徐玉超　任宏宇

摘 要：本文介紹了一種新型分接開(kāi)關(guān)——竹形開(kāi)關(guān)中采用的特殊錐螺紋纜頭聯(lián)接結(jié)構(gòu)，并分析了這種結(jié)構(gòu)的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：竹形開(kāi)關(guān)；特殊錐螺紋；纜頭聯(lián)接

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.208

1 引言

竹形開(kāi)關(guān)，是我公司最新研發(fā)的一種變壓器用新型無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)，它具備很多創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)，這些研究成果均已申報(bào)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。纜頭聯(lián)接，指在分接開(kāi)關(guān)中用以與變壓器線圈抽頭連接的電纜線和其對(duì)應(yīng)的定觸頭間的聯(lián)接。我公司研發(fā)的這種具有特殊錐螺紋的纜頭聯(lián)接結(jié)構(gòu)，舍棄了原有結(jié)構(gòu)的不足，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能可靠等優(yōu)點(diǎn)。本文將對(duì)該特殊錐螺紋纜頭聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行分析，并通過(guò)實(shí)例應(yīng)用驗(yàn)證其可行性和先進(jìn)性。

2 現(xiàn)有纜頭聯(lián)接的不足

目前，在變壓器無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)中，纜頭聯(lián)接采取焊接方式聯(lián)接已被大多數(shù)廠家應(yīng)用多年，但其顯然存在以下不足之處：

（1）由于高電壓強(qiáng)電流的分接開(kāi)關(guān)定觸頭又大又硬，電纜線又粗又長(zhǎng)，二者焊接成一體后很難裝入分接開(kāi)關(guān)直徑不是很大的管狀外殼，且裝入后，還要再?gòu)钠鋫?cè)壁小孔中拽出電纜線，其為高難度的組裝工藝。（2）由于電纜線纏繞皺紋紙后，還要纏繞白布帶，此時(shí)直徑遠(yuǎn)大于絕緣體的小孔，所以纏繞工作只能在定觸頭組裝完成后，在分接開(kāi)關(guān)外面靠人為手工笨拙勞作，時(shí)間長(zhǎng)，效率低，不規(guī)范。（3）由于焊接前聯(lián)接端必須經(jīng)酸洗工藝，而鍍銀后很難徹底清除殘余酸液，久而久之表面生成黑色氧化物，這種氧化物成分復(fù)雜，有害絕緣，成為變壓器油品的污染源，這對(duì)變壓器的安全可靠運(yùn)行造成了極大的安全隱患。

3 竹形開(kāi)關(guān)纜頭聯(lián)接的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

3.1 竹形開(kāi)關(guān)纜頭聯(lián)接結(jié)構(gòu)

纜頭聯(lián)接結(jié)構(gòu)為：電纜線始端與銅接頭冷壓為一體，銅接頭制有圓錐外螺紋，定觸頭的圓錐內(nèi)螺紋與電纜線始端的相同錐度的圓錐外螺紋采用超常的改性氣密錐螺紋聯(lián)接，二者旋合錐螺紋的錐角設(shè)計(jì)為∠α，同時(shí)其錐螺紋的牙型角平分線垂直于螺紋圓錐母線，錐螺紋的牙型角設(shè)計(jì)為∠β，經(jīng)過(guò)多次廠內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證，最終確定∠α=6.8°，∠β=50°。

3.2 結(jié)構(gòu)原理

文中提到的“超常的”改性氣密錐螺紋，是以理論研究為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了多種不同規(guī)格的錐螺紋，經(jīng)過(guò)多次廠內(nèi)試驗(yàn)分析論證，最終選定最佳的錐螺紋參數(shù)，這種錐螺紋比普通的錐螺紋具有更大的接觸面積，更強(qiáng)的自鎖能力。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，這種螺紋接觸其過(guò)流電阻值較等截面同材質(zhì)焊接聯(lián)接的過(guò)流電阻值高2.6倍左右，其原因?yàn)椋簣A柱螺紋制造的精度再高，其旋緊后只是牙型的單牙側(cè)的一面接觸，而雙牙側(cè)的另一面不接觸，且擰得越緊反而另一面離開(kāi)的縫隙越大，因其只單牙側(cè)接觸，當(dāng)然導(dǎo)電面積只是雙牙側(cè)接觸的一半。而采用該結(jié)構(gòu)，由于錐度的存在，配合的錐螺紋的牙型角相同，顯然可以使其牙型角雙牙側(cè)接觸，而且擰得越緊，接觸壓力越大，接觸越好，其過(guò)流電阻值將雙倍縮?。蝗欢趯?shí)際中，焊接的質(zhì)量并不穩(wěn)定，其內(nèi)部虛焊的狀態(tài)經(jīng)常存在，可靠性低。因此把圓柱螺紋聯(lián)接升級(jí)為圓錐螺紋聯(lián)接；然后進(jìn)一步升級(jí)，改進(jìn)牙型角∠β的接觸性能，令∠β=50°，這將增加等長(zhǎng)度時(shí)錐螺紋雙牙側(cè)的接觸面積。

眾所周知，按照IEC 60214-2（2004）《分接開(kāi)關(guān) 第2部分：應(yīng)用導(dǎo)則》中規(guī)定，分接開(kāi)關(guān)的觸頭接觸電阻必須小于某一規(guī)定值，而此錐螺紋處的接觸電阻恰恰是分接開(kāi)關(guān)觸頭接觸電阻的一部分，接觸電阻是由收縮電阻和表面膜電阻構(gòu)成，即：

當(dāng)電纜頭旋入定觸頭的錐螺紋孔內(nèi)時(shí)，其牙型表面接觸在一起，這種機(jī)械接觸面積只是視在面積中很小的一部分，客觀上或多或少存在著波紋起伏。所以，接觸表面只是若干小的突起部分相互接觸，在每一接觸點(diǎn)處都存在著一個(gè)收縮電阻，所以整個(gè)接觸面的收縮電阻為各接觸點(diǎn)收縮電阻的并聯(lián)值，所以同樣長(zhǎng)度的螺紋，這種錐螺紋的接觸面積更大，從而降低了此處接觸電阻，進(jìn)而降低觸頭溫升值，增加熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定的可靠性。另外，在周?chē)h(huán)境充滿(mǎn)變壓器油的條件中，良好的特殊性錐螺紋使旋合的錐螺紋之間既不可能浸入變壓器油，也不可能存在氣體，所以相同材質(zhì)的銅材的內(nèi)外錐螺紋間接觸良好的導(dǎo)電性更具有可靠的時(shí)效性。

3.3 采用特殊錐螺紋纜頭聯(lián)接的優(yōu)點(diǎn)

（1）定觸頭和電纜線是兩個(gè)零件，可以先裝定觸頭，再裝電纜線，此工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，便于操作。（2）可以用旋轉(zhuǎn)機(jī)床設(shè)備機(jī)加操控取代人力手工操作。這樣，不但作業(yè)規(guī)范，而且便于質(zhì)量控制，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)，生產(chǎn)效率至少提高20倍。（3）電纜線螺紋的配合采取防滲漏結(jié)構(gòu)。在變壓器油箱中，這種結(jié)構(gòu)螺紋間不存在氧化反應(yīng)，并且無(wú)需電鍍，所以表面更不會(huì)生成黑色復(fù)雜成分的化合物，故可以做到對(duì)變壓器油的零污染。

4 應(yīng)用實(shí)例

本公司設(shè)計(jì)的竹形開(kāi)關(guān)纜頭聯(lián)接用特殊錐螺紋結(jié)構(gòu)圖如圖1，應(yīng)用該技術(shù)生產(chǎn)的開(kāi)關(guān)，廠內(nèi)實(shí)測(cè)接觸電阻均小于50微歐，后經(jīng)國(guó)家變壓器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，《檢驗(yàn)報(bào)告》No：CTQC/ZJ-15.005其中各項(xiàng)指標(biāo)均合格，所以這種特殊錐螺紋纜頭聯(lián)接結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中切實(shí)可行，目前，竹形開(kāi)關(guān)已批量生產(chǎn)。

5 結(jié)論

綜上所述，這種特殊錐螺紋纜頭聯(lián)接結(jié)構(gòu)在分接開(kāi)關(guān)中的應(yīng)用具有充分的理論和實(shí)踐依據(jù)，且這種結(jié)構(gòu)方便加工，易于組裝，制造成本低，可以避免焊接聯(lián)接的諸多不足，因此已經(jīng)得到良好應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張德明.變壓器分接開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷.北京[M]：中國(guó)電力出版社，2008.

[2]任世靈.一種新型三相管型分接開(kāi)關(guān)[J].變壓器，2003，40（10）：20-22.

作者簡(jiǎn)介：徐玉超（1987-），男，遼寧朝陽(yáng)人，工程師，研究方向：變壓器分接開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)。