穆小星 ，陳 剛，徐敏銳，金 萍，歐陽(yáng)曾愷

(1．國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，江蘇 南京 210019；2．國(guó)家電網(wǎng)公司電能計(jì)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210019)

0 引言

電能表是千家萬(wàn)戶(hù)用電計(jì)費(fèi)的重要計(jì)量器具，能否準(zhǔn)確計(jì)量電能，不僅取決于其準(zhǔn)確度等級(jí)，還取決于電能表的正確、可靠接線(xiàn)，后者是保證電能表正確計(jì)量的首要條件[1]。而目前，國(guó)內(nèi)電能表現(xiàn)場(chǎng)安裝接線(xiàn)，采用人工螺絲壓接方式：安裝人員首先辨識(shí)接入電能表的多個(gè)導(dǎo)線(xiàn)端子，然后按次序通過(guò)螺絲壓接接入電能表中。因螺絲旋緊程度不夠?qū)е码娊佑|不可靠、虛接、振動(dòng)松動(dòng)，最終端子發(fā)熱釀成火災(zāi)安全事故；接線(xiàn)端子工藝處理不好或插入不到位致金屬裸露，產(chǎn)生觸電或竊電事故(件)；由于人為疏忽，錯(cuò)接、漏接線(xiàn)產(chǎn)生電氣或電量差錯(cuò)事故；安裝螺絲多，造成勞動(dòng)強(qiáng)度大、安裝效率低、安裝效果差。因此，人工螺絲壓接方式難以滿(mǎn)足城鄉(xiāng)建設(shè)快速發(fā)展對(duì)大批量電能表安裝的需要[2]。

目前，國(guó)外普遍采用一種插拔式電能表實(shí)現(xiàn)電能表插拔式安裝，可以避免上述問(wèn)題。然而目前國(guó)內(nèi)面臨的現(xiàn)狀是，采用插拔式電能表，將面臨巨大的技術(shù)改造困難及新老電能表不匹配帶來(lái)諸多麻煩，因此國(guó)外的插拔式電能表不適合目前中國(guó)國(guó)情。實(shí)現(xiàn)電能表插拔式安裝技術(shù)，必須是在不改變目前電能表型式的情況下，研發(fā)適用于接線(xiàn)式電能表的電氣接插件。

基于以上情況，因地制宜，研究適應(yīng)于目前接線(xiàn)式電能表(接線(xiàn)孔)的插拔式安裝技術(shù)。開(kāi)發(fā)一種傻瓜式電能表插拔式接插件[3]， 成為解決目前電能表安裝諸多問(wèn)題的關(guān)鍵。

1 接插件電接觸理論分析

電接觸發(fā)生在觸頭的“界面”。該界面是電流從一個(gè)觸頭件通過(guò)另一個(gè)觸頭件的區(qū)域。表面接觸與有效接觸面積圖例如圖1所示。

圖1 表面接觸與有效接觸面積圖例

觸頭電阻在此區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生，并通過(guò)焦耳效應(yīng)引起發(fā)熱[4-5]。接觸電阻是接插件重要的電氣指標(biāo)。按電接觸理論，接插件接觸電阻由兩部分組成。

①集中電阻。該電阻由通過(guò)基本觸頭的電流線(xiàn)匯集在一起而產(chǎn)生，電流通過(guò)導(dǎo)電斑點(diǎn)時(shí)，電流線(xiàn)會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象，使電子流過(guò)的路徑變長(zhǎng)、有效導(dǎo)電面積縮小，從而造成電阻值變大。這些額外的電阻值稱(chēng)為收縮電阻。

(1)

式中：ρ為導(dǎo)體材料電阻率；α為導(dǎo)電斑點(diǎn)平均半徑；n為導(dǎo)電斑點(diǎn)個(gè)數(shù) 。

②薄膜電阻。該電阻與氧化薄膜或在界面處吸收分子形成的薄膜有關(guān)。接觸件表面通常會(huì)因?yàn)槲健⒏g、氧化、環(huán)境效應(yīng)等因素的污染作用形成一層表面膜。通常該表面膜層多為氧化膜。氧化膜多為半導(dǎo)體，具有較高的電阻率。當(dāng)電流通過(guò)這些膜層時(shí)，會(huì)受到一定的阻礙，從而附加一個(gè)電阻，稱(chēng)為膜層電阻。

(2)

式中：σc為稱(chēng)隧道比電阻，取決于氧化層的性質(zhì)及其厚度；α為導(dǎo)電斑點(diǎn)平均半徑；n為導(dǎo)電斑點(diǎn)個(gè)數(shù)；s為接觸面積，實(shí)際指在觸頭面上施力達(dá)到觸頭材料的極限強(qiáng)度(材料的“硬度”)的那部分面積。

觸頭接觸電阻R是集中電阻Rc和薄膜電阻Ri之和，即：

(3)

然而a是難以測(cè)量的，但與施加的力相關(guān)。假定施加在接觸面積上的正壓力等同于金屬的接觸硬度(H),則可得到公式：

(4)

由式(4)可以得到：

(5)

式中：ζ為取決于接觸表面狀態(tài)的無(wú)量綱“平面度系數(shù)”,與接觸形式相關(guān)，正常力情況下該系數(shù)通常在0.3～0.6之間，但在接觸表面互相作劇烈摩擦后系數(shù)可能會(huì)變得很??；F為接觸面正壓力；H為接觸材料硬度 。

從式(5)可以看出，觸頭接觸半徑與接觸壓力成正比，與硬度、平面度成反比。對(duì)某一固定的金屬材料對(duì)，基本的觸點(diǎn)數(shù)量n可以用式(6)表示：

n=nkH0.625F0.2

(6)

式中：nk≈2.5×10-5。

(7)

式(7)為經(jīng)典的接觸電阻理論公式，反映了接觸電阻與接觸形式、材料硬度、正壓力相關(guān)性。接觸形式按觸點(diǎn)分布情況可分為三種：點(diǎn)接觸、線(xiàn)接觸和面接觸。它們對(duì)接觸電阻的影響是不同的。一般而言，點(diǎn)接觸的接觸點(diǎn)數(shù)最少，集中電阻最大；面接觸接觸點(diǎn)數(shù)最多，集中電阻應(yīng)最小，線(xiàn)接觸介于兩者之間。

觸點(diǎn)壓力對(duì)集中電阻、膜電阻同時(shí)產(chǎn)生影響：接插件接觸件的正壓力是指彼此接觸的表面產(chǎn)生并垂直于接觸表面的力，增大接觸壓力，材料受壓超過(guò)彈性變形極限，產(chǎn)生塑性形變，接觸面增加，接觸點(diǎn)數(shù)增加，從而使集中電阻減少；增大接觸壓力，刺破或壓碎金屬表面薄膜，可減少膜電阻。通常，點(diǎn)接觸點(diǎn)數(shù)最少，在相同外加觸頭壓力F作用下，點(diǎn)接觸表面的膜最容易破壞，從而減小膜電阻；反之，面接觸觸點(diǎn)數(shù)較多，其排除和破壞表面膜的能力小，膜電阻就較大，線(xiàn)接觸介于兩者之間。

圖2為施加的接觸壓力與接觸電阻關(guān)系圖。

圖2 接觸壓力與接觸電阻關(guān)系圖

接觸電阻作為接插件的重要技術(shù)指標(biāo)，要求其值越小越好。一方面，接觸電阻越小，則要求接觸壓力越大，產(chǎn)生的插拔力也就越大，操作也越困難，對(duì)接觸件的彈性性能要求也就越高，接觸件的磨損也隨之加劇。另一方面，由式(7)及圖2可以看出：在一定變化區(qū)間內(nèi)，接觸電阻隨接觸壓力的變化較為明顯，在該區(qū)間外，接觸電阻的變化緩慢。從經(jīng)濟(jì)、磨損壽命等角度考慮，超過(guò)一定限度后不宜再通過(guò)增加接觸壓力來(lái)減小接觸電阻，必須考慮接觸件之間的摩擦系數(shù)、接觸壓力、接觸面積等因素的影響，選擇合適的接觸形式。接觸壓力較小時(shí)，點(diǎn)接觸電阻較低;接觸壓力較大時(shí)，面接觸電阻較低。接觸形式及壓力F對(duì)接觸電阻影響如表1所示。

表1 接觸形式及壓力F對(duì)接觸電阻影響(銅)

2 電能表接插件設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)分析

電器接插件通常包括陽(yáng)極接觸件(插頭)和陰極接觸件(插孔)兩個(gè)部分。通過(guò)陽(yáng)、陰極接觸件的插合，實(shí)現(xiàn)接插件的連接功能。通常，陽(yáng)極接觸件為剛性接觸件，陰極接觸件為彈性插件。但對(duì)于目前國(guó)內(nèi)電能表，不能改變其現(xiàn)狀，只能針對(duì)其接線(xiàn)插孔而設(shè)計(jì)相應(yīng)彈性件插頭，通過(guò)插頭的彈性結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彈性變形來(lái)提供與剛性電能表插孔壁間的接觸壓力，從而實(shí)現(xiàn)緊密可靠插合接觸式電氣連接。

電能表接插件組成應(yīng)包括：①電氣插頭；②絕緣體(支架)；③附件(弱電連接件)。插頭只能為圓柱彈性金屬體；絕緣體為插頭的絕緣支撐體，并兼具電能表定位、導(dǎo)向、安裝架等功能，絕緣及耐候性是其基本要求；附件為組合的結(jié)構(gòu)件，如RS-485連接器、費(fèi)控開(kāi)關(guān)控制連接器、加封及安全護(hù)套等獨(dú)立結(jié)構(gòu)措施。

2.2 接插件插頭設(shè)計(jì)

電能表接插件電接觸件設(shè)計(jì)其實(shí)變成了單獨(dú)的圓型彈性插頭設(shè)計(jì)。圓形彈性插頭依據(jù)接觸方式有多種型式：麻花型、香蕉型、一字型、圓柱型等。一字型靠插頭上嵌入彈性金屬絲與插孔接觸，燈籠型靠圍攏在柱體四周的一圈彈性片狀絲與插孔接觸，圓柱型通過(guò)對(duì)倒錐形圓柱空心體開(kāi)槽形成彈性體，與插孔接觸。一字型通常適應(yīng)于小電流場(chǎng)合，多用于測(cè)試插頭。燈籠式彈性片機(jī)械強(qiáng)度、壽命一般不太高，多用于音頻接插件。圓柱開(kāi)槽式插頭(線(xiàn)、面接觸)，彈性件與支撐體為一體化結(jié)構(gòu)，彈性高、壽命長(zhǎng)，電能表接插件插頭選擇此結(jié)構(gòu)型式比較合適。它適合于大電流場(chǎng)合并具有較低接觸電阻，具有穩(wěn)定的電接觸性能；能夠承受較大損傷試驗(yàn)，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求；具有較高的機(jī)械插拔壽命，滿(mǎn)足接插件機(jī)械壽命要求。

接線(xiàn)端圓柱開(kāi)槽式彈性插頭主要依靠插頭開(kāi)槽后形成懸臂梁彈性簧片，通過(guò)過(guò)盈量與電能表插孔接觸，對(duì)電能表插孔四周產(chǎn)生接觸壓力。插頭頭部設(shè)計(jì)成球面或錐面，插體設(shè)計(jì)成倒錐形，并利用電能表接線(xiàn)孔臺(tái)階過(guò)渡區(qū)域，形成導(dǎo)向插入結(jié)構(gòu)。圖3為設(shè)計(jì)的四分瓣空心插頭型式，包括接觸端、接線(xiàn)端(段)兩部分。

圖3 四分瓣空心插頭型式圖

本方案金屬插頭通過(guò)線(xiàn)切割工藝，把金屬空心柱分為4(6)瓣，通過(guò)本體產(chǎn)生彈性體。其特點(diǎn)為一體化結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電體、彈性元件為同體、同材料。彈性大小由插頭部分幾何尺寸、開(kāi)縫大小、壁厚、材料塑性等因素決定。

2.2.1 圓柱開(kāi)槽式彈性插頭力學(xué)分析

插拔力是接插件獨(dú)特而重要的機(jī)械性能指標(biāo)，它包括插入力和分離力兩部分，是接觸件插合和分離時(shí)克服插孔/插頭彈性變形及摩擦力而產(chǎn)生的阻力。電能表結(jié)構(gòu)型式?jīng)Q定了其只能上下方向插拔，因此，在施力方向上不能得力，上下空間受電能表、接線(xiàn)槽、安裝高度等因素制約，這就要求接插件插拔力不能過(guò)大。因此彈性插頭的機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)權(quán)衡二者矛盾，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

①?gòu)椥圆孱^力學(xué)模型。彈性插頭力學(xué)設(shè)計(jì)歸結(jié)為彈性件的彈力機(jī)械設(shè)計(jì)，彈力轉(zhuǎn)換為垂直于接觸面的正壓力。但鑒于插頭插合狀態(tài)的正壓力很難測(cè)量，故測(cè)量插頭由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)的單孔分離力來(lái)表征。分離力理論值可用式(8)表達(dá)。

F=kFn

(8)

式中：Fn為正壓力；k為摩擦系數(shù)。

由于分離力受正壓力和摩擦系數(shù)兩者制約，故不能認(rèn)為分離力大，就表明正壓力大，或接觸可靠。對(duì)插頭加工精度、表面鍍層進(jìn)行工藝處理，并將分離力控制在一個(gè)恰當(dāng)?shù)乃剑纯杀ＷC接觸可靠。

圓柱式開(kāi)槽插頭可將其簡(jiǎn)化成懸臂梁結(jié)構(gòu)，其力學(xué)模型如圖4所示。

圖4 圓柱式開(kāi)槽插頭(懸臂梁)力學(xué)模型

其產(chǎn)生的接觸壓力可用式(9)描述：

(9)

式中：E為彈性模量；δ為撓度；L為插頭彈性件長(zhǎng)度；Ix為截面關(guān)于中性層軸X的慣性矩。

②圓柱式開(kāi)槽插頭截面慣性矩分析。圓柱式開(kāi)槽插頭截面如圖5所示。

圖5 圓柱式開(kāi)槽插頭截面圖

通過(guò)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可以得到以下已知量間的關(guān)系式。

截面面積為：

(10)

截面圖形重心到x1軸的距離y：

(11)

截面圖形對(duì)x1軸的慣性矩為：

(12)

根據(jù)慣性矩平移公式，圖形對(duì)其中性軸X的慣性矩為：

Ix=Ix1-yA2

(13)

2.2.2 圓柱開(kāi)槽式彈性插頭設(shè)計(jì)仿真分析

(1)插入/拔出力。

圖6為彈性插頭插入力、接觸壓力與插入量關(guān)系圖。

圖6 插入力、接觸壓力與插入量關(guān)系圖

由于插頭為圓弧形、插孔為倒角形，插入力是一個(gè)過(guò)渡過(guò)程。初始時(shí)刻為“暫態(tài)”，之后進(jìn)入“穩(wěn)態(tài)”。從圖6可以看出，由于插頭頭部的影響，插入力是隨插入量不斷變大的過(guò)程。在此過(guò)程中，插入力出現(xiàn)一個(gè)峰值，然后減小并于頭部完全插入時(shí)趨于穩(wěn)定。在進(jìn)行接觸件設(shè)計(jì)時(shí)，希望增大接觸件間的接觸壓力，即增大穩(wěn)定后的插入力，同時(shí)減小插入力峰值。由于接觸件分離時(shí)，只受到摩擦力的作用，分離力的大小和插入力穩(wěn)定值相同，所以插入力穩(wěn)定值稱(chēng)為分離力或拔出力。

基于電能表標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)械特性要求，電能表單孔插入力最大值不應(yīng)超過(guò)60 N；考慮到人工現(xiàn)場(chǎng)操作力及電能表接線(xiàn)孔多達(dá)7個(gè)，合力不應(yīng)超過(guò)300 N，所以單孔插入力最大值定為40 N是合適的。

(2)影響插拔力結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析。

①插頭簧片長(zhǎng)度。電能表接線(xiàn)孔深度為26 mm，插頭還承擔(dān)電能表安裝支撐作用，長(zhǎng)度不宜低于80%。

圖7為插頭簧片長(zhǎng)度對(duì)插拔力及應(yīng)變影響。從圖7可以看出，隨著簧片長(zhǎng)度的增加，插拔力逐漸減小，且接近于線(xiàn)性關(guān)系。對(duì)基本尺寸20 mm，插頭長(zhǎng)度每減小20%，最大插入力可增加80%，分離力增加52%；若長(zhǎng)度增大20%，最大插入力減小40%，分離力減小37.9%。由此可見(jiàn)，插頭長(zhǎng)度對(duì)最大插入力的影響較大，過(guò)短插頭雖能節(jié)約材料、增加接觸壓力，但同時(shí)造成插入力增大，使插入困難、插頭根部應(yīng)力過(guò)大而發(fā)生塑性變形影響壽命。

圖7 插頭簧片長(zhǎng)度對(duì)插拔力及應(yīng)變影響

②插頭簧片壁厚。依據(jù)插頭簧片截面慣性矩及最大插入力確定簧片壁厚，其計(jì)算值整定后為1 mm。圖8為插頭簧片厚度對(duì)插拔力及應(yīng)變影響。由圖8可以看出，隨著簧片厚度的增加，插拔力逐漸增加。對(duì)基本尺寸1 mm，每減小40%，最大插入力減小約43.3%，分離力減小約39.8%；每增加40%，最大插入力增加約65.9%，分離力增加約53.1%?？梢?jiàn)，簧片厚度對(duì)最大插入力更為敏感。對(duì)簧片機(jī)械性能影響，厚度在0.8～1.1 mm之間變化時(shí)，接觸面應(yīng)變呈現(xiàn)直線(xiàn)上升；當(dāng)簧片厚度大于1.1 mm時(shí)，由于接觸面塑性變形不再增加。1 mm為簧片厚度的優(yōu)選尺寸。

圖8 插頭簧片厚度對(duì)插拔力及應(yīng)變影響

圖9 插頭開(kāi)槽寬度對(duì)插拔力及應(yīng)變影響

④插頭過(guò)盈量。圖10為插頭過(guò)盈量對(duì)插拔力及應(yīng)變的影響，考慮到電能表接線(xiàn)孔為固定尺寸的剛性孔及公差配合要求，選擇插頭基本直徑尺寸7.6 mm；結(jié)合插孔倒角斜度(45°)，按其0.5 mm的投影長(zhǎng)度約為0.3 mm選擇過(guò)盈量。從圖10可以看出，插拔力和接觸應(yīng)變量與插頭過(guò)盈量近似于正線(xiàn)性相關(guān)。當(dāng)過(guò)盈量在0.3 mm附近變化時(shí)，過(guò)盈量變化20%，最大插入力變化約為42.6%，分離力變化約為29.3%，接觸應(yīng)變變化平均為19.3%。過(guò)盈量對(duì)最大插入力比較敏感。在不明顯影響接觸壓力的情況下，盡可能控制過(guò)盈量以減小最大插入力，且較小的過(guò)盈量使過(guò)盈配合產(chǎn)生的塑性變形和應(yīng)力較小，提高彈性插頭壽命。

圖10 插頭(頭部)過(guò)盈量對(duì)插拔力及應(yīng)變影響

綜上分析，為盡可能得到最優(yōu)的接插件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，使接觸壓力最大、最大插入力值最小、簧片根部塑性變形最小，并以此為優(yōu)化目標(biāo)，利用ANSYS有限元軟件建立有限元接觸模型，對(duì)插頭結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。將接觸壓力的目標(biāo)設(shè)為最大，插入力的目標(biāo)設(shè)為最小，重要程度均為高；最大等效應(yīng)變和應(yīng)力的目標(biāo)為最小，重要程度均為低。由于插頭長(zhǎng)度、插頭簧片厚度的靈敏度較高，故以插頭長(zhǎng)度和插孔簧片厚度作為為優(yōu)化對(duì)象，重要程度均設(shè)為高。

2.3 接插件插頭材料選擇

插頭材料的選取應(yīng)以性能要求為依據(jù)，結(jié)合插頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從彈性極限、彈性模量、疲勞強(qiáng)度、成型性、導(dǎo)電性、耐熱性、性?xún)r(jià)比等多個(gè)方面綜合考慮。

為保證插頭插合時(shí)接觸可靠,防止塑性變形和應(yīng)力松弛,插頭應(yīng)選用具有較高彈性極限與疲勞極限和適當(dāng)?shù)膹椥阅Ａ康牟牧希灰哂休^高機(jī)械強(qiáng)度，以防止插頭插拔時(shí)彎曲損傷。插頭的結(jié)構(gòu)一般較小，還需充分考慮材料的加工性能。為了滿(mǎn)足插頭低接觸電阻性能及避免高溫環(huán)境下應(yīng)力松弛造成接觸壓力下降，必須選擇工作溫度高的導(dǎo)電材料。

目前，在其他行業(yè)應(yīng)用的接插件插頭常用的材料有：錫青銅、鈹青銅、黃銅等銅合金。常見(jiàn)銅金屬材料性能特性見(jiàn)表2。

表2 常見(jiàn)銅金屬材料性能表

鈹銅是力學(xué)、物理、化學(xué)綜合性能良好的一種合金。經(jīng)淬火時(shí)效處理后,鈹銅具有較高的強(qiáng)度、彈性、耐磨性、耐疲勞性和耐蝕性；同時(shí),其還具有較高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐寒性和無(wú)磁性。碰擊時(shí)，鈹銅無(wú)火花,易于焊接和釬焊,在大氣、淡水和海水中耐腐蝕性極好，故它是制作高可靠接插件彈性插頭的首選材料。

3 接插件支架設(shè)計(jì)

接插件支架用于支撐和固定插頭，使之按電能表端子盒的插孔位置和間距排列，并保證插頭電氣絕緣性能。此外，它還要承擔(dān)電能表安裝基座功能，其結(jié)構(gòu)還應(yīng)考慮電能表掛鼻、安裝導(dǎo)向及加封結(jié)構(gòu)措施及通信/控制電連接件附屬結(jié)構(gòu)措施。

本文設(shè)計(jì)了單相電能表、三相電能表、互感器接入式電能表接插件。

4 接插件關(guān)鍵指標(biāo)測(cè)試及分析

電能表接插件指標(biāo)主要有插拔力、機(jī)械壽命、互換性和溫升四個(gè)指標(biāo)[6-8]。

4.1 電能表接插件插拔力測(cè)試

對(duì)各接插件進(jìn)行諸項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試，單相、三相電能表接插件插拔力分別見(jiàn)表3、表4，測(cè)試頻率為360次/h。

表3 單相電能表接插件插拔力

由表3、表4可以看出，單相電能表接插件插拔力小于4×40 N，三相電能表接插件插拔力小于7×40 N，低于電能表接線(xiàn)孔附著力，從而可保證其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

表4 三相電能表接插件插拔力

4.2 溫升測(cè)試

溫升測(cè)試[9]在封閉的電能表計(jì)量箱中進(jìn)行，電能表、空氣開(kāi)關(guān)分別接入。單相電能表接插件溫升測(cè)試見(jiàn)表5。

為驗(yàn)證機(jī)械壽命試驗(yàn)后的溫升，在接插件進(jìn)行1 000次插拔后，再次進(jìn)行溫升測(cè)試。機(jī)械壽命試驗(yàn)前后溫升測(cè)試數(shù)據(jù)比較見(jiàn)表6。試驗(yàn)結(jié)果表明：壽命試驗(yàn)前后溫升都能保證在要求的指標(biāo)范圍內(nèi)。

表5 單相電能表接插件溫升測(cè)試數(shù)據(jù)

表6 機(jī)械壽命試驗(yàn)前后溫升測(cè)試數(shù)據(jù)比較

4.3 連接可靠性電應(yīng)力、熱應(yīng)力測(cè)試

為驗(yàn)證接插件通電情況下，環(huán)境溫度變化影響及電接觸可靠性，進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)[10]。

溫度曲線(xiàn)試驗(yàn)在額定電流、常溫下(25 ℃)進(jìn)行溫升測(cè)試，緊接著進(jìn)行溫度沖擊的環(huán)境試驗(yàn)。環(huán)境試驗(yàn)溫度循環(huán)周期如圖11所示。以24 h為一個(gè)周期，共進(jìn)行7周測(cè)試。溫升測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表7。數(shù)據(jù)表明，加速壽命試驗(yàn)后溫升都能保證在要求的指標(biāo)范圍內(nèi)。

圖11 溫升測(cè)試數(shù)據(jù)曲線(xiàn)

時(shí)間間隔/h環(huán)境溫度/℃溫升/K端子1端子2端子3端子4018.50.90.70.60.9119.642.345.741.240.1220.146.950.544.643.8320.947.251.646.244.8421.347.452.546.344.9521.647.952.946.244.7622.047.652.845.944.6722.147.652.945.744.4822.347.3 52.745.544.3

以上各種測(cè)試結(jié)果表明：電能表接插件溫升≤60 K；接插件機(jī)械壽命在1 000次以上；接插件插拔力≤4×40 N(單相)≤7×40 N(三相)，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)了試驗(yàn)室內(nèi)的測(cè)試，以及安裝現(xiàn)場(chǎng)試點(diǎn)的長(zhǎng)期跟蹤檢測(cè)，驗(yàn)證了新型電能表接插件的設(shè)計(jì)正確性，為電能表的快速安裝提供了一種嶄新的技術(shù)手段。該技術(shù)使電能表的安裝安全、可靠、簡(jiǎn)便、快捷，實(shí)現(xiàn)了電能表即插即用目標(biāo)。電能表接插件的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的低壓電能表導(dǎo)線(xiàn)接線(xiàn)方式，解決了人工螺絲壓接諸多問(wèn)題，確保了計(jì)量裝置準(zhǔn)確、安全可靠運(yùn)行，提升了供電公司優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平和企業(yè)形象。電能表接插件是電力企業(yè)值得推廣應(yīng)用的一種新型產(chǎn)品。隨著該技術(shù)的推廣應(yīng)用，不斷改進(jìn)其結(jié)構(gòu)、型式，降低其最大插入力，提高其實(shí)用性，接線(xiàn)式電能表插拔式連接技術(shù)將會(huì)得到不斷發(fā)展，日臻完善。