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一种新型导线连接金具—H型线夹的研制与应用

作者:温州宝明电气有限公司时间:2011-12-13 我要发布

温州宝明电气专业生产H型线夹,C型线夹,创通线夹,防雷线夹,防雷支柱绝缘子,故障指示器,绝缘穿刺线夹等 联系人胡先生;电话;0577-62668687     13506550333分析了传统线夹发热的原因,介绍了一种新型线夹—H型线夹的优点、施工工艺及其试验和应用情况。H型线夹为压缩型线夹,将线夹与导线压成一体,为解决各种接点发热问题提供了新的思路和选择,具有经实践验证的优越性能和较低的价格,应得到进一步的推广和应用。
 

1传统线夹发热的原因分析

        电力线路接头是线路中的薄弱环节,在运行中经常出现发热烧坏,造成大量的停电事故,大大增加了抢修的工作量,影响配电网的安全运行和供电可靠性。造成接头故障的原因主要有以下2个方面:

1.1导线本身的特性

(1) 铝的氧化膜。铝比铜而言极易氧化,铝线在制造过程中一碰上空气,表面即会产生一层氧化膜,而薄的氧化膜亦具绝缘性,因此铝线相接时,必须涂上防氧化膏才能相接。

(2) 铝线的蠕动性。在50℃以上环境时,铝线比铜线更易产生蠕动而变形,是铜质金具的数倍,因此铝线相接时,比起铜线,需要降低单位压力,否则接触部分容易变形,接续金具会产生松动,降低单位压力时接触电阻升高,为补救其缺点,一般采取增加接续金具的接触面积。

(3) 电蚀。铝线其相接物不一定为铝线。不同金属相接时,很容易产生伽凡尼效应、穿孔腐蚀和间隙腐蚀。

1.2接续金具结构和材料上存在的缺陷

目前,平顶山市配电网中普遍采用仿苏式铸铝成形的JB并沟线夹和SLG镙栓型设备线夹,该线夹对导线的紧固力不稳定。太松会使接触电阻很大;太紧将使导线压扁变形,由于导线的蠕变紧固力很快下降,接触电阻同样很大。另外,导线经过热胀冷缩的热循环后,会留下空隙,接触电阻很快上升。接触电阻增大,会造成新一轮的发热,产生恶性循环,直到接头烧坏。

为了解决上述问题,改进导线接头的连接方式,采用压缩型线夹,其特点是借助液压钳,将线夹与导线压成一体,其结果是线夹与导线的接触率无限增大,电气性能极其稳定,一般接触电阻仅约为导线电阻的40%,比JB镙栓型并沟线夹的电阻小1倍多,其缺点是线夹不能重复使用。

压缩型线夹在国外是一种较新的改进型,已经有多年成熟的使用经验,首先是接续安全可靠。铝导线及钢芯铝绞线使用的压缩线夹主要是H型线夹。H型线夹以铝材为基础,与铝线材质相近。12t压力恰到好处,压接后浑然一体,所以即使在温度变化时,也不会产生松弛现象,H型线夹的结构见图1。

    


图1 H型线夹结构图
 



其次可以完成铜铝线过渡连接,非常实用。一般来讲,铜铝稳定连接比较困难,由于H型线夹采用铝为基本材料,中间用电涂方法加上与铜铝电位差相近的锌和锡金属,因此,铝表面的电蚀电流密度就极少了。线夹的线沟内涂有铬锌酸糊防氧化导电剂(一种专配膏剂),既能防止水分侵入,又能除掉氧化铝膜,则铜铝接续几乎可以避免电蚀的影响。

 

2讯莹压接套管的特点
 



平顶山供电公司于2005年尝试采用讯莹压接套管获得了良好的成效,安全性和施工效率得到大大提高,现将目前仍采用的并沟线夹(JB、JBY)和穿刺线夹与讯莹压接型套管做一系统性的分析比较。

2.1电气特性

与并沟线夹(JB、JBY)和穿刺线夹做比较,H型压接套管有优良的电气特性,连接导线后,接触阻抗,因接触面为全面包覆,使接触面完整,而获得极佳的电气特性,
线夹接续后导线包覆性比较见图2。从比较并沟线夹(JB、JBY)和穿刺型线夹的实验数据中得知,电阻在通电前后,H型线夹的电阻低于目前采用的线夹。

    
 


 

图2线夹接续后导线包覆性比较
 



图2(a)所示的导线未被全面包覆;股线和并沟线夹接合处,仍留有孔隙,电阻较大,耐蚀性弱。图2(b)所示的导线已被全面完整包覆;导线和接头接触处,完全没孔隙,电阻低,耐蚀性佳。

2.2设计结构

JB、JBY、SLG和穿刺型线夹,在设计上采用铸铝或铜片以螺栓锁紧方式将导线连接,然而,在施工中,扳手的扭力大小控制不易,容易导致接触电阻的异常。此外,JB、JBY、SLG和穿刺型线夹,是由多项零件组合而成,线夹的品质不易规范,质量的要求管控不易,零件所产生的瑕疵,在应用中均可能导致在电气和机械特性方面出现问题和发生故障,且问题分析不易。H型压接套管为一体成型的设计,在结构上和应用上提升了线夹的质量及其稳定性。

2.3 环境应用的耐久性和耐候性

电力运行中,经常发生线路接头的发热烧坏,而造成大量的停电事故和抢修工作量,其成因和线夹的耐久性、耐候性设计关系密切,深入探究其原因可分为以下几个方面:

2.3.1热膨胀及收缩

中国国家标准对金属线夹化学成分的要求非常严格,对于JB、JBY、SLG型线夹,为获得优良的电气特性,铝合金的杂质含量需低,此外,以铸钢的螺栓做夹接施压,因钢螺栓的膨胀系数(0.105×10-4~0.11×10-4
℃)和铝导线的膨胀系数(0.27×10-4 ℃)不同,在外界应用的环境下,温度的冷热变化会造成螺栓压力松弛,使电阻增加;而穿刺型线夹以铜片和铝导线用穿刺方式接合,接触面小,热胀冷缩的问题更显严重。H型线夹其成分和铝导线近似,热胀冷缩同步,在不同的环境温度下,仍可获得稳定的电气特性。

2.3.2 导线蠕动

铝绞线或铜绞线的蠕动性,使压接时绞线变形,而压接后,因风力造成的导线摆动,绞线各股蠕动,使得夹接型线夹的压力变小,电阻增加,导致电损和发热烧断的事故发生。H型压接套管可以防止导线的蠕动,而获得接头电气、机械性能的耐久性。

2.3.3 零件的腐蚀

在户外环境中,零件的腐蚀是造成电力线路故障的重要因素,零件内部成分的杂质、孔隙和各零件间的空隙在户外雨雪和酸碱的环境中,极易产生晶粒腐蚀、穿孔腐蚀和间隙的酸碱浓度差产生的电位腐蚀。此腐蚀效应严重影响电力线路的耐久性和安全性。JB、JBY、SLG型线夹,由于在材料成分和强度要求间需做取舍,质量方面使铝的纯度降低,杂质增加,本体的耐腐蚀性较差,此外,零件多而零件间的组合间隙也易造成间隙腐蚀的产生。讯莹压制接套管为一体成形,解决了零件腐蚀的问题。

2.3.4双金属电位腐蚀(铜铝过渡)

铝导线和铜导线大量运用于架空线路上。在变压器或真空开关等线路开关和保护装置上,使用JB、JBY、SLG型接续金具连接铜导线到铝导线架空线路上,会经常发生高温烧断的情况。究其原因,多发生在铜铝过渡的双金属电位腐蚀上。由于双金属接触,其电位差造成铝为阳极,铜为阴极,在户外的酸碱环境中,电位腐蚀造成电阻增加、烧断。在H型套管部分应用加大阳极设计,使H型压接套管全面包覆铜导线和铝导线,阳极加大也使电流密度变小,使得电位腐蚀情况获得优异的改善。此在之前,该产品在美国、欧洲及台湾都进行过多年的实际应用,并得到了认可,是成熟定型的产品。在河南应用于接户线,真空开关也获得了良好的效果,可彻底解决铜铝过渡的问题。

2.4资源的节约

并沟线夹(JB、JBY)在一个接续处,需用2~3只才能达到电气要求,在材料的使用上,不是一种经济的方式。H型压接套管仅需使用一只,即可达到国家标准所要求的电气和强度特性,对整体资源的节约很有帮助。此外,由于H型压接套管线夹的耐久性和优异的电气特性,将大大降低因故障检修而导致的电量损失。

2.5 工艺和价格

并沟线夹(JB、JBY)接续金属的施工,在一接续处使用2~3只,需要螺栓数目则在4~9只,如何确保每一螺栓的扭力达到要求,实属施工工艺的一大难题。穿刺型线夹施工时不需剥去绝缘层,然而其电气耐久性和耐候性差,长期使用,会导致事故率急剧上升,应当尽量避免使用。

同型号的H型线夹和并沟线夹,H型线夹比并沟线夹价格略高10~20元,但相比较H型线夹具有更高的性价比。

    
 

3讯莹压接套管的施工工艺及注意事项
 



(1) 使用H型线夹进行接续施工时,施工方法及工序如下:①使用液压钳压接,装好相应线夹规格的压模。用导线刷把铝导线或钢芯铝导线的压接部分轻拭,以除去外部的氧化层。②将次(分支)导线或断连时的同截面导线,插入B线夹,用拇指压下B线沟的边翅。③将主导线插入A线沟,用拇指压下A线沟的边翅。④把安装好压模的液压钳,扣入线夹的压接指示A处,依格数实施压接。⑤每次压接时必须使液压钳完全出力至释放压力,压接完成。⑥依格数全部压接完成后,取出液压钳。⑦如为绝缘导线,擦净外露铬锌酸糊,使用高压绝缘自粘带缠绕,完成绝缘。再以防紫外线胶带缠绕妥当,则整个工序完成。

(2) 注意事项:①铝线对铜线压接,铝线应置于铜线上方。避免铜化物水溶后流至铝线,导致铝线锈蚀。②使用“液压工具”压接,需压至其自动释压,才算一次完整的压接行程。③对于套管,每次压接压模皆应迭接于前一次的加压部位,使压缩部位间不留有空隙,以取得最大的压接效果。④凡需压接3次及以上的,均应由套管中间先压,再分别向两侧依次一左一右向末端压接。

    
 

4讯莹压接套管的应用范围
 



(1) H型铝压接套管为非张力型压接套管,使用范围为:①架空高压及低压电力线路杆塔的跳线、分支线、各项电力设备引线、接户线、进户线等导线的压接连接;②地下低压铝导线电力线路手孔内连接器、分支线、引上线及进户导线的压接连接;③屋内低压铝线电力线路非张力线段间、连接线、分支线、各项电力设备引线等导线的压接连接。

(2) 铜压接套管为非张力型压接套管,使用范围为:①地下铜缆线配电网的分支线、引线等的接续安装;②变电站及综合楼的接地网与接地线的接续安装;③铜绞线与镀锡圆钢的连接;④接地网与接地铜棒的引接。

讯莹压接套管经实地现场的施工测试,可取代目前常用的并沟线夹、穿刺线夹、T型线夹和铜铝过渡套管,以提升配电网的可靠性和安全性。

    
 

5讯莹压接金具的试验情况
 



2001年1~3月,委托安大略省WARDOCK HERSEY测试机构对H型线夹铜铝对接电位腐蚀进行了试验,测试项目有热(电流)循环测试、加速热冲击和盐雾腐蚀测试,结果证明该线夹具有优良的防腐成效。

    
 

6讯莹压接套管的应用
 



H型压接套管2004年进入中国,在山东、广东、福建、四川、河南5省得到了广泛应用,每季度销量10万只左右。

2005年4月份进入河南9个局,并得到广泛应用,销售量为1.5万只左右,应用效果良好。其应用包括10 kV跳线、断路器引线与导线连接处的异2005年平顶山供电公司城网建设改造中,引用了台湾讯莹公司H型铝压接套管新技术,对各种引线、跳线全面采用压接,解决了多年遗留的线头发热问题,提高了供电质量。

     

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