二次端子接線(xiàn)夾的研制與應(yīng)用

黎慧明，高 林，青 言，余云光，郭 濤，楊 露

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司紅河供電局，云南 紅河 661100)

0 引言

斷路器機(jī)械特性試驗(yàn)是斷路器預(yù)防性試驗(yàn)、交接試驗(yàn)的重要試驗(yàn)項(xiàng)目。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，儀器測(cè)試線(xiàn)與斷路器控制回路通過(guò)端子排進(jìn)行連接。目前，測(cè)試線(xiàn)接入端子的方式主要有兩種。

(1) 將斷路器控制回路電纜從端子上解開(kāi)，用鱷魚(yú)夾夾接電纜。該方式接觸可靠，但操作時(shí)間長(zhǎng)，存在著觸電和端子內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)恢復(fù)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，且在實(shí)施過(guò)程中易造成測(cè)試線(xiàn)短路。

(2) 將香蕉插頭插入端子接線(xiàn)孔內(nèi)。由于測(cè)試線(xiàn)接頭和端子為硬接觸，常常發(fā)生接觸不良的現(xiàn)象，導(dǎo)致測(cè)試回路不通，需要反復(fù)進(jìn)行調(diào)整。部分現(xiàn)場(chǎng)人員采用手按壓接線(xiàn)線(xiàn)頭的方式來(lái)確保插頭與接線(xiàn)孔接觸可靠，這種方式存在較大的觸電風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)端子插孔大小不一，測(cè)試線(xiàn)接頭存在無(wú)法插入端子插孔的情況。

因此，急需一種可靠、有效的接線(xiàn)方式或裝置來(lái)解決上述問(wèn)題。

1 研制思路

通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)工器具的分析以及經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，對(duì)斷路器試驗(yàn)中使用的鱷魚(yú)夾進(jìn)行改進(jìn)，從而研制一款新型接線(xiàn)夾，設(shè)計(jì)思路如下。

(1) 目前使用的香蕉接頭前端與斷路器二次端子為硬連接，在實(shí)際操作需要人工輔助才能保證接觸可靠，因此，考慮在接頭內(nèi)部設(shè)計(jì)彈簧和可伸縮的彈性頂針，通過(guò)彈簧的彈力來(lái)實(shí)現(xiàn)頂針與端子的可靠接觸。

(2) 將鱷魚(yú)夾其中一邊的夾鉗進(jìn)行改造，焊接一個(gè)頂針套筒，用于安裝彈性頂針，同時(shí)套筒里面安裝徑向收縮彈簧，用于固定彈性頂針。

(3) 帶套筒的鱷魚(yú)夾可單獨(dú)使用。將航空插頭的頂針插入套筒內(nèi)，通過(guò)套筒內(nèi)的彈簧夾持住航空插頭頂針，從而保證在進(jìn)行斷路器手車(chē)試驗(yàn)時(shí)，鱷魚(yú)夾與航空插頭可靠連接而不晃動(dòng)。

(4) 帶套筒的鱷魚(yú)夾也可和彈性頂針配合使用。將彈性頂針插入鱷魚(yú)夾套筒內(nèi)，便可以用在斷路器二次端子上，將彈性頂針插入二次端子螺栓孔內(nèi)，鱷魚(yú)夾另外一邊夾持住端子邊緣從而對(duì)彈性頂針形成固定作用，彈性頂針在收縮狀態(tài)下與二次端子進(jìn)行連接，從而保證接觸可靠，無(wú)需人工干預(yù)，同時(shí)也消除了觸電風(fēng)險(xiǎn)。

2 裝置原理

如圖1所示，該接線(xiàn)夾基于現(xiàn)有的鱷魚(yú)夾，與其形成一個(gè)組合式鱷魚(yú)夾。該鱷魚(yú)夾由夾鉗和彈簧頂針組合而成，夾鉗由半邊鱷魚(yú)夾和安裝底座構(gòu)成，安裝底座一端為可插入彈簧頂針的金屬柱頭，另一端為測(cè)試線(xiàn)筒，半邊鱷魚(yú)夾和安裝底座通過(guò)復(fù)位彈簧鉸接件彼此鉸接，并通過(guò)鉚釘固定，形成一個(gè)可自動(dòng)復(fù)位的彈性?shī)A鉗。彈簧頂針由頂針和頂針嵌套以及裝在頂針嵌套內(nèi)的伸縮彈簧組成，將彈簧頂針插入安裝底座的金屬柱頭內(nèi)，這樣就組成了一個(gè)多功能的接線(xiàn)夾。

圖1 新型接線(xiàn)夾結(jié)構(gòu)示意

使用時(shí)，先將彈簧頂針插入金屬柱頭內(nèi)，組合形成二次端子測(cè)試線(xiàn)夾。將測(cè)試線(xiàn)夾金屬柱頭插入二次端子中間插孔內(nèi)，半邊鱷魚(yú)夾夾持二次端子邊緣，對(duì)金屬柱頭形成可靠的支撐和固定，此時(shí)彈簧頂針因受到金屬柱頭的壓力而呈壓縮狀態(tài)，從而使得安裝底座和二次端子中間插孔可靠連接,將測(cè)試線(xiàn)接線(xiàn)柱插入測(cè)試線(xiàn)筒內(nèi)，便可完成測(cè)試線(xiàn)與二次端子的連接，如圖2所示。

圖2 新型接線(xiàn)夾應(yīng)用示意

3 測(cè)試驗(yàn)證

3.1 性能測(cè)試

根據(jù)設(shè)計(jì)原理，對(duì)鱷魚(yú)夾進(jìn)行了改造，組合形成新型接線(xiàn)夾。主體采用全絕緣橡膠套包裹，保證了接線(xiàn)過(guò)程中試驗(yàn)人員不會(huì)觸碰到金屬部分，同時(shí)也避免相鄰兩個(gè)接線(xiàn)夾搭接造成短路。

為驗(yàn)證接線(xiàn)夾是否滿(mǎn)足性能要求，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了絕緣試驗(yàn)和導(dǎo)通試驗(yàn)。

(1) 絕緣測(cè)試。將兩個(gè)新型接線(xiàn)夾插入相鄰排布的兩個(gè)端子接線(xiàn)孔內(nèi)，然后用絕緣導(dǎo)線(xiàn)將兩個(gè)接線(xiàn)夾分別引出接至電動(dòng)兆歐表正、負(fù)兩極，兆歐表選擇250 V檔位。試驗(yàn)過(guò)程中，測(cè)試人員雙手戴絕緣手套不斷晃動(dòng)，使兩個(gè)接線(xiàn)夾充分接觸，模擬極端條件下短接情況，同時(shí)動(dòng)態(tài)記錄絕緣電阻值。動(dòng)態(tài)測(cè)試過(guò)程中最小絕緣電阻值如表1所示。

表1 絕緣電阻測(cè)試值 單位：MΩ

從表1可看出，5組樣本的絕緣電阻值均大于規(guī)程要求的不小于10 MΩ的規(guī)定，由此可知，新型接線(xiàn)夾絕緣性能優(yōu)良，在使用過(guò)程中不會(huì)發(fā)生兩個(gè)接線(xiàn)夾因接觸而短路的情況。

(2) 導(dǎo)通測(cè)試。將兩個(gè)新型接線(xiàn)夾插入同一個(gè)端子連接片兩端的接線(xiàn)孔內(nèi)，然后用絕緣導(dǎo)線(xiàn)將兩個(gè)新型接線(xiàn)夾分別引出接至雙臂直流電阻測(cè)試儀的電壓、電流極，直流電阻測(cè)試儀檔位選擇毫歐檔。試驗(yàn)過(guò)程中，測(cè)試人員雙手戴絕緣手套不斷晃動(dòng)兩個(gè)新型接線(xiàn)夾，模擬極端條件下新型接線(xiàn)夾的導(dǎo)通情況，同時(shí)動(dòng)態(tài)記錄回路直流電阻值。動(dòng)態(tài)測(cè)試過(guò)程中最大直流電阻值如表2所示。

表2 直流電阻測(cè)試值 單位：mΩ

由表2可看出，樣本3因新型接線(xiàn)夾未完全插入端子插孔內(nèi)導(dǎo)致脫落，其余4組樣本在試驗(yàn)過(guò)程中均可靠導(dǎo)通，且性能良好。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

新型接線(xiàn)夾在多個(gè)變電站進(jìn)行了試用以驗(yàn)證在實(shí)際工作中對(duì)于工作效率的提升效果。

在未使用新型接線(xiàn)時(shí)，單臺(tái)斷路器試驗(yàn)至少需要3人，平均一臺(tái)斷路器特性試驗(yàn)用時(shí)約120 min，按照平均每年進(jìn)行1 000臺(tái)斷路器機(jī)械特性試驗(yàn)計(jì)算，總的人員投入為3 000人次，總用時(shí)為120 000 min；而使用了新型的斷路器試驗(yàn)接線(xiàn)夾，可以減少輔助按壓斷路器二次端子接線(xiàn)人員至少1人，且新型斷路器試驗(yàn)接線(xiàn)夾可有效保證試驗(yàn)接線(xiàn)的可靠性，避免頻繁調(diào)整造成時(shí)間浪費(fèi)，單臺(tái)斷路器試驗(yàn)時(shí)間大幅縮減至60 min左右，總的人員投入為2 000人次，總用時(shí)60 000 min。運(yùn)用新型接線(xiàn)夾后，試驗(yàn)人員減少，試驗(yàn)時(shí)間縮短。

4 創(chuàng)新點(diǎn)

(1) 新型斷路器試驗(yàn)接線(xiàn)夾結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，接線(xiàn)容易，可有效解決目前二次端子接線(xiàn)存在的測(cè)試線(xiàn)與端子接觸不可靠、接線(xiàn)過(guò)程費(fèi)時(shí)、存在觸電風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題。

(2) 新型接線(xiàn)夾可擴(kuò)展性強(qiáng)，將彈簧頂針更換為其他尺寸匹配的元件便可實(shí)現(xiàn)不同的功能。

(3) 彈簧頂針和夾鉗為相互獨(dú)立結(jié)構(gòu)，彈簧頂針為易損部件，在彈簧頂針損壞時(shí)，只需要更換彈簧頂針，而不必更換夾鉗，這樣可減少耗材費(fèi)用，節(jié)約成本。

5 結(jié)論

新型斷路器試驗(yàn)接線(xiàn)夾通過(guò)將彈簧頂針和鱷魚(yú)夾相結(jié)合，利用彈簧頂針與端子插孔接觸，保證接觸良好，利用鱷魚(yú)夾夾持端子邊緣，對(duì)彈簧頂針形成很好的固定和支撐，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試線(xiàn)與端子的快速連接，提高了工作效率，避免了人員拆除端子內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)或者按壓測(cè)試線(xiàn)接線(xiàn)柱時(shí)的安全隱患。彈簧頂針可更換設(shè)計(jì)，不僅降低耗材支出，節(jié)約了成本，同時(shí)也擴(kuò)展了功能。彈簧頂針和夾鉗相互獨(dú)立，能夠滿(mǎn)足各種應(yīng)用場(chǎng)景的需求。