下载贤集网APP入驻自媒体
来源:线束专家WH
这个技术问题,其实其中也有理论,叫做电接触理论,属于一门独立的学科。
对于接线端子,仅仅依靠欧姆定律来计算它的温升,是不够的。必须考虑接触电阻。关于由欧姆定律引起的温升,可参考我的这篇温升:
上图是两根铜棒通以直流稳态电流,改变电流I并保持不变,逐次测量接触电压Uj和电流I,得到接触电阻Rj与温度0之间的关系。该关系称为电接触的R(0)静特性。整个R(0)特性可分成五段:
ab段:通过电接触的电流增大,接触电压和相应的斑点a温度增高,收缩电阻随温度升高而增大,接触电阻随温度升高而增大。
bc段:当接触电压降及相应的斑点a温度达到b点,由于材料的机械强度减小,实际接触面积扩大,接触电阻减小,曲线下降。b点的电压称为接触材料的软化电压。对于铜材料,软化电压为0.12V,相应的软化温度为180℃。
cd段:曲线达c点后继续增大电流,斑点a及收缩区的温度会继续增高。由于材料达软化点以后的一段温度范围内机械强度不再减小,接触斑点a面积不再继续扩大,因此曲线又继续上升。
de段:当接触电压和斑点a温度达d点(材料的熔点)时,斑点a处材料熔化,熔融金属在外力作用下被挤压向四周浸延,此时斑点a处金属溶为一体,接触电阻便突然下降至e点。对应于d点的电压称为材料的熔化电压。铜的熔化电压为0.43V,溶化温度为1083℃。
ef段:斑点a熔化后接触电阻突然减小,由于发热减小,热传导的能力增强,斑点a处溶化金属迅速冷却凝固,整个收缩区温度逐渐降低,曲线便沿ef段下降至点。
研究各种接触材料的R(0)特性以及软化和熔化电压有重要实际意义。
这个例子告诉我们,即便环境温度只有40度,但大电流接线端子的搭接处温度也有81.8度,远远高于环境温度。这就解释了为何接线端子的内部导电板会发生过热。另外请特别注意:我们发现其实搭接处相对导电板的温升只有41.08-40.71=0.37K,可见,不管是接线端子也好,是开关电器也好,国家标准中把接线端子排的温升作为电器设备的温升,是很有道理的。
至于常用的小电流接线端子,可以肯定的是,搭接面或者接触面的温度肯定高于环境温度。
对于接线端子而言,一旦端子的材料因为局部接触点受热熔化,材料就会迅速气化,接着就会因为极短的电气间隙而引发局部火花,甚至电弧。火花或者电弧使得使得熔融面积加大了,接触面暂时接通。但随着氧化的继续,恶性循环又会再次出现。最后,端子材料因为接触不良,出现严重过热,端子材料因为电弧冲击而焚毁,并有可能发生电气火灾。因此,在供配电设备的进出线连接端子舱室中,配有专门的监视传感器,监视端子的接触状况和它们的温度。
写了这么多,相信题主应当明白了,接线端子接触不良是怎么回事,为何有的端子会发热,为何有的会出现电火花的原因。
对于接线端子,一定要让流过端子的电流在它的额定电流以内。同时,要确保导线线头与接线端子的连接良好,施加在接触面上的压力要足够。另外,线头最好压上铜接头,既能确保接触压力,实现良好连接。
下图是小电流端子和大电流端子:
对于母线连接的接线端子,当然是大电流接线端子了。为了确保接触压力,要用扭力扳手来紧固螺栓,并且螺栓强度要足够,最好采用最高级别的9级。