关于在电力系统推广使用“盛华”牌系列纳米保
来源:admin日期:2020/06/16 浏览:
一.建议背景 2006年1-11月,我国全社会发电量为24897.94亿千瓦时,同比增长13.5%;全社会用电量25627.49亿千瓦时,同比增长14.15%;装机总容量达4.67 亿瓦,同比增长21%,增长速度为五年来的最高水平,新增装机容量达到8200万千瓦,为历史最大规模,尽管如此,装机容量的增速还是明显落后于发电量和用电量的增长速度,导致了近年来全国大范围的缺电拉闸现象。
我国经济的高速发展已经受到电力供应不足的严重制约,越来越多的企业笼罩在缺电恐慌的阴影中,拉闸限电在更大的范围蔓延,整个中国的注意力转向了电力行业。 要这种大背景下,电力设备的安全生产、节能降耗课题越发凸显出其重要性。
二.电接触保护的问题及现状
1.我国电力设备中电接触元件存在的问题 当前我国电力设备中的电接触元件虽然在质量上有了很大的提高,但是由于我国的科学水平与生产水平还不很发达,质量上或多或少还存在各种不同程度不同的问题,其中对于电接触元件的可靠性有着更高的要求,而许多电接触元件尚满足不了电力行业发展的需要。其中突出的问题是接触电阻大、无功损耗问题突出、耐磨性差、寿命短、故障率高、不耐工业大气、潮热、盐雾等恶劣气候的腐蚀。造成这些影响是多方面的,但首先是由于用来制造各种元部件的金属本身,存在着热力学不稳定因素(金属在冶炼过程从外界吸收了能量处于高能状态),当其受到环境中各处外因的影响下,必然要遭受腐蚀,成为氧化物,盐类待腐蚀产物(金属放出能量,回到原始的低能状态,例如,铜、银在自然界的氧化、硫化作用。)即使电力行业中应用最多的镀银元部件,也会由于金属电镀层的致密度差别存在镀层微孔而易与底层金属沟通产生电化学腐蚀。所以金属腐蚀,对于电接触元件使用寿命是较大的威胁,同时由于电电动体腐蚀会使接触电阻进一步加大,造成电路接头温升增大,无功损耗升高,而接头温度升高又会加快金属电导体的腐蚀和氧化,形成周而复始的恶性循环,最后形成破坏性电路故障。
另外,金属间的相互磨损,过大的插拔力所造成的机械变形,都将影响电接触可靠性。众所周知,电接触元件是沟通电路的关键元件,故这类元部件一旦发生问题,便会使电力控制系统发生故障,很容易造成重大损失,同时也贻误生产,其后果将是极其严重的。因此,如何提高电接触元件设备的可靠性,在国外早已引起重视,大力开展了电接触可靠性与防护方面的研究。
2.电接触保护现状: 在未使用电接触保护材料之前,电接触元件的接点金属表面,通常处于干摩擦状态,故非常容易磨损。且由于金属本身的热力学不稳定性,极易受潮热、盐雾、大气中的SO2、NO2、H2S等腐蚀介质的作用而形成腐蚀产物。电路一旦接点金属表面受到磨损或形成了腐蚀产物后,便会明显的增大接触电阻,使电阻值变大、接头温度升高、让电能传送变得不稳定甚至中断,以至造成事故。
为了解决这些问题,当前国际上采用了两种方式,一种方式是在电接触的金属表面,使用金银等贵金属材料达到降低电阻和增强抗腐蚀性能的作用。另一种方式是涂刷电接触保护材料。前者能消除一般性故障,但费用昂贵。后者相对费用较低,故后者有明显的优越性。在电接触保护材料方面又可分为固态,液态,油膏态(半固态)三种,当前国际上后两种较多。
我国从80年代开始研制生产导电膏(又叫电力复合脂),是一种新型电工材料,可用于电力接头的接触面,降阻防腐、节电。至今已有几十个个品种型号,其基本性能相同,是以矿物油、合成脂类油、硅油作基础没,加入石墨、金属粉末以及导电、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。但这种导电膏有一个比较麻烦的问题就是因为含有这些油脂本身的特性很容易变干、流失;又因为含有金属粉末所以很容易被氧化,降低实际使用效果和使用寿命,普遍使用期不到一年就必须更换,这对数量巨大的电接触部件来说,是工作量巨大的挑战。 据国外文献报导,作为电接触保护材料具有优良润滑性能并已获得专利的已有数十种之多,但同时具有优良的防大气腐蚀的保护材料还很稀少。关于电接触保护剂或保护材料这类新材料在电接触元件上所起的重要作用,特别是有关润滑,防腐蚀及导电机理等理论性问题的研究,在科学上是一个正在探讨的课题,早已引人注目地开展了这方面的研究,这是因为目前在国际上迫切希望沿着新的理论指导下研制出最理想的新型润滑防腐导电材料。
三.“盛华”牌拿保护涂抹剂产品性能及在电接触保护中的作用
1.“盛华”牌电接触保护脂产品特点 “盛华”牌纳米保护涂抹剂是由人工合成的特种单分子导电防腐材料作为载体,辅以纳米级导电材料复合改性,利用产品本身所特有的分子隧道型导效应,使本产品具有了相当于银的导电性能。由于其液体状态的流变性,可以达到金属电导体接头之间的零距离无间隙连接,既能保障金属导体的电接触完全可靠,又能起到降低金属导体接头之间的接触,防止接头发热,节能降耗的作用,同时由于产品本身不含金属粉末的易于氧化的物质,所以不会发生氧化失效。材料本身对金属的卓越防腐蚀性能,能使金属导体长时间处于无锈蚀状态,能显著延长金属导体的使用寿命。
“盛华”牌纳米导电涂抹剂是一种具备增强导电性能、润滑、金属缓蚀与防腐相结合的新型材料,在接点金属表面只须喷涂1~1.5微米左右这样一层极薄的保护膜,便能在长时间内(通常可达5~10年以上,)增强导体接触导电性能,同时也可防止大气中各种腐蚀介质对金属的侵蚀,同时还能降低插拔力,从而可保证电接触稳定可靠,保护金属处于最理想的工作状态。
2.结合力理论 在金属电导体接点防护处理工程中,常常只着眼于物质的防护性能,而较少考虑结合力的问题。但作为电接触保护材料,特别是“盛华”牌电接触保护脂,其厚度只有1~1.5微米左右,要求一次涂敷,能长期使用,其效果好坏与保护材料本身对金属表面的结合力强弱有决定性关系。即具有某种特定结构显现出结合力强的保护材料薄膜,在长时间经受金属接点间磨擦与外部环境中各种腐蚀因素的侵蚀,方有可能产生优良品种的润滑效果和优良的抗腐蚀效果。
众所周知,物质的性质从属于结构,从我们所收集的样品与文献上查阅到的国际上几十种性能较好的导电膏,大多数是以矿物油或硅油为基础和其他添加剂所制成从结构分析矿物油与硅油均属于非极性分子类型,其结合力主要靠分子间力即范德华(WanDerwaals)力结合,我们知道分子间相互作用能通常很小,数量级为:0.1~1千卡/摩尔。故这类分子之间以及分子与金属之间的结合力小,易自由滑动,加以液体分子的热运动和存在较大的表面张力,故当其受到摩擦或挤压时便易离开金属表面,聚集并堆积于工作面的周围,使金属的工作表面便失去润滑性,与防蚀作用。显然这类润滑剂电接触表面应力,有明显的不利因素。对于有关固体润滑的理论,本文暂不拟作广泛的论述,只重点谈谈“盛华”牌电接触保护脂在电接触金属表面形成薄膜(1~1.5um)后所显示出来的强耐磨性与强抗腐蚀性的可能原因。
从计算机直建开关,经十万次试验的金属表面进行电镜扫描观察与摄制的照片看,“盛华”牌纳米保护涂膜能附与金属材料更好的防腐与耐腐性能。 “盛华”牌纳米保护涂膜之所以有如此优异的耐磨与防腐性能,是因其中含有两种自行设计合成的,具有特殊结构的化合物,并按严格比例结合成了一个整体,即同一物质借助于它分子的基端所具的静电场力或配位场力与电接点材料一银、铜等过渡金属的原子产生结合能力为30~150千卡/摩尔,比分子间力(0.1~14千卡/摩尔)要大得多的紧密结合。而分子的另一端起着润滑与防腐作用,通俗地说:就好象是无数个带尾巴的铆钉密集铆接在金属表面,形成了一层牢固结合,既能防腐蚀又能起良好润滑作用的薄膜,故此亦称之为电接触保护膜。
3.导电机理 一般的导电膏由于是以矿物油作载体再添加金属粉末,故其导电性能仍然属于金属导体导电;而““盛华”牌纳米保护涂膜即不含矿物油也不含金属粉末,故其电流传输方式不是靠金属电导体传输。“盛华”牌纳米保护涂膜是一种全合成有机导电材料;按一般的理论,有机物是电的不良导体,但美国科学家坎贝尔博士提出,具有某种特殊结构的有机化合物能形成分子隧道型导电,具有优良的导电性能;坎贝尔博士列出了其分子模型,并进行了实验验证,需要指出的是,电接触保护脂虽然具有坎贝尔博士描述的分子隧道型导电特征,但其结构完全不同于坎贝尔博士设计的分子模型,属于另一类新型的有机导电材料。
4.应用领域 可应用于各种高、中、低压电网系统金属导体连接接头,紧固式母排,开关刀闸,节能降耗,确保电气设备及元器件长期处于稳定的工作状态,保障电网安全可靠运行。是市场上导电膏的最佳替代产品。对用户单位而言,在节能降耗的同时,不仅降低了成本、消耗、劳动强度,且提高生产安全,减少了后期维护费用。
5.“盛华”牌纳米保护涂膜技术性能
1)外观:淡黄色均匀液体
2)使用温度范围:-40℃~+150℃
3)喷涂后的在金属表面形成一层固体薄膜,低温不开裂发脆,由于是固体高温不挥发不流淌,长期不脱落,理化性能稳定。
4)不含目前市场上使用的普通导电膏含有的矿物油或硅油成份,(该成份的存在使导电膏容易流失变干而失效,使用寿命较短)本纳米级产品为全球独家生产。
5)不含石墨及金属粉末,抗氧化性能超群,能保证长期处于有效工作状态。
6)导电性能相当于银的导电性能,能耐1万安培的大电流。可以完全替代金属导体接头的搪锡镀银工艺,导电性能明显优于普通导电膏。
7)降阻效果显著,明显优于普通导电膏。
8)电接触可靠性零故障,电接触完全可靠,该性能是普通导电膏所不具备的。
9)对金属导体的防腐蚀性能。本产品能抵抗盐雾、潮热、空气、SF6、SO2、H2S、NOX、CO2等腐蚀介质及电化学介质对金属导体的腐蚀,防霉腐蚀1级,防腐蚀效果优于普通导电膏。
10)用量小。在同等涂敷面积内本产品的用量只有普通导电膏的1/50左右。
11) 有效使用寿命,活动连接部位3年以上,固定连接部位8年以上,普通导电膏只能涂敷在固定连接部位,涂敷后1年左右就必须清除掉重新涂敷。 四.“盛华”牌纳米保护涂膜剂与普通导电膏性价比分析 综上所述,可以发现“盛华”牌纳米保护涂膜剂具有极其明显的对比优异性,同时因为其所具备卓越的防腐性能,对电气部件的防护效能也是其他导电膏产品所无法比拟的,对于电力行业“安全生产、节能降耗”的目标要求,必将带来非常可喜的成果。