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高壓斷路器和隔離開(kāi)關(guān)是電力系統(tǒng)中最重要的組件。斷路器擔(dān)負(fù)著控制和保護(hù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的作用，所謂控制，就是對(duì)電網(wǎng)中的部分電力設(shè)施、線路在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障或電網(wǎng)調(diào)度時(shí)，通過(guò)斷路器等的分合將故障部分快速分離，保證部分電網(wǎng)正常運(yùn)行。斷路器在高壓及有負(fù)載的條件下操作，操作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)電弧，因而斷路器經(jīng)常按滅弧原理分為油斷路器、壓縮空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器、磁吹斷路器和空氣斷路器等。也有按使用環(huán)境的電壓等級(jí)來(lái)劃分：如35 kV以下稱為中壓斷路器；110 kV、220kV稱為高壓斷路器；330 kV及以上電壓等級(jí)的稱為超高壓斷路器。
導(dǎo)電觸頭是斷路器等高壓開(kāi)關(guān)的關(guān)鍵部件，觸頭材料和鍍膜質(zhì)量很大程度上決定了斷路器的發(fā)展。觸頭應(yīng)具有以下性能：
1)大的分?jǐn)嚯娏鞯哪芰Γ?/SPAN>
2)高的耐壓值；
3)優(yōu)良的抗熔焊性能；
4)高的導(dǎo)電和導(dǎo)熱能力；
5)耐電弧燒損；
6)低的截流值。
由于這些性能的相互矛盾性，對(duì)導(dǎo)電觸頭材料和鍍膜要求也就高。目前高壓真空斷路器所采用的基體材料為CuW、CuBi、CuCr。合金，高壓SF6斷路器所采用的基體材料是紫銅T2-R、鉻青銅QCro5-R、鈹青銅QBe2、鋁青銅QAL9—2～Y、鋁青銅QAL7-Y等，銀鍍膜觸點(diǎn)增加導(dǎo)電性。
眾所周知，在高壓電器產(chǎn)品中，各種類型的觸頭對(duì)產(chǎn)品的性能、產(chǎn)品的容量以及產(chǎn)品的可靠性均起著決定性作用。觸頭鍍膜的質(zhì)量，直接影響到高壓電器的安全使用。
1 鍍膜電觸頭的結(jié)構(gòu)和電鍍工藝
1.1 高壓導(dǎo)電觸頭的基本構(gòu)造
SF6高壓電器導(dǎo)電觸頭由于用途不同，其形狀各異，但是從工作原理劃分，觸頭可分為自力型觸頭、非自力型觸頭。自力型觸頭是以觸頭材料自身的變形所產(chǎn)生的屈服彈力來(lái)提供接觸壓力的，常見(jiàn)的有指形觸頭、盤形觸頭、表帶觸頭等；非自力型觸頭是指以其它動(dòng)力來(lái)提供接觸壓力的，常見(jiàn)的有梅花觸頭、塊狀指形觸頭、復(fù)合型表帶觸頭等。從其工作用途來(lái)分，觸頭分為靜連接觸頭、動(dòng)連接觸頭。顧名思義，靜連接觸頭用于產(chǎn)品正常工作狀態(tài)中的靜態(tài)連接，如SF6全封閉組合電器中主母線、分支母線內(nèi)連接用表帶觸頭、梅花觸頭等，常見(jiàn)的有梅花觸頭、指形觸頭、表帶觸頭、盤形觸頭等；動(dòng)態(tài)連接觸頭用于產(chǎn)品正常工作狀態(tài)中的動(dòng)態(tài)連接，如 SF6斷路器中的動(dòng)弧觸頭、主觸頭等，常見(jiàn)的有梅花觸頭、指形觸頭、復(fù)合型表帶觸頭等。從其工作結(jié)構(gòu)可分為直線連接觸頭和轉(zhuǎn)角連接觸頭，同樣直線連接觸頭用于產(chǎn)品正常工作結(jié)構(gòu)中的直線連接，如 SF6斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等的主觸頭，常見(jiàn)的有梅花觸頭、指形觸頭、表帶觸頭等；轉(zhuǎn)角連接觸頭用于產(chǎn)品正常工作結(jié)構(gòu)中的直角連接或一定角度的連接，常見(jiàn)的有指形觸頭、盤形觸頭等。SF6斷路器的電觸頭的結(jié)構(gòu)如圖l所示，導(dǎo)電觸頭是自力型指形觸頭，其外觀形狀如圖2所示。
1.2 電鍍基本原理和導(dǎo)電觸頭電鍍工藝
電鍍是將被鍍金屬作為陰極，通過(guò)直流電使要鍍的金屬鹽溶液的陽(yáng)離子在工件表面上沉積出來(lái)形成電鍍層。電鍍銀是一種銀白色、可鍛、可塑及有反光能力的貴金屬，它的相對(duì)原子質(zhì)量為107.87，密度為10.
銀具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，與水和大氣中的氧不起作用，但易溶于稀硝酸和熱的濃硫酸，在含有鹵化物、硫化物的空氣中，銀表面很快變色，破壞其外觀和反光性能，并改變導(dǎo)電及釬焊等電性能。
對(duì)鍍層的基本要求：
1)鍍層與基體、鍍層之間有良好的結(jié)合力；
2)達(dá)到規(guī)定的厚度，盡可能減少孔隙；
3)工件的主要工作面要有均勻厚度、細(xì)致結(jié)構(gòu)的鍍層；
4)鍍層應(yīng)具有規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)。如光亮度、孔隙度、硬度、色彩、耐蝕性、耐磨性及導(dǎo)電性。
1)鍍前處理。目的是為了能夠獲得高質(zhì)量的鍍層。主要進(jìn)行去除油污、灰塵、銹蝕等，鍍前步驟如下：
第一步，使表面粗糙度達(dá)到一定要求，可用表面磨光、拋光等工藝方法來(lái)實(shí)現(xiàn)；
第二步，脫脂去油，可采用溶劑除油、水基清洗劑、化學(xué)除油、電化學(xué)除油等方法；
第三步，除銹，可用機(jī)械方法、酸洗方法、電化學(xué)方法等；
第四步，活化處理，一般在弱酸中侵蝕一定時(shí)間進(jìn)行鍍前活化處理；
圖3和圖4是SF6斷路器的靜觸頭鍍前處理圖。
2)電鍍。銅鍍銀工藝：預(yù)鍍銅一預(yù)鍍銀一鍍銀；鋁鍍銀工藝：浸鋅一預(yù)鍍銅一預(yù)鍍銀一鍍銀。
鍍銀電鍍液配方見(jiàn)表l。
3)鍍后處理。
④鈍化處理：在一定溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，在鍍層上形成一層堅(jiān)實(shí)致密的、穩(wěn)定性高的薄膜，增強(qiáng)鍍銀層的耐磨性和耐腐蝕性。
⑥修磨處理：電鍍后鍍膜層邊緣較粗糙，對(duì)粗糙部位用電動(dòng)打磨機(jī)進(jìn)行修磨，使電鍍工具平滑過(guò)度。
⑥拋光處理：將鍍膜觸頭表面進(jìn)行拋光，使鍍層光潔、平整，沒(méi)有明顯的凹坑、麻點(diǎn)等缺陷，粗糙度滿足要求，如圖5所示。
2鍍膜電觸頭的失效形式及原因
高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備承擔(dān)轉(zhuǎn)接、隔離、接通和分?jǐn)嗟娜蝿?wù)，其工作狀態(tài)的好壞，直接影響到整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行，而觸頭作為高壓開(kāi)關(guān)的重要部位，非常容易受到侵蝕破壞。觸頭侵蝕(又稱觸頭磨損)分機(jī)械侵蝕、化學(xué)侵蝕和電侵蝕，是觸頭在分?jǐn)嗷蜷]合過(guò)程中，由于機(jī)械撞擊和摩擦、化學(xué)腐蝕以及電弧與火花燒蝕造成觸頭金屬損失或材料轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。由電弧或火花等原因引起的電侵蝕，其后果是使觸頭的厚度減小、接觸壓力下降、接觸電阻增大、電壽命減少，嚴(yán)重時(shí)將造成觸頭無(wú)法工作。
2.1 斷路器觸頭侵蝕的原因
SF6斷路器的工作原理，如圖6、圖7所示。在斷路器中，當(dāng)切斷電流時(shí)，電弧電阻必須迅速地增大，以強(qiáng)迫電流在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)降到零，但為防止在電路的電感中產(chǎn)生高的過(guò)電壓，電流又不能降得太快，電弧起著一個(gè)可變電阻的作用，因此，高壓斷路器設(shè)計(jì)時(shí)，有電觸頭和弧觸頭，控制燃弧和滅弧是高壓斷路器的關(guān)鍵。由于電弧中存在熱量，電觸頭在高溫下機(jī)械運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生不同程度的電蝕現(xiàn)象。
根據(jù)對(duì)電蝕機(jī)理的研究，電觸頭電蝕是客觀存在的，具有一定的普遍性，只不過(guò)有時(shí)電蝕不嚴(yán)重，機(jī)械侵蝕和化學(xué)侵蝕占主導(dǎo)地位，電蝕現(xiàn)象被掩蓋，不易被發(fā)現(xiàn)。
鍍銀電觸頭侵蝕過(guò)程十分復(fù)雜，主要原因有以下幾種：
1)在電弧產(chǎn)生的瞬時(shí)高熱流作用下，材料可能從表面蒸發(fā)掉，可能形成小熔滴，在電弧或開(kāi)關(guān)裝置的機(jī)械作用下從表面吹走或噴濺出去，表面因此變得凸凹不平，鍍銀材料剝離，改變了觸頭的使用性能。
2)材料基體或鍍銀層產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展到觸頭體內(nèi)，導(dǎo)致材料的大量燒損，嚴(yán)重時(shí)造成觸頭失效。
3)鍍銀層氣孔和孔洞，在銀的蒸發(fā)、升華下會(huì)導(dǎo)致鍍層表面孔洞的產(chǎn)生。氣孔產(chǎn)生與環(huán)境、觸頭材料含氣量及熔化金屬對(duì)氣體溶解飽和程度有關(guān)，熄弧冷卻過(guò)程熔池凝固前沿成長(zhǎng)速度與氣泡浮出速度的比較，決定氣孔的形式，即前者大于后者時(shí)產(chǎn)生基體內(nèi)氣孔，前者與后者相當(dāng)時(shí)產(chǎn)生表面氣孔，前者小于后者時(shí)產(chǎn)生氣體噴發(fā)坑，從而導(dǎo)致電觸頭失效。
4)觸指或?qū)щ姉U鍍銀層的厚度、硬度及附著力不足是造成鍍銀層剝落、露銅而發(fā)熱的原因之一。鍍銀層的附著力差和厚度不均容易造成鍍銀層過(guò)早脫落、露銅而導(dǎo)致過(guò)熱，鍍銀層的硬度低也會(huì)造成耐磨性能差而過(guò)早出現(xiàn)露銅。對(duì)于高壓隔離開(kāi)關(guān)，其觸頭系統(tǒng)的鍍銀質(zhì)量是關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，鍍銀層并非越厚越好，鍍銀硬度提高鍍銀層的耐磨性能是關(guān)鍵。
2.2隔離刀閘觸頭發(fā)熱的原因
1)靜觸頭夾緊彈簧退火而失去彈性，刀閘開(kāi)關(guān)夾緊力不足，接觸電阻大，導(dǎo)致接觸不良發(fā)熱。
2)涂抹導(dǎo)電物質(zhì)不當(dāng)或表面存有雜質(zhì)，造成隔離開(kāi)關(guān)接觸電阻增大發(fā)熱。
3)觸頭鍍銀層較薄，材質(zhì)不過(guò)關(guān)，動(dòng)靜觸頭磨損露銅，導(dǎo)致接觸電阻增大，觸頭發(fā)熱。
4)觸指座定位板銹蝕，接觸電阻升高發(fā)熱。
在拉合刀閘操作前，運(yùn)行人員應(yīng)先進(jìn)行3～4個(gè)操作循環(huán)。這是由于觸頭鍍銀層易氧化，在進(jìn)行3～4個(gè)操作循環(huán)的過(guò)程中，相當(dāng)于對(duì)觸頭進(jìn)行了機(jī)械打磨，除去觸指表面的氧化物和污物，保證了觸頭的接觸電阻的降低，這點(diǎn)在刀閘由分位變合位時(shí)尤其必要。
3 結(jié)論
1)觸頭鍍膜的質(zhì)量，直接影響到高壓電器的安全使用。由于導(dǎo)電觸頭導(dǎo)電性、抗熔焊性能、導(dǎo)熱能力、耐電弧燒損等綜合性能的相互矛盾性，對(duì)導(dǎo)電觸頭材料和鍍膜要求也就高。
2)鍍銀電觸頭侵蝕過(guò)程復(fù)雜，電觸頭電蝕是客觀存在的，具有一定的普遍性，只不過(guò)有時(shí)電蝕不嚴(yán)重，機(jī)械侵蝕和化學(xué)侵蝕占主導(dǎo)地位，電蝕現(xiàn)象容易被掩蓋。
3)對(duì)于高壓隔離開(kāi)關(guān)，其觸頭系統(tǒng)的鍍銀質(zhì)量是關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，鍍銀層并非越厚越好，鍍銀硬度提高鍍銀層的耐磨性能是關(guān)鍵。
4)在電氣設(shè)備檢修時(shí)，需進(jìn)行鍍膜質(zhì)量的表面檢驗(yàn)，必要時(shí)進(jìn)行全面檢驗(yàn)。
