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装表接电用铜铝过渡技术研究

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目前,农村地区接户线均为铝制电缆,表前线同样为铝制电缆,表前进线开关目前的设置为针对铜导线的压制,多股铝导线压制接触面较少,容易造成发热,开关烧毁,智能表的进出线端口同样存在该类问题,容易造成发热烧毁,和部分由于工艺水平不一致,导致导线存在安全风险。更换表前电缆的费用较大,容易造成浪费,所以电缆类的铜铝接头不适用于装表接电。且需要压接钳,对于施工造成不便,增加了施工难度。

经研究发现,电缆类铜铝接头存在问题主要原因有如下几点:

1. 铜铝的电位不同,铜铝接触的部分会由于原电池反应加速铝线的氧化,时间久了铜铝接头处会接触不良。要想接在一起,必须用铜铝过度线夹或过度线管。

2. 当铜、铝导体直接连接时,这两种金属的接触面在空气中水分、二氧化碳和其他杂质的作用下极易形成电解液,从而形成的以铝为负极、铜为正极的原电池,使铝产生电化腐蚀,造成铜、铝连接处的接触电阻增大。另外,由于铜、铝的弹性模量和热膨胀系数相差很大,在运行中经多次冷热循环(通电与断电)后,会使接触点处产生较大的间隙而影响接触,也增大了接触电阻。接触电阻的增大,运行中就会引起温度升高。高温下腐蚀氧化就会加剧,产生恶性循环,使连接质量进一步恶化,最后导致接触点温度过高甚至会发生冒烟、烧毁等事故。

3. 这是一个化学问题,金属的化学特性有相对活泼和不活泼,比如黄金,从来都不生锈,这就说明黄金化学不活泼,铁容易生锈,铁就比黄金活泼,如果两种金属放在一起就会加速活泼金属的氧化,铝和铜相比,铝比较活泼,两种电缆连接,会加速铝氧化(也就是生锈),影响使用。

根据实际装表业务的需求,研制适合接电用的铜铝过渡接头。在装表接电时,拨开铝导线的绝缘层,可以直接压接在铝导线上,再附上长度可调节的绝缘层,防止导线。将接线部位做成片形接头,增加与空气开关接线柱的接触面积,另外,可以在片形接头处加工一些防脱凹槽,提高接线的紧固度。图1为制作的铜铝过渡绝缘接头的效果图和参数尺寸图。图中的W、L、C、F可以根据接线表计的实际尺寸调整。

图1. 铜铝过渡绝缘接头的效果图和参数尺寸图

为推进研制成果的应用,针对图2所示的计量表计,制定以下实施方案:

1、调查全局范围内烧毁表计数量,其中桩头烧毁数量,统计由于压接不牢固,铜铝接头问题烧毁占比情况。

2、设计出适用的铜铝接头初步形状,并配备可以调整长度的绝缘层。

3、评定安全性、适用性、可推广性。

4、现场测试,取用电负荷相当的,基层线路相似的两片区域,进行对比测试,并对结果进行分析,确定改造后的成果。

图2. 铜铝过渡接头应用于计量表计的效果图

经过实际应用,每年约投资1万元改造接线头,可减少烧毁开关1000只,减少表计烧毁1000只,可节约重复投资设备类15万,安装人工费5万,效益19万。因此,本技术具有广泛的应用和推广价值。

作者简介:

1.黄文江(1984.11-),国网浙江象山县供电公司,电气工程及其自动化专业

2.周琦(1982.07-),国网浙江象山县供电公司,电气工程及其自动化专业