氧化和腐蚀性气体、尘埃、水分对导电体的腐蚀，提高电接触的可靠性。
 1、电气连接中接触电阻的形成
        在大气中铝材、铜材表面会生成三氧化二铝、氧化铜氧化膜，这些氧化物的导电性能极差，电阻率可达1×107~1×1010Ω•m且不易去除，这将大大增加接触区域的无机膜接触电阻（简称膜电阻Rb）。
        在显微镜下观察导体的表面和连接处，其表面存在许多坑洼，导电体间的连接实际上是点接触，当电流流过时，电流线发生剧烈的收缩现象，形成束流电阻RS（图1）。导电体接触面膜电阻Rb 和束流电阻RS之和即构成了接触电阻Rj：
         Rj＝RS+Rb＝K/(0. 102F)n 
式中  F—接触头间接触压力，N
         n为与接触形式（点、线、面接触）、压力范围、触面上接触点数以及触点分布情况有关的指数，
K为与接触的材料、表面状况、接触方式有关的系数

       2、电气连接中接触电阻的危害
        （1）．增加电能损耗
        接触电阻越大，电能损耗也越大。
        （2）．造成连接处发热
        接触电阻Rj 大，产生焦耳发热效应的损耗亦大，使接触处温升增高。
        （3）．连接处产生压降
        接触处电阻Rj在接触处将产生一定的压降。

        3、导电膏在电气连接中的作用
        降低接触电阻传统的工艺方法通常有2种，一种是超声波搪锡或镀银；另一种是涂敷凡士林。超声波搪锡虽然效果不错，但需购置专用的超声波搪锡设备，工艺较复 杂，因此不常采用。涂敷凡士林只能减少刚处理好的导体表面氧化膜的生成，而不能起到长期保护作用。而采用新型节能涂敷材料—导电膏，可直接涂敷接触面，既 能代替传统的镀银和搪锡工艺，且实施经济方便、操作简单，完全可以解决上述存在的问题。
        3.1擦膜保护作用
       当导电膏涂于接触面时，导电膏中的锌、镍、铬等细粒填充在接触面的缝隙中，等同于增大了导电接触面，金属细粒在压缩力或螺栓紧固力作用下，能破碎接触面上 金属氧化层，使接触电阻下降，相应接头温升也降低，使接头寿命延长。
3.2油封作用
        当导电膏涂敷于接触面后，可阻止氧气、水气和其他腐蚀介质侵入接触区域，减轻高电阻率的氧化铝和氧化铜的生成，降低搭接区域的电化腐蚀等。一般型号的导电 膏滴点为150°С，而中性凡士林滴点为54°С，运行温度达70°С时即流失干涸，导电膏蒸发度不大于5%，保证在规定温度运行，油份不会快速损失，老 化和干裂，丧失油封作用。对于不同材质的接头特别是铜-铝接头，由于锌元素的中间介入，使铜铝两者电位差缩小，可减缓铜铝电化腐蚀。
        3.3改善搭接区域的导电导热性能
        在显微镜下，可清楚看到，当涂上导电膏后，接触面间的全部空隙被导电膏填满，并形成了许多网状通道，从而很大程度地扩大了实际有效接触面积，改善了搭接区 域的导电和导热状况。表1为在其他条件不变时，实际测定导电膏涂敷前后温升比较。
表1：搭接区涂敷导电膏前后的温升比较表（℃）

4．导电膏的涂敷工艺
涂敷时，工作环境应无飞扬的尘土，无凝露并保持干燥，以保证涂抹质量。
（1）、接触面在涂敷前须用砂布或钢丝刷进行打磨。去毛刺、大的麻点、油污和氧化膜，接触面保持平整。
（2）、打磨后的接触在用干净的棉纱上无水酒精或丙酮擦拭干净，待挥发后均匀涂上一层厚约0.2mm的膏体，然后将接触面重合，并按常规将螺帽拧紧（不应使接触面过紧而变形，实验得出搭接处的正压力为5-10MPa）。
（3）、 镀银接触面若无发黑现象，只需用无水酒精或丙酮擦拭；若银层发黑，可用金相砂布轻轻打磨，擦拭干净， 待挥发后均匀涂上厚约0.15mm的膏体。
（4）、对多根并联的导电排，钢绦刷无法伸进去打磨时，可将砂布贴在薄木条上进行打磨，其余操作工艺按（2）的方法进行。
（5）、涂敷工具应保持清洁，涂层可用油灰刀刮平，但涂层厚度应保持在0.15-0.2mm左右。
（6）、膏体应均匀涂在导电排有效搭接接触面内。
值得注意的是，导电膏并非良导体，它在接触面上的导电性是借“隧道效应”实现的，所以导电膏在接触面不可涂得太厚，否则会大大影响效果。 
5．应用实例
        5.1用于输变电的高压隔离开关
        厂35kV高压线路的GWS-35/1000隔离开关，涂敷导电膏后，经测定接触电阻降低了41%，仅这一组开关，经测算每年节电350kW • h。
        5.2用于变电所配电柜的母线铝排和配电电缆
        厂0.4kV低压线路有50处，涂敷导电膏后，经测定接触电阻降低52%，经测算每年节电3270kW•h。
        5.3用于筛选系统的交流接触器
        厂胶带输送机和电动筛的交流接触器共64处，电流大触点易烧坏，涂敷导电膏后，经测定接触电阻降低46%，经测算每年节电2870kW•h。
        应用导电膏，一般处理一处接点只需0.08元左右，接点涂敷后，维持时间长，半年检查一次即可， 35kV隔离开关、配电柜的母线、胶木闸刀开关等搭接点自使用导电膏以来，不仅起到良好导电、降温效果，而且保证了供用电的安全。