影響并溝線夾接觸電阻的因素研究

劉子民 吳 駿 劉曉鋒

（固力發集團有限公司，浙江 溫州 325604）

影響并溝線夾接觸電阻的因素研究

劉子民 吳 駿 劉曉鋒

（固力發集團有限公司，浙江 溫州 325604）

本文主要通過試驗的方法，通過控制變量的對比，驗證了接觸形式、接觸壓力、接觸面情況等因素對并溝線夾電阻的影響，得出并溝線夾設計制造時應盡量保持表面光潔、加大接觸面積，并盡可能加大接觸壓力。本文的主要價值在于對影響并溝線夾電阻的因素進行了研究并可出可靠結論，可以更加有針對性的降低并溝線夾的接觸電阻，延長并溝線夾的使用壽命，保證電力線路的運行。

并溝線夾；接觸電阻；接觸壓力；接觸面積

并溝線夾是目前國內應用最為廣泛的一種電力接續連接器，目的在于連接兩根輸電線路，使得電能傳輸得以繼續。該電力金具是輸配電線路中的薄弱環節，對電阻要求較高，若電阻過大，線路運行時發熱現象明顯會導致線路發生燒化、熔斷等現象，將引起大面積的停電，造成嚴重的經濟損失。所有針對影響并溝線夾的接觸電阻因素的研究，將有利于我們更好地了解和控制影響并溝線夾接觸電阻的因素，并抓住主要因素來控制并溝線夾的質量。

目前，根據電力金具DL/T 758—2009接續金具標準要求，非壓縮型接續金具，導線接續處兩端點之間的電阻，應不大于同樣長度導線電阻的1.1倍［2-4］。故實驗以 1.1倍為標準，實驗數值越低，則表示所接觸電阻更低，并溝線夾安裝方式如圖1所示。

1 影響并溝線夾接觸電阻的因素分析

根據標準要求，我們所得到的測量電

圖1 并溝線夾安裝示意圖

式中，R為測得電阻；R′為線夾本身電阻；RJ為接觸電阻。

由于并溝線夾采用鋁合金制作成形，其本身電阻值對測量數值影響不大，且該數值由材料及尺寸決定。同一種并溝線夾，其本身電阻值是一定數值，為變動微小數值，在此不做深入研究。

接觸電阻由收縮電阻和表面膜電阻兩部分組成，即

式中，RS為收縮電阻；Rb為表面膜電阻。

表面膜電阻是由于電接觸表面上由于種種原因覆蓋著一層導電性很差的物資而形成的。決定表面膜電阻的關鍵因素為表面污染程度及接觸壓力［1］。

收縮電阻的主要決定因素為材料、接觸形式、接觸壓力、接觸表面硬度；其計算式為

式中，ρ 為材料電阻率；HB為材料布氏硬度；F為加于接觸面的機械力，簡稱接觸壓力；n為實際接觸點數；ξ 為與材料變形相關的系數。

目前行業內并溝線夾的生產工藝一般采用材料成形工藝，其材質與硬度已定；材料變形系數也就相對確定，再此不做研究。

在并溝線夾連接形式中，接觸壓力由螺栓軸向力提供，而螺栓軸向力與擰緊力矩的關系如下：

式中，P為螺紋軸向力；d為螺紋中徑；λ 為螺紋升角；f為螺母被連接件支撐面間的摩擦系數；ρ 為螺旋副當量摩擦角；R為螺母承力面外半徑；r為螺母承力面內半徑。

由式中可看出，螺栓擰緊力矩主要由軸向力、螺栓副間摩擦力矩、克服螺母與支撐面間的摩擦力矩3部分組成。通常情況下，用于產生軸向力的部分僅約占10%。若需提高軸向力，即并溝線夾的接觸壓力，在擰緊力矩一定的情況下，則需降低螺栓副及螺母與支承面間的摩擦系數。

綜上，本文主要針對影響接觸電阻的3個要素：線夾表面污染程度、接觸形式與接觸壓力進行研究，其中接觸壓力針對其產生形式，以降低其摩擦力矩的方法進行試驗。

2 試驗方案

取固力發集團有限公司JB-4并溝線夾為試驗對象。取JB-4樣品12只，分為4組，每組3只，A組噴砂后不處理；B組噴砂后清理線槽；C組接觸面采用波浪形，該面接觸為多條線接觸，噴砂后清理線槽；D組噴砂后清理線槽，安裝時螺栓均勻涂抹導電潤滑脂，螺母與支撐面間涂導電潤滑脂。并溝線夾試驗示意圖如圖2和圖3所示。并溝線夾試驗儀器如圖4所示。

圖2 并溝線夾試驗示意圖A

圖3 并溝線夾試驗示意圖B

圖4 并溝線夾試驗儀器

按圖2、圖3連接導線，運用圖4所示電阻測試儀提供試驗電流，試驗時注意并溝線夾兩側連線正負極的一致性，即將實際試驗儀器的黑線與紅色各在一側。試驗時通過回路電阻測試儀測量顯示電阻即為并溝線夾導線接續處兩端點之間的電阻；然后通過計算得出與并溝線夾等長導線的電阻（兩導線不相同時，取其電阻較大導線數值）。將所得兩電阻進行比較，得出導線接續處兩端點之間的電阻與同樣長度導線電阻的比值。

將試驗正負極對換，再測得一次結果。將兩次結果取平均值即為最終結果。

依次對四組線夾進行試驗，得出A、B、C、D四組結果。

1）線夾表面污染程度對接觸電阻的影響

對比A、B組試驗結果。

2）線夾接觸形式對接觸電阻的影響

對比B、C組試驗結果。

3）線夾接觸壓力對接觸電阻的影響

對比B、D組試驗結果。

3 試驗結果與分析

保證產品長度為 145mm，主線與支線均采用JKLY-240導線，在同等條件下，試驗結果見表1至表4。

表1 樣品噴砂處理

表2 樣品噴砂后清理線槽

表3 樣品噴砂處理后清理線槽，線夾夾線位置采用波浪形結構

表4 樣品噴砂處理后清理線槽，安裝時涂抹導電潤滑脂

在標準擰緊力矩安裝條件下，得出以下試驗結果。

1）A、B對比分析：線槽未清理的并溝線夾電阻高于標準要求，而清理后電阻大幅下降，達到標準值，說明表面污染程度對并溝線夾接觸電阻有一定的影響，表面越光潔，接觸電阻越低。

2）B、C對比分析：采用線接觸的C組試驗結果未達到標準要求，采用面接觸的結果符合標準要求。產品接觸面積越大，同等接觸壓力下，表面壓強越小，則收縮電阻越小，表面膜電阻越大。試驗分析來看，并溝線夾接觸面積的大小對收縮電阻影響較大，對并溝線夾來說，面接觸形式為較好的接觸形式。

3）B、D對比分析：通過降低螺栓副間摩擦系數及螺母與支撐面間摩擦系數的方式來提升接觸壓力，能有效降低接觸電阻。

4 結論及展望

由試驗可以得出如下結論：

1）并溝線夾安裝時接觸面的污染程度對接觸電阻有一定的影響，線夾安裝前應確保線槽部位清潔。

2）并溝線夾接觸形式中，接觸面積越大，接觸電阻越低，線夾設計時盡量采用面接觸，并提升接觸面積。

3）并溝線夾安裝時，接觸壓力越大，接觸電阻越小。選擇加工精良，鍍層均勻的標準件，并在安裝時涂抹導電潤滑脂，可有效提升并溝線夾的接觸性能，降低接觸電阻。

本文通過實驗方法對影響并溝線夾電阻的因素進行了研究并可出可靠結論，實際制造中可加以借鑒，更有針對性的降低并溝線夾的接觸電阻，延長并溝線夾使用壽命，保證電力線路的運行。同時該結論對于相類似的螺栓型線夾同樣適用。文中接觸壓力的研究對于螺栓型耐張線夾、懸垂線夾等其他電力金具也可進行參考，可有效提升該類金具的握緊力，保證線路運行安全可靠。

［1］賀湘琰.電器學［M］.2版.北京：機械工業出版社，2000.

［2］DL/T 758—2009.接續金具［S］.

［3］DL/T 2314—2008.電力金具通用技術條件［S］.

［4］程應鏜.送電線路金具的設計安裝試驗和應用［M］.北京：水利電力出版社，1989.

Influence Groove Clamp the Contact Resistance Factors

Liu Zimin Wu Jun Liu Xiaofeng
（Gulifa Group Co.，Ltd.，Wenzhou，Zhejiang 325604）

In this paper，experimental methods，By comparing the control variable，verified contact form，contact pressure，the contact surface factors and so on and groove clamp resistance，and groove clamp design and manufacturing should come to keep the surface smooth，increase the contact area，and do may increase the contact pressure.The main value of this paper is on the factors that influence groove clamp resistance and conducted research and a reliable conclusions can be more targeted and groove clamp lower contact resistance，extended service life and groove clamp，ensure the power line run.

groove clamp； contact resistance； contact pressure； contact area

劉子民（1963-），男，固力發集團有限公司輸配電裝備研究所高級工程師，主要從事輸配電線路用金具材料的研究工作。