影响并沟线夹接触电阻的因素研究

刘子民 吴 骏 刘晓锋

（固力发集团有限公司，浙江 温州 325604）

影响并沟线夹接触电阻的因素研究

刘子民 吴 骏 刘晓锋

（固力发集团有限公司，浙江 温州 325604）

本文主要通过试验的方法，通过控制变量的对比，验证了接触形式、接触压力、接触面情况等因素对并沟线夹电阻的影响，得出并沟线夹设计制造时应尽量保持表面光洁、加大接触面积，并尽可能加大接触压力。本文的主要价值在于对影响并沟线夹电阻的因素进行了研究并可出可靠结论，可以更加有针对性的降低并沟线夹的接触电阻，延长并沟线夹的使用寿命，保证电力线路的运行。

并沟线夹；接触电阻；接触压力；接触面积

并沟线夹是目前国内应用最为广泛的一种电力接续连接器，目的在于连接两根输电线路，使得电能传输得以继续。该电力金具是输配电线路中的薄弱环节，对电阻要求较高，若电阻过大，线路运行时发热现象明显会导致线路发生烧化、熔断等现象，将引起大面积的停电，造成严重的经济损失。所有针对影响并沟线夹的接触电阻因素的研究，将有利于我们更好地了解和控制影响并沟线夹接触电阻的因素，并抓住主要因素来控制并沟线夹的质量。

目前，根据电力金具DL/T 758—2009接续金具标准要求，非压缩型接续金具，导线接续处两端点之间的电阻，应不大于同样长度导线电阻的1.1倍［2-4］。故实验以 1.1倍为标准，实验数值越低，则表示所接触电阻更低，并沟线夹安装方式如图1所示。

1 影响并沟线夹接触电阻的因素分析

根据标准要求，我们所得到的测量电

图1 并沟线夹安装示意图

式中，R为测得电阻；R′为线夹本身电阻；RJ为接触电阻。

由于并沟线夹采用铝合金制作成形，其本身电阻值对测量数值影响不大，且该数值由材料及尺寸决定。同一种并沟线夹，其本身电阻值是一定数值，为变动微小数值，在此不做深入研究。

接触电阻由收缩电阻和表面膜电阻两部分组成，即

式中，RS为收缩电阻；Rb为表面膜电阻。

表面膜电阻是由于电接触表面上由于种种原因覆盖着一层导电性很差的物资而形成的。决定表面膜电阻的关键因素为表面污染程度及接触压力［1］。

收缩电阻的主要决定因素为材料、接触形式、接触压力、接触表面硬度；其计算式为

式中，ρ 为材料电阻率；HB为材料布氏硬度；F为加于接触面的机械力，简称接触压力；n为实际接触点数；ξ 为与材料变形相关的系数。

目前行业内并沟线夹的生产工艺一般采用材料成形工艺，其材质与硬度已定；材料变形系数也就相对确定，再此不做研究。

在并沟线夹连接形式中，接触压力由螺栓轴向力提供，而螺栓轴向力与拧紧力矩的关系如下：

式中，P为螺纹轴向力；d为螺纹中径；λ 为螺纹升角；f为螺母被连接件支撑面间的摩擦系数；ρ 为螺旋副当量摩擦角；R为螺母承力面外半径；r为螺母承力面内半径。

由式中可看出，螺栓拧紧力矩主要由轴向力、螺栓副间摩擦力矩、克服螺母与支撑面间的摩擦力矩3部分组成。通常情况下，用于产生轴向力的部分仅约占10%。若需提高轴向力，即并沟线夹的接触压力，在拧紧力矩一定的情况下，则需降低螺栓副及螺母与支承面间的摩擦系数。

综上，本文主要针对影响接触电阻的3个要素：线夹表面污染程度、接触形式与接触压力进行研究，其中接触压力针对其产生形式，以降低其摩擦力矩的方法进行试验。

2 试验方案

取固力发集团有限公司JB-4并沟线夹为试验对象。取JB-4样品12只，分为4组，每组3只，A组喷砂后不处理；B组喷砂后清理线槽；C组接触面采用波浪形，该面接触为多条线接触，喷砂后清理线槽；D组喷砂后清理线槽，安装时螺栓均匀涂抹导电润滑脂，螺母与支撑面间涂导电润滑脂。并沟线夹试验示意图如图2和图3所示。并沟线夹试验仪器如图4所示。

图2 并沟线夹试验示意图A

图3 并沟线夹试验示意图B

图4 并沟线夹试验仪器

按图2、图3连接导线，运用图4所示电阻测试仪提供试验电流，试验时注意并沟线夹两侧连线正负极的一致性，即将实际试验仪器的黑线与红色各在一侧。试验时通过回路电阻测试仪测量显示电阻即为并沟线夹导线接续处两端点之间的电阻；然后通过计算得出与并沟线夹等长导线的电阻（两导线不相同时，取其电阻较大导线数值）。将所得两电阻进行比较，得出导线接续处两端点之间的电阻与同样长度导线电阻的比值。

将试验正负极对换，再测得一次结果。将两次结果取平均值即为最终结果。

依次对四组线夹进行试验，得出A、B、C、D四组结果。

1）线夹表面污染程度对接触电阻的影响

对比A、B组试验结果。

2）线夹接触形式对接触电阻的影响

对比B、C组试验结果。

3）线夹接触压力对接触电阻的影响

对比B、D组试验结果。

3 试验结果与分析

保证产品长度为 145mm，主线与支线均采用JKLY-240导线，在同等条件下，试验结果见表1至表4。

表1 样品喷砂处理

表2 样品喷砂后清理线槽

表3 样品喷砂处理后清理线槽，线夹夹线位置采用波浪形结构

表4 样品喷砂处理后清理线槽，安装时涂抹导电润滑脂

在标准拧紧力矩安装条件下，得出以下试验结果。

1）A、B对比分析：线槽未清理的并沟线夹电阻高于标准要求，而清理后电阻大幅下降，达到标准值，说明表面污染程度对并沟线夹接触电阻有一定的影响，表面越光洁，接触电阻越低。

2）B、C对比分析：采用线接触的C组试验结果未达到标准要求，采用面接触的结果符合标准要求。产品接触面积越大，同等接触压力下，表面压强越小，则收缩电阻越小，表面膜电阻越大。试验分析来看，并沟线夹接触面积的大小对收缩电阻影响较大，对并沟线夹来说，面接触形式为较好的接触形式。

3）B、D对比分析：通过降低螺栓副间摩擦系数及螺母与支撑面间摩擦系数的方式来提升接触压力，能有效降低接触电阻。

4 结论及展望

由试验可以得出如下结论：

1）并沟线夹安装时接触面的污染程度对接触电阻有一定的影响，线夹安装前应确保线槽部位清洁。

2）并沟线夹接触形式中，接触面积越大，接触电阻越低，线夹设计时尽量采用面接触，并提升接触面积。

3）并沟线夹安装时，接触压力越大，接触电阻越小。选择加工精良，镀层均匀的标准件，并在安装时涂抹导电润滑脂，可有效提升并沟线夹的接触性能，降低接触电阻。

本文通过实验方法对影响并沟线夹电阻的因素进行了研究并可出可靠结论，实际制造中可加以借鉴，更有针对性的降低并沟线夹的接触电阻，延长并沟线夹使用寿命，保证电力线路的运行。同时该结论对于相类似的螺栓型线夹同样适用。文中接触压力的研究对于螺栓型耐张线夹、悬垂线夹等其他电力金具也可进行参考，可有效提升该类金具的握紧力，保证线路运行安全可靠。

［1］贺湘琰.电器学［M］.2版.北京：机械工业出版社，2000.

［2］DL/T 758—2009.接续金具［S］.

［3］DL/T 2314—2008.电力金具通用技术条件［S］.

［4］程应镗.送电线路金具的设计安装试验和应用［M］.北京：水利电力出版社，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

刘子民（1963-），男，固力发集团有限公司输配电装备研究所高级工程师，主要从事输配电线路用金具材料的研究工作。