电镀生产线中直流母排上的电气问题

霍大勇

（河南工业职业技术学院，河南 南阳 473009）

电镀生产线中直流母排上的电气问题

霍大勇

（河南工业职业技术学院，河南 南阳 473009）

通过7个电镀生产线直流母排故障实例的分析，说明了电镀生产现场因母排及相关装置的配置和使用不当造成的故障的原因和处理方法。指出了预防类似故障的12个技术要点。

电镀；直流母排；直流仪表；电极；载流量

Author’s address:Henan Polytechnic Institute, Nanyang 473009, China

1 前言

直流母排是电镀生产线上分配和输送直流大电流的装置。直流母排连接直流电源、测量仪表、电镀电极和电镀工件，贯穿影响电镀工艺的各个关键环节。直流母排安装、运行和维护的好坏直接影响着电镀工艺的进行。笔者在长期的电镀设备维护生产实践中，积累并记录了一些因直流母排及围绕直流母排的仪表、设备装置运行使用不当导致的影响电镀生产和工艺实现的故障实例。本文将围绕直流母排，对其中的一些典型故障加以分析和讨论，供同行参考。出于叙述简洁、讨论方便的考虑，分析中除特别说明之外，假设直流母排之外的所有设备、仪表和生产工艺均完好且处于正常状态。

2 母排的安装不合理

2. 1 生产实例1

2. 1. 1 故障现象

一条新安装的镀铬生产线，安装调试正常、投入试运行。运行20 d后，发现安装于生产线上不同部位的 3个直流电压表测得的电压值不同，影响现场生产的进行。三者分别安装于硅整流电源，直流母排进入电镀工房的首端，以及直流母排与镀槽电极的连接处。前两处显示的电压值相同，镀槽处的直流电压表显示的电压值较另外两处低2 V。

2. 1. 2 现场处理及分析

用直流电压表实测 3处电压值、均与所处位置的电压表指示值相同。停车，电桥测母排电阻，发现母排正负极均表现出较大的电阻。设备运行过程中滴水法检查，确认几处母排螺栓对接点过热，为直流电压损失点。打开连接部位，用细砂纸研磨氧化层、涂导电膏[1]，更换为铜螺栓紧固。开机试车，设备正常运行。运行月余，未见同类故障发生。

因母排连接部位原先采用普通螺栓，并且未对连接部位采取防氧化腐蚀措施，导致母排运行一段时间后出现化学腐蚀，致使接触电阻增大[1]，母排上电压损失过大，影响设备运行。

滴水法查母排过热点，就是在设备运行过程中用冷水点滴在母排上，观察其变化，以确认母排局部发热部位，进而找到母排上出现电阻过大的故障点。

2. 2 生产实例2

2. 2. 1 故障现象

镀铬生产线在正常电镀过程中出现直流电流忽高忽低的现象，影响生产。时间为夏季、暑期。

2. 2. 2 现场处理及分析

这种故障有多方面的因素需要排查。实际维修时重点检查了设备、仪表、镀液、工件等，耗费了大量的时间，最后在设备会诊会议上才找到问题的症结。正如在本文前言中所假设的那样，问题出在母排上。该电镀线采用的是60 × 6铜母排，沿工房2 m高墙面平放、支架敷设，其间有一跨6 m的距离没有设置支架，暑期长期运行后出现母排正负极相互碰撞，造成故障。增设母排支架，保持2 m左右一支架，故障随即排除。

2. 3 生产实例3

2. 3. 1 故障现象

镀铬生产线在正常电镀过程中突发40 × 4母排压降过大。该生产线工艺没有改变，设备、仪表正常。

2. 3. 2 现场处理及分析

滴水法检查、发现在镀槽附近一处母排弯折点过热，为故障点。因该母排为相邻 2个镀槽供电，操作人员采用频繁往复弯折母排的方式接线，造成弯折部位出现机械损伤，致使电阻过大，导致故障。按照以下2.4节的要点连接母排后，故障排除。

2. 4 母排安装要点

综合实例1 ～ 3可知，在安装母排时需要注意以下几点：

【要点 1】母排对接部分尺寸要大于或等于其宽度，对接表面应涂导电膏(或中性凡士林膏)以减小接触电阻。

【要点2】铜母排的连接螺栓应采用铜螺栓，以避免接触面不同金属间接触的化学腐蚀作用[1]。

【要点3】铜母排的表面宜镀锡处理，避免氧化腐蚀。

【要点4】母排的支架间隔应在1.5 ～ 2.0 m之间，以加强支撑；支架与母排接触面应为绝缘材料。

【要点5】允许母排横向小于90°弯折，但母排的弯转不能通过直接在其他方向和角度扭曲母排本体来实现。

【要点6】母排弯转部位的两端应增加支架支撑。

3 母排的长期允许载流量不满足需求

3. 1 生产实例4

3. 1. 2 故障现象

一条镀铬生产线改进生产工艺，电镀电流从3 000 A增大为6 000 A，在原母排正负极两侧分别增加同样规格的 2条新母线与原母排并联，作为新的输电回路，试运行发现母排过热。

3. 1. 2 现场处理及分析

维修中，首先排除了母排搭接故障的可能。

按照母排安全载流量计算，改装后的母排适合设备和工艺需求，能安全载流6 000 A；实测运行中的输电电流也低于6 000 A。分析原因为：母排排列方式造成集肤效应、引起母排过热。将 4根母排按正负相间的方式排列在支架上后试车，运行正常。

3. 2 母排载流量选择的要点

在选择母排载流量时，应注意以下2点：

【要点7】应按照直流电源(如硅整流设备)的最大输出，选择合适载流量的母排构成直流输电回路。

【要点8】直流回路需求载流量较大时，可以用小截面母排并联代替大截面母排，但母排的安装方式以正负极在支架上间隔安装为宜，不能简单地把 2根小截面母排并接在一起代替大截面母排。

4 母排与仪表的连接不当

4. 1 生产实例5

4. 1. 1 故障现象

一电镀生产线大修后，电镀作业人员反映按照原工艺规定的直流电流进行电镀作业，产品镀层达不到工艺要求，产品批量不合格。

4. 1. 2 现场处理及分析

该生产线在整流电源处和镀槽处各装一块直流电流表，两表并联，在硅整流设备内部安装的一个分流器上取信号。镀槽旁的电流表为大修后从母排进入电镀工房处移装。原安装位置距整流柜3 m，镀槽距整流柜50 m。

用毫伏表实测分流器的输出电压为60 mV，仪表表头为6 000 A/75 mV。检测镀槽处电流表两端电压为50 mV，小于整流柜处显示的电流值。由此确定，镀槽处直流电流表指示错误。查线路发现，镀槽处连接导线为2.5 mm2的单股铜导线，因信号传输距离过长，导致严重衰减[2]。改用6 mm2的单股铜导线连接分流器和镀槽处的直流电流表后，故障排除。大修前该仪表采用2.5 mm2的单股铜导线连接合格，是因为电流表距离分流器较近，符合信号输送的要求。

该故障的处理也可以采用在镀槽处设置一个新的分流器与该处的电流表配套使用。这一方法比上述处理方法更为合理。

4. 2 生产实例6

4. 2. 1 故障现象

一条运行中的镀铬生产线上，2个部位安装有直流电压表，分别在硅整流电源上和镀槽处。镀槽处的直流电压表突然出现不稳定的电压指示，但整流设备上的电压指示正常。设备上的两处电流表指示值也正常。

4. 2. 2 现场处理及分析

这是典型的仪表故障或者仪表连接线故障。查故障仪表及其连接线，发现仪表连接线与母排连接点松动，按以下的要点10处理后，故障排除。当然，本故障的故障点还可能在连接线上(如接线断线)，也可能在仪表与连接线的接点上(如接触不良)。这些故障在现场是很容易判定的。

4. 3 母排与仪表连接的要点

【要点 9】仪表与母排宜就近连接，导线采用2.5 mm2以上的单股铜导线；连接线超过5 m长时，应测量其信号衰减量。若信号损失大于5%，应增大导线截面。

【要点10】仪表连接线与母排应采用螺栓连接，连接线加装接线端子并镀锡处理，连接螺栓为铜质[2]。

5 母排与电镀电极或镀件的连接不当

5. 1 生产实例7

5. 1. 1 故障现象

电镀生产线运行过程中按照原工艺的电流电镀时，镀液沸腾状况逐渐减弱，并且镀槽内电流变小。

5. 1. 2 现场处理及分析

该故障在维修处理过程中造成了很大的争议。排除了母排故障后，有关人员在电镀液配制问题和设备故障问题上互相指责，并且分别在电镀液的配制和设备检修上费了很大的周折。最终发现，改用新的镀槽进行试验，问题有了改观。再试车，确认挂件、电镀极板与电极的连接接触电阻因挂棒老化而增大，造成了镀槽内直流电压较实际供电直流电压低。这种故障可以通过敲击挂件、观察槽内反应而及时发现。更换新的极棒后，故障排除。

5. 2 母排与电极、镀件连接的要点

【要点11】母排与镀槽阴极、阳极应采用螺栓连接，保证连接可靠，并每班检查其发热情况。

【要点12】电镀挂件与镀槽电极棒应可靠连接，每班检查其发热情况。每次挂镀件前均应处理挂件接合部位，保证接触良好。

6 结语

本文对故障的分析及处理方法以电镀直流母排之外的设备和电镀工艺均完备可靠为前提。在实际生产中，应当把相关项目(如电源、仪表)列进检修程序。因母排配置或运行方式不当而引起电镀生产线不能正常工作的情况在电镀加工中常见，需要从业人员在实践中结合相关专业知识不断完善，避免设备故障和生产事故的发生。

[1] 《电气工程师手册》第二版编辑委员会. 电气工程师手册[M]. 北京:机械工业出版社, 2004.

[2] 霍大勇, 赵德申. 电镀生产线直流电流表不当使用的分析[J]. 化工自动化及仪表, 2010, 37 (6): 114-117.

Electrical faults associated with direct current bus of plating line //

HUO Da-yong

The faults arising from incorrect configurations and operations of direct current bus and associated equipments in plating production line were analyzed with seven practical examples, and the corresponding countermeasures were given. Twelve technical key points were presented to prevent such problems.

electroplating; direct current bus; direct current instrument; electrode; ampacity

TM721.1

B

1004 – 227X (2011) 09 – 0021 – 03

2011–02–13

2011–03–18

霍大勇（1967–），男，河南社旗人，工程硕士，高级工程师，副教授，专业方向为设备管理与维护、控制技术。发表相关论文80余篇。

作者联系方式：(E-mail) hnnyhdy@163.com；(Tel) 0377–63270916。

[ 编辑：周新莉 ]