电开关润滑中触点脂的常见误区和润滑保护作用机理

我们究竟应该如何正确理解导电膏?又该如何选择合适的电触点润滑脂,才能解锁保护触点、延长开关寿命的目标呢?

在我国,导电膏是市场上对触点润滑脂的俗称,它其中含有导电、抗氧化、抑弧等特殊添加剂,起到降阻,防腐蚀,节电作用,在电开关上有着悠久的使用历史,也一直存在很多争议。在实际使用中由于不同触点要求差异,导电膏不仅可能达不到预期效果,甚至还会带来较大的安全隐患。

导电膏真的导电吗?

表1:常见材料的电阻率

 

从图中我们不难发现,相对于传统金属导体,大多数的润滑脂都是绝缘体,即使是含有部分导电颗粒,如锌、铜等,其电阻差还是相当巨大的。

开关的接触电阻如何产生?

图1:a开关断开,b开关闭合,c开关闭和时俯视图

 

实际上,开关表面是相当粗糙不平的。因此,在不同接触力的影响下,开关的有效接触面积只有其表面积的0.01%到1%(图1a,1b)。极小的接触面积决定了实际接触电阻的大小。

在许多情况下,触点表面会形成金属氧化物或塑料分解物增加接触电阻。在没有润滑剂的情况下,开关的不断开合会因摩擦和磨损造成实际有效接触面积不断减少,产生的热量会加剧微震腐蚀,进而使接触电阻不断上升,最终影响开关实际使用。

导电膏真的能减少接触电阻吗?

如上(图1c)所示,实际有效接触面积为开关表面凸起部分塑性变形而成,触点润滑脂通常填充在凹槽中,在开关表面形成惰性环境,避免氧化腐蚀的产生。在开关开合的过程中,由于润滑脂的回流特性,会在触点表面形成有效的油膜,避免磨损的产生。

对于导电膏而言,由于其部分导电颗粒的存在,填充在凹槽中可能会形成一定的导电通道,相比润滑脂可以在一定程度上降低电阻率。但由于导电膏的接触电阻远远大于金属导体,因此导电膏的传导效率大大降低,而且还会因此带来发热的问题。同时,由于导电颗粒的存在,对开关的绝缘性能和抗电弧性能,都会带来进一步负面影响。

因此综合评估,导电膏会对接触电阻有一定改善,但同时会带来发热,以及绝缘性能方面的影响,不适合在触点上长期使用。

如何选择合适的触点润滑剂?

高压工况下,如果没有润滑脂的保护,电气触点开合过程中产生的电弧将直接击穿空气、金属蒸汽、SF6气体等介质,瞬间产生大量热量,形成放电电弧造成电弧腐蚀。而在使用润滑脂的情况下,电气触点开合时是表面的润滑脂先接触,随着接触压力增大,润滑脂因为机械力被挤开,两触点发生真实接触,保证开关正常导通;在断开时,触点周围的润滑脂会随触片回流覆盖在表面形成有效的油膜持续保护。

虽然使用润滑脂会造成电阻率有所上升,但触点上的用量非常少,电阻率的上升几乎可以忽略不计,也不会影响开关正常导通。研究表明,良好的触点润滑脂能够保护触点,大大降低磨损,氧化腐蚀等影响,减少电弧的危害,并帮助延长开关的使用寿命1~2倍。

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