一種新型帶電引線線夾的研制

申 燁

（河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣電業(yè)局，河南 南陽474350）

0 引言

引線線夾一般用于母線引下線與電氣設(shè)備（如變壓器、斷路器、穿墻套管等）的出線連接。目前國內(nèi)配電變壓器引出線連接普遍采用的是壓縮型銅鋁過渡引線線夾，這種線夾由于制作方便、成本較低，在我國很多地區(qū)特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域被廣泛使用。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

以內(nèi)鄉(xiāng)縣為例，遇高峰負荷時期，低壓配變超負荷運行，由于配變引線線夾燒斷、變壓器缺相供電、變壓器漏油、燒毀等原因引起的大面積停電、火災等事故頻發(fā)。事故搶修、更換設(shè)備，不但給本局造成了嚴重的經(jīng)濟損失，更影響了配電網(wǎng)的供電可靠性和企業(yè)形象。

我們針對內(nèi)鄉(xiāng)縣2014年因配變引線線夾發(fā)熱燒毀、變壓器缺相供電、變壓器漏油、燒毀、線路故障等原因而引發(fā)的大面積停電事故進行了統(tǒng)計，具體如表1所示。

表1 2014年供電區(qū)停電時間統(tǒng)計表

然后對本縣2013年5—11月份低壓配變停電的原因進行了調(diào)查統(tǒng)計，結(jié)果如圖1所示。

圖1 停電原因分析統(tǒng)計柱狀圖

可看出因線夾故障導致的停電占全部停電總時間的比重最大。隨著當代經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力能源需求不斷增大，電網(wǎng)建設(shè)也相應進入了一個高峰時期，電網(wǎng)安全運行面臨嚴峻考驗，提高供電質(zhì)量、確保供電可靠性對電力行業(yè)來說任重而道遠。

2 問題分析

引起變壓器和引線線夾故障的常見原因：（1）引線線夾燒斷：線夾導線端為鋁質(zhì)，接變壓器螺桿端為銅質(zhì)，銅鋁連接會產(chǎn)生化學反應，增大接觸電阻，散熱不均，容易燒毀線夾銅鋁連接處。（2）變壓器缺相供電、漏油、燒毀：壓縮型引線線夾截面較薄、與變壓器導電螺桿接觸面積小，散熱效果差。高峰負荷時，變壓器導電螺桿發(fā)熱嚴重、散熱不及時會導致螺桿損壞，從而引起變壓器缺相供電、漏油甚至燒毀。

由分析可以看出，引線線夾散熱不良是造成停電事故及變壓器損毀的主要原因。現(xiàn)用的壓縮型銅鋁過渡引線線夾無法承受低壓配變在高峰負荷時期的散熱要求，這就需要我們研制出一種散熱能好的、符合低壓配變供電需求的引線線夾。然而目前國內(nèi)存在的低壓配變引線線夾存在各種問題和缺陷，而中高壓變壓器的引線線夾成本太高，不適用于低壓配電變壓器。

3 發(fā)明研制

變壓器導電螺桿散熱不及時，容易造成變壓器漏油甚至燒毀，針對這一問題，我們準備改善引線線夾與配變導電螺栓散熱效果，以提高變壓器使用壽命。壓縮型線夾、C型線夾、螺栓型線夾的分析比較結(jié)果如圖2所示。

圖2 3種型式的線夾優(yōu)劣性分析

從安全性、實用性、可靠性、易操作性等方面進行了優(yōu)缺點對比分析，最終確定最佳方案為：采用螺栓式引線線夾。

市場上購買了制作線夾所需的鋁材、螺絲，并按照設(shè)計圖紙對材料進行了加工，設(shè)計加工圖紙如圖3所示。

按照設(shè)計圖紙的要求，對購置材料進行了加工組裝，牢固可靠并符合安全要求。購置材料如表2所示。

圖3 新型引線線夾設(shè)計加工圖紙

表2 所需材料表

研制小組成員對線夾進行了電流沖擊、耐熱及穿刺壓力試驗，各項指標均達到安全要求。

2014年8月18日，在某一供電所所轄臺區(qū)一臺配變對螺栓式配變引線線夾進行了實地安裝試用，線夾在導電性能、散熱等方面效果良好。但在試用過程中同時發(fā)現(xiàn)兩個問題：（1）線夾與配變導電螺桿連接處導電性差，散熱效果不夠理想，配電導電螺桿有局部發(fā)熱現(xiàn)象；（2）連接導線的導板橫截面較薄（1.0cm），大負荷長期運行時存在熔斷等安全隱患。

針對試用過程中發(fā)現(xiàn)的問題，小組成員討論研究后決定對線夾進行改進優(yōu)化：（1）在線夾螺栓內(nèi)部鑲?cè)胍粚鱼~質(zhì)螺栓，使銅螺栓與配變導電螺桿直接連接，增強導電性能的同時也增大了銅鋁接觸面積，提高了散熱效果。（2）將導板橫截面加厚（1.5cm），加強導板受熱能力。

改進后的螺栓式配變引線線夾實物圖如圖4所示。

圖4 新型線夾實物圖

2014年8月26日，小組成員對改進后的線夾進行了實地安裝試驗，線夾的導電性能、散熱效果及受熱能力都較改進前有了很大的提高，達到了我們預期的效果。

4 效果檢查

我們選擇在一供電所所轄臺區(qū)203臺配變安裝了螺栓式引線線夾，經(jīng)近3個月的使用效果反饋，其達到并超越了預期效果。

配變引線線夾燒斷或引起變壓器故障而造成的停電在各類停電事故中所占比率由76.7%降低到28.5%。螺栓式配變引線線夾，減少了由于配變引線線夾發(fā)熱燒毀而引起的變壓器缺相供電、變壓器漏油、燒毀、大面積停電等事故，提高了配電網(wǎng)的供電可靠性。

同時，螺栓式配變引線線夾的研制減少了事故緊急搶修次數(shù)，提高了配變使用壽命，大幅縮短了停電時間，為配電網(wǎng)節(jié)省了大量的人力、物力。