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接線(xiàn)端子是用于實(shí)現電氣連接的一種配件產(chǎn)品,工業(yè)上劃分為連接器的范疇。隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化程度越來(lái)越高和工業(yè)控制要求越來(lái)越嚴格、精確,接線(xiàn)端子的用量逐漸上漲。電纜的接線(xiàn)端子是配電柜以及保障電纜終端完全運行的重要部件,如果連接不良將會(huì )導致接觸電阻增大,引起接線(xiàn)端子或電纜的絕緣老化以及發(fā)熱燒損,給配電柜以及供電安全造成了嚴重的威脅。
一、配電柜接線(xiàn)端子燒損的現狀
最近幾年,大量接線(xiàn)端子的不規范使用,造成接線(xiàn)端子燒損的情況頻頻發(fā)生,給配電柜以及供電安全造成了嚴重的威脅。配電矩接線(xiàn)端子燒損故障情況主要有電源轉換柜二路主接線(xiàn)排相籠式端子燒損、電源轉換柜一路主接線(xiàn)排相籠式端子燒損、電源轉換柜二路主接線(xiàn)接觸器相進(jìn)線(xiàn)端子燒損、電源轉換柜二路主接線(xiàn)排相籠式端子燒損、電源轉換柜一路主接線(xiàn)排相籠式端子燒損、電源轉換柜一路主接線(xiàn)接觸器相進(jìn)線(xiàn)端子燒損等故障。通過(guò)對配電柜接線(xiàn)端子燒損的研究分析,我們可以清楚的看出配電柜接線(xiàn)端子燒損主要是由于主接觸器或空氣開(kāi)關(guān)接線(xiàn)端子燒損以及主線(xiàn)籠式接線(xiàn)端子燒損,這些部位的燒損極易造成一路或二路電路的相間短路,影響電網(wǎng)正常供電,對電柜、供電線(xiàn)路以及電網(wǎng)供電安全產(chǎn)生嚴重的威脅。
二、配電柜接線(xiàn)端子燒損的原因
通過(guò)對配電柜接線(xiàn)端子燒損情況的分析發(fā)現,電源配電柜內的主接線(xiàn)端子通過(guò)的電流往往較大,容易發(fā)生發(fā)熱燒損故障尤其是籠式接線(xiàn)端子發(fā)生燒損的事故比較頻繁,其中籠式接線(xiàn)端子大多都是簧片式的籠式接線(xiàn)端子,下面對配電柜內電器元件接線(xiàn)端子以及籠式彈簧接線(xiàn)端子燒損的原因進(jìn)行分析。
1.電器元件接線(xiàn)端子發(fā)熱燒損
導致一路、二路主接觸器以及空氣開(kāi)關(guān)等相關(guān)電器元件發(fā)熱、燒損的主要原因有兩個(gè)。一個(gè)原因是一些外在因素如大型車(chē)輛通過(guò)時(shí)路面振動(dòng)導致配電柜不斷振動(dòng),使接線(xiàn)端子與電器元件間的聯(lián)接松動(dòng),壓緊力不斷減小,造成接觸電阻增加,在長(cháng)期通電的過(guò)程中,容易用易造成電器元件接線(xiàn)端子的發(fā)熱、燒損;另一個(gè)原因是接線(xiàn)端子與配線(xiàn)的導電體之間壓接不良,造成接觸電阻增加,在長(cháng)期通電時(shí),使電器元件的接線(xiàn)端子發(fā)熱燒損。
2.彈簧式接線(xiàn)端子的燒損原因
籠式彈簧接線(xiàn)端子有著(zhù)結構緊湊且接線(xiàn)方便的特點(diǎn),也正是由于籠式彈簧接線(xiàn)端子之間的緊密連接,在表面不容易發(fā)現籠式彈簧接線(xiàn)端子內部的燒損情況,容易造成比較嚴重的燒損,造成籠式彈簧接線(xiàn)端子燒損的主要原因有以下幾方面:
(1)載流導體發(fā)熱,F目前的配電柜內主干線(xiàn)的簧片式接線(xiàn)端子所接入的配線(xiàn)均采用的是的配線(xiàn),這種簧片的彈力比較大,導致在配電柜接入配線(xiàn)時(shí)簧片的開(kāi)啟角度不夠,造成配線(xiàn)的部分導電體沒(méi)有完全壓入彈片內,使導線(xiàn)的實(shí)際導電面積減小,在長(cháng)期電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生異常升溫現象。實(shí)驗研究表明,金屬導體會(huì )在高溫下會(huì )因為遭受退火而導致機械強度下降。銅的溫度在超過(guò)150℃時(shí),銅的機械強度會(huì )急劇下降,從而導致導電體與簧片的接觸壓力減小,接觸電阻增大,使簧片發(fā)熱更加嚴重。另外,發(fā)熱也會(huì )使導電體的接觸表面發(fā)生強烈氧化,產(chǎn)生的電阻往往會(huì )比導體本身的電阻大很多(有的可以達到幾十倍甚至更大)的氧化銅,大大增加了電阻的接觸面積,使接觸處的發(fā)熱量劇增,并形成惡性循環(huán),導致電柜接線(xiàn)端子與導體接觸處松動(dòng)、變形,嚴重時(shí)甚至會(huì )出現熔化現象。
通過(guò)研究發(fā)現,導體表面積、電流以及本身電阻對金屬導體在通電時(shí)升溫有著(zhù)一定的關(guān)系。其關(guān)系可以用公式Txu=Ixu2R·KS表達,其中,Txu表示導電體容許升溫,Ixu表示導電體容許通過(guò)電流,R表示導電體的電阻,K表示導體散熱系數,S表示導電體的表面積。從公式中可以看出,當增大導體的電阻接觸電阻或減少其過(guò)流表面積時(shí),導體會(huì )產(chǎn)生異常升溫現象。
(2)籠式彈簧端子發(fā)熱燒損;\式接線(xiàn)端子具有抗震性高、接線(xiàn)時(shí)間短的特點(diǎn),加上其耐熱、耐腐蝕的性能,被廣泛運用在世界電氣連接領(lǐng)域。然而籠式彈簧端子實(shí)際使用過(guò)程中也存在一些問(wèn)題,端子燒損的故障也經(jīng)常發(fā)生,主要現象是接線(xiàn)端子的燒損、熔化等。以下就籠式端子發(fā)熱原因進(jìn)行具體分析。
a.壓入接線(xiàn)端子導線(xiàn)長(cháng)度不符合規定要求;\式接線(xiàn)端子有著(zhù)嚴格的壓線(xiàn)長(cháng)度要求,其對應的壓接導線(xiàn)的截面積有具體的范圍要求,比如型號為285-635的接線(xiàn)端子的允許壓接導線(xiàn)面積為6-35mm2。因此,當導線(xiàn)過(guò)細時(shí),由于壓入導線(xiàn)的過(guò)長(cháng),加上導線(xiàn)與接觸面積有絕緣層,造成導線(xiàn)的導電能力惡化,從而燒毀接線(xiàn)端子。比如在配電柜電源主線(xiàn)接線(xiàn)處,彈簧端子采用285-635,電源主線(xiàn)為35mm2的導線(xiàn),就出現過(guò)類(lèi)似情況,危險性極大。
b.插入接線(xiàn)端子的導線(xiàn)剝線(xiàn)長(cháng)度不符合要求;\式彈簧端子對剝線(xiàn)的要求也比較嚴格。比如型號為281-681型的接線(xiàn)端子的導線(xiàn)剝線(xiàn)長(cháng)度為9-10mm。剝線(xiàn)過(guò)短會(huì )使彈簧壓接面積過(guò)小,容易造成明顯的脫落。對于剝線(xiàn),不僅要有豐富的操作經(jīng)驗,還必須配備專(zhuān)門(mén)的剝線(xiàn)工具,以固定剝線(xiàn)長(cháng)度。
c.對插入接線(xiàn)端子的導線(xiàn)截面積不符合要求;\式彈簧端子對壓接導線(xiàn)的截面積有著(zhù)嚴格的范圍要求,若超過(guò)要求的范圍,會(huì )使導線(xiàn)的接線(xiàn)端頭不能完全插入接線(xiàn)端子孔內,造成導電能力下降,埋下安全隱患。在鐵路客車(chē)上,導線(xiàn)數量往往較多,當籠式端子數量少于導線(xiàn)壓入量要求時(shí),絕對不允許把兩根導線(xiàn)擰在一起插入到一個(gè)接線(xiàn)端子插孔中。
d.籠式端子的配件選用不當;\式接線(xiàn)端子的附屬配件很多,比如擋塊、短板以及相鄰跨接器等,與對應的彈簧端子型號相對應,比如,型號為281-402的相鄰跨接器可以在281系列端子上使用,也可以在插入未到位的情況下使用282系列端子,但由于載流量不夠用,在滿(mǎn)負荷工作時(shí)容易引起端子的燒損。
三、配電電柜燒損的預防措施及建議
通過(guò)對配電柜接線(xiàn)端子以及電器元件的接線(xiàn)端子燒損情況的分析和處理,并在處理配電柜接線(xiàn)端子燒損方面積累了一定量的工作經(jīng)驗,通過(guò)采取一些針對性措施,能取得很好的效果。根據配電柜接線(xiàn)端子燒損的情況采取的主要相應處理措施以及建議有以下幾點(diǎn):
1.處理措施
(1)正確使用籠式端子壓接的方法。在操作時(shí)采用籠式端子配套的工具,如冷壓鉗、剝線(xiàn)鉗以及螺絲刀等相應工具。線(xiàn)端的剝線(xiàn)長(cháng)度按照各種端子的剝線(xiàn)要求執行,大批量剝線(xiàn)作業(yè)時(shí)可以采用自動(dòng)剝線(xiàn)機,固定剝線(xiàn)長(cháng)度。壓線(xiàn)時(shí)應當嚴格按照操作規范進(jìn)行,定期校驗冷壓工具。在實(shí)際操作中,發(fā)現籠式彈簧端子的簧片壓住配線(xiàn)絕緣層的接線(xiàn)現象時(shí),必須對該接線(xiàn)進(jìn)行重新壓接,并且必須保證配線(xiàn)導體進(jìn)入簧片內的范圍介于10mm到15mm之間,配線(xiàn)的部分導電體若存在未壓入簧片內的情況必須對配線(xiàn)導電體進(jìn)行重新壓接。安裝接線(xiàn)端子時(shí),必須保證規格型號相匹配,安裝后應當及時(shí)檢查壓接、安裝是否到位。端子安裝完工后加強對其檢查,可以采用“一壓二看三拉”的方法。一壓是用手壓住端子上的導線(xiàn),二看是檢查端子外面不露銅線(xiàn),內部能夠看到銅線(xiàn),三拉是用一定力量(按照端子的線(xiàn)徑和規格變化情況)拉導線(xiàn),要求導線(xiàn)不能松脫。
(2)加強籠式端子的監測和控制。定期在庫內按要求進(jìn)行滿(mǎn)負荷通電試驗,并使用紅外點(diǎn)溫儀對配線(xiàn)端子的溫度進(jìn)行測量,保證配電端子升溫符合相關(guān)要求。加強對配電柜內接線(xiàn)端子溫度的監測和控制,一旦發(fā)現有升溫現象,及時(shí)相應采取措施進(jìn)行處理。
(3)加強對籠式端子的保養。加強對配電柜接線(xiàn)端子的日常靜態(tài)檢查,并定期對各個(gè)接線(xiàn)端子進(jìn)行加固,尤其是配電柜的主干線(xiàn)的接線(xiàn)端子,應當對其施加預緊力,使接線(xiàn)端子保持緊固以及導線(xiàn)的導電體與各個(gè)接線(xiàn)端子接觸良好。
2.配電柜接線(xiàn)端子燒損的建議
(1)改進(jìn)籠式接線(xiàn)端子。為了更好地預防配電柜接線(xiàn)端子的燒損可以將配電柜內10mm2以及以上的主配線(xiàn)原來(lái)采用的簧片壓接方式改為螺旋擰緊式的籠式端子壓接方式。
(2)在配線(xiàn)上涂抹溫度指示劑。在配電柜的各個(gè)接線(xiàn)端子處均涂抹溫度指示劑,當涂抹有溫度指示劑的接線(xiàn)端子處溫度超過(guò)規定溫度(一般是20℃)時(shí),指示劑會(huì )明顯變色且指示劑的變色不可逆,以便在初期及時(shí)發(fā)現接線(xiàn)端子以及電器元件的異常發(fā)熱,能有效預防接線(xiàn)端子的燒損。
(3)改進(jìn)配電柜門(mén)。把配電柜的門(mén)改為局部透明或全透明,一旦電器元件或接線(xiàn)端子異常發(fā)熱、產(chǎn)生煙霧時(shí),能夠及時(shí)發(fā)現并處理。
四、結語(yǔ)
在實(shí)際的應用過(guò)程中,各作業(yè)單位可以根據接線(xiàn)端子的使用說(shuō)明書(shū),編制詳細的作業(yè)指導書(shū),進(jìn)一步完善操作規范,指導現場(chǎng)工人正確操作。在配電柜的使用中,注意觀(guān)察接線(xiàn)端子的狀態(tài),應當對主要的接線(xiàn)端子定期進(jìn)行紅外點(diǎn)溫檢查,發(fā)現問(wèn)題應及時(shí)處理,并總結規律、積累經(jīng)驗。發(fā)揮接線(xiàn)端子的免維護性、抗震性以及操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn),提升配電柜的電氣連接水平,保障供電線(xiàn)路的安全。
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