Контроль качества контактных соединений

Плохие контакты чреваты не только потерей электроэнергии, но и могут стать причиной пожара. Недостатки контактного соединения сопровождаются, как правило, искрением, которое может явиться источником возгорания горючей пыли и волокон. Искрение наблюдается при размыкании электрических цепей под нагрузкой, пробое изоляции между проводниками, наличии плохих контактов в местах соединений. В момент включения электрооборудования образуется «переходное сопротивление», которое зависит от материала контактов (его удельного сопротивления), состояния контактных поверхностей и от силы давления, с которой они прижимаются друг к другу. Около 18% всех пожаров возникает из-за коротких замыканий проводов на корпус в местах их ввода, междувитковых замыканий катушек магнитных пускателей, коротких замыканий при износе главных контактов одной из фаз (что чаще всего происходит на практике) и других причин.

Из практики эксплуатации энергетического оборудования известно, что переходное сопротивление контактных соединений возрастает с течением времени. Их плохое состояние (незатянутые, плохо спаянные или подгоревшие контакты, чрезмерный их нагрев) приводит к серьезным сбоям в работе электротехнического оборудования. Из-за неправильного соединения проводов (в скрутку), слабого крепления или сильного окисления контактных поверхностей и мест соединения проводов происходит их сильный разогрев и воспламенение. Зачастую виной появления переходного сопротивления в точке становится элементарная небрежность или низкая квалификация монтажника.

Коварство плохого контакта заключается в том, что электрическая цепь (проводка) работает в нормальном режиме и все измеряемые параметры (ток, сопротивление изоляции, сопротивление петли фаза-нуль) в норме, но контакт через какое-то время начинает подгорать — со всеми вытекающими последствиями. В распределительных шкафах, щитках освещения, соединительных коробках старого образца (а ими до сих пор оснащены большинство зданий) проводники с плохим контактом можно определить по измененному цвету изоляции провода. При внимательном осмотре электроустановок школ, общественных и жилых зданий, больниц и т. д., где, к сожалению, в основном отсутствует грамотный электротехнический обслуживающий персонал, опасный контакт могут обнаружить представители контролирующих органов — пожарного и энергонадзора.

Необходимо особо обратить внимание на то, что нагрев плохих контактов сегодня не способны предотвратить даже самые современные автоматические выключатели и УЗО.

При неправильном монтаже и эксплуатации автоматические выключатели могут сами оказаться причиной пожара, так как при разрыве цепей и при перегорании плавкой вставки в них возникают электрические искры и дуги, происходит нагрев токоведущих частей от больших переходных сопротивлений и плохих контактов. Неплотный контакт вилок в гнездах штепсельной розетки может привести к сильному разогреву розетки и последующему воспламенение перегородок и стен, на которых смонтирована штепсельная розетка. Это явление обусловлено наличием больших местных переходных сопротивлений. В этих случаях предохранители также не могут предупредить возникновение пожара, так как сила тока в цепи не возрастает, а нагрев участка с плохо выполненным соединением проводов достигает опасного предела только лишь вследствие увеличения сопротивления в определенных местах, как правило, труднодоступных.

В чем же проблема? В плохом контакте с переходным сопротивлением даже 0,1 Ом при токе в 20 А в одной точке выделяется активная мощность, которая идет только на разогрев P=I×R = 20×0,1 = 40 Вт, где Р — активная мощность (Вт), I — активный ток через контакт (А), R — переходное сопротивление (Ом). Переходное сопротивление увеличивается, значит, увеличивается и мощность, а соответственно и температура в этой точке (соединении). Причем, это в электрической сети (участке сети, линии розеточной группы), которая работает в нормальном нагрузочном режиме. При этом токовая защита линий (автоматические выключатели, плавкие предохранители) не срабатывают до момента прогорания изоляции и образования короткого замыкания.

Контроль контактного соединения возможен

Предупредить аварийную ситуацию на энергообъекте значительно дешевле, чем ликвидировать ее последствия. Причем, отрицательный экологический эффект может в несколько раз превышать экономический. Для того, чтобы помочь энергетикам определить «тонкие» места в системе, в некоторых энергоснабжающих организациях начали проводить тепловизионное обследование электрооборудования с помощью специального прибора — тепловизора.

Основная цель работы специалистов в этой области — это диагностика оборудования и объектов, позволяющая выявить дефекты на ранней стадии, предотвратить развитие аварийной ситуации и более целенаправленно проводить ремонт оборудования в производственных отделениях, в то время как традиционные ремонты предполагают осуществление работ «вслепую», методом проб и ошибок. Аварийному дефекту контактного соединения, который требует немедленного устранения, соответствует избыточная температура 30-40 градусов Цельсия и выше, что и выявляется с помощью тепловизора.

Одним из эффективных путей снижения потерь электрической энергии в контактных соединениях является применение проводящей смазки, причем не только в скользящих контактах, но и в неподвижных. Использование проводящей смазки позволяет снизить переходное сопротивление контакта за счет увеличения площади контактирования, снизить перегрев контактного соединения, стабилизировать сопротивление контакта во времени за счет защиты межконтактной поверхности от окисления, увеличить срок службы контактного соединения.

Безаварийная работа электроустановок, электрооборудования и контактных соединений будет зависеть не только от того, в каких условиях проводились электромонтажные работы, квалификации электромонтажника, качества применяемых материалов и марок кабельной арматуры, но и от того, насколько был выдержан технологический процесс при монтаже. Проведение электромонтажных работ без соответствующего набора инструментов не может считаться выполненным качественно, с соблюдением всех требований и норм. Компании выпускают наборы инструментов для электромонтажных работ: обжимные клещи, кабельная арматура (наконечники медно-алюминиевые, медные, алюминиевые, медные луженые, гильзы алюминиевые) и т. п. Важно всегда помнить, что любое соединение должно быть выполнено с обеспечением надежного электрического контакта. От качества выполнения соединения в целом будет зависеть дальнейшая работа линии или подсоединенного оборудования.