一种电表接线端子的改进措施

一种电表接线端子的改进措施

杨世忠,李文明,刘照笏

大理巍山供电局 云南 672400

摘要：接线端子是用于实现电气连接的一种配件产品,工业上划分为连接器的范畴。随着工业自动化程度越来越高和工业控制要求越来越严格、精确,接线端子的用量逐渐上涨。电缆的接线端子是配电柜以及保障电缆终端完全运行的重要部件,如果连接不良将会导致接触电阻增大,引起接线端子或电缆的绝缘老化以及发热烧损,给配电柜以及供电安全造成了严重的威胁。

关键词：计量表接线；接线端子；接线端子压接

1 计量柜电表接线端子烧损的现状

最近几年,大量电表接线端子的不规范使用,造成接线端子烧损的情况频频发生,给配电柜以及供电安全造成了严重的威胁。计量柜接线端子烧损故障情况主要有电源转换柜二路主接线排相电表接线端子烧损、电源转换柜一路主接线排相电表接线端子烧损、电源转换柜二路主接线接触器相进线端子烧损、电源转换柜二路主接线排相电表接线端子烧损、电源转换柜一路主接线排相电表接线端子烧损、电源转换柜一路主接线接触器相进线端子烧损等故障。通过对配电柜接线端子烧损的研究分析,我们可以清楚的看出配电柜接线端子烧损主要是由于主接触器或空气开关接线端子烧损以及主线笼式接线端子烧损,这些部位的烧损极易造成一路或二路电路的相间短路,影响电网正常供电,对电柜、供电线路以及电网

供电安全产生严重的威胁。

2 计量箱接线端子烧损的原因

通过对计量箱电表接线端子烧损情况的分析发现,电源配电柜内的主接线端子通过的电流往往较大,容易发生发热烧损故障尤其是笼式接线端子发生烧损的事故比较频繁,其中笼式接线端子大多都是簧片式的笼式接线端子,下面对配电柜内电器元件接线端子以及电表接线端子烧损的原因进行分析。电器元件接线端子发热烧损导致一路、二路主接触器以及空气开关等相关电器元件发热、烧损的主要原因有两个。一个原因是一些外在因素如大型车辆通过时路面振动导致配电柜不断振动,使接线端子与电器元件间的联接松动,压紧力不断减小,造成接触电阻增加,在长期通电的过程中,容易用易造成电器元件接线端子的发热、烧损另一个原因是接线端子与配线的导电体之间压接不良,造成接触电阻增加,在长期通电时,使电器元件的接线端子发热烧损。

2.1 电表接线端子的烧损原因

电表接线端子有着结构紧凑且接线方便的特点,也正是由于电表接线端子之间的紧密连接,在表面不容易发现电表接线端子内部的烧损情况,容易造成比较严重的烧损,造成电表接线端子烧损的主要原因有以下几方面：

（1）载流导体发热。现目前的配电柜内主干线的簧片式接线端子所接入的配线均采用的是的配线,这种簧片的弹力比较大,导致在配电柜接入配线时簧片的开启角度不够,造成配线的部分导电体没有完全压入弹片内,使导线的实际导电面积减小,在长期电流通过时产生异常升温现象。实验研究表明,金属导体会在高温下会因为遭受退火而导致机械强度下降。铜的温度在超过150℃时,铜的机械强度会急剧下降,从而导致导电体与簧片的接触压力减小,接触电阻增大,使簧片发热更加严重。另外,发热也会使导电体的接触表面发生强烈氧化,产生的电阻往往会比导体本身的电阻大很多有的可以达到几十倍甚至更大的氧化铜,大大增加了电阻的接触面积,使接触处的发热量剧增,并形成恶性循环,导致电柜接线端子与导体接触处松动、变形,严重时甚至会出现熔化现象。通过研究发现,导体表面积、电流以及本身电阻对金属导体在通电时升温有着一定的关系。其关系可以用公式Txu=Ixu²R·KS表达,其中,Txu表示导电体容许升温,Ixu表示导电体容许通过电流,R表示导电体的电阻,K表示导体散热系数,S表示导电体的表面积。从公式中可以看出,当增大导体的电阻接触电阻或减少其过流表面积时,导体会产生异常升温现象。

（2）电表接线端子发热烧损。电表接线端子具有抗震性高、接线时间短的特点,加上其耐热、耐腐蚀的性能,被广泛运用在世界电气连接领域。然而电表接线端子实际使用过程中也存在一些问题,端子烧损的故障也经常发生,主要现象是接线端子的烧损、熔化等。以下就电表接线端子发热原因进行具体分析。

端子压接的弯曲抗拉试验: 以DZH22—18.4型端子与P12的防波套的连接为例，对模具单坑压接的端子可靠性进行评估，特制作20只压接样件,采用沿端子出线筒尾端90°弯折的方式进行疲劳弯折试验，抗拉强度拉力如表1所示，断裂处均在端子压接筒外，断面如表1所示：

表 1 压接模压接拉力试验数据

方式      弯折0次      弯折 l0次     弯折 l5次     弯折 20次    弯折25次

模具        拉力          拉力           拉力           拉力         拉力

压接       65N-75N       55N-65N        50N-65N       50N-65N       45N-55N

无拉脱        无拉脱         无拉脱         无拉脱       无拉脱

屏蔽线从压接   屏蔽线从压接 屏蔽线从压接  屏蔽线从压接 屏蔽线从压接

筒外断裂      筒外断裂      筒内断裂      筒内断裂    筒内断裂

一是压入接线端子导线长度不符合规定要求。笼式接线端子有着严格的压线长度要求,其对应的压接导线的截面积有具体的范围要求,比如型号为285-635的接线端子的允许压接导线面积为6-35mm²。因此,当导线过细时,由于压入导线的过长,加上导线与接触面积有绝缘层,造成导线的导电能力恶化,从而烧毁接线端子。比如在配电柜电源主线接线处,弹簧端子采用285-635,电源主线为朋早的导线,就出现过类似情况,危险性极大。

二是插入接线端子的导线剥线长度不符合要求。电表接线端子对剥线的要求也比较严格。比如型号为281-681型的接线端子的导线剥线长度为9-10mm²。剥线过短会使弹簧压接面积过小,容易造成明显的脱落。对于剥线,不仅要有丰富的操作经验,还必须配备专门的剥线工具,以固定剥线长度。

三是对插入接线端子的导线截面积不符合要求。电表接线端子对压接导线的截面积有着严格的范围要求,若超过要求的范围,会使导线的接线端头不能完全插入接线端子孔内,造成导电能力下降,埋下安全隐患。在铁路客车上,导线数量往往较多,当电表接线端子数量少于导线压入量要求时,绝对不允许把两根导线拧在一起插入到一个接线端子插孔中。

四是电表接线端子的配件选用不当。电表接线端子的附属配件很多,比如挡块、短板以及相邻跨接器等,与对应的弹簧端子型号相对应,比如,型号为281-402的相邻跨接器可以在281系列端子上使用,也可以在插入未到位的情况下使用系列端子,但由于载流量不够用,在满负荷工作时容易引起端子的烧损。

3 配电电柜烧损的改进措施及建议

通过对配电柜接线端子以及电器元件的接线端子烧损情况的分析和处理,并在处理配电柜接线端子烧损方面积累了一定量的工作经验,通过采取一些针对性措施,能取得很好的效果。根据配电柜接线端子烧损的情况采取的主要相应改进措施通过研制一种“记忆”性过渡端子，首先对端子管壁上方进行开口打磨出丝牙如图1所示，其次采用六角螺丝或者蝴蝶螺丝对所接电线进行免压接且紧固，可重复循环使用，最后采用全氟丙烯、乙二醇、聚对苯二材料使其端子套管有良好的胀缩特性﹐采用磷酸酯类阻燃剂，既环保又可防止导线温度过高燃烧起火。

图1

结束语

在实际的应用过程中，通过改进原有的铜铝过渡接线端子，实现将配电柜内以及以上的主配线原来采用的弹簧片压接方式改为螺旋拧紧式的新型电表端子压接方式，极大程度减轻了工作人员的作业方式，现在使用“全氟丙烯、乙二醇、聚对苯二材料管”实现导线对接普遍应用在很多产品的接线过程中尤其应用在质量要求极高的接线端子产品中，采用正确合理的操作工艺技术，可以提高产品质量，降低火灾隐患，延长使用寿命，降低生产成本。

参考文献

[1]浅谈配电柜接线端子烧损及原因.胡华仁

[2]浅析电缆中端子的接线方式.郭静