10 kV架空裸导线分沟线夹温升试验分析

余洋，项恩新，田小航，龙剑，杨秋昀，姜昶

（1.云南电网有限责任公司电力科学研究院，昆明 650217；2.西南交通大学电气工程学院，四川 成都 611756； 3.云南电力技术有限责任公司，昆明 650217；4.昆明电器科学研究所，昆明 650221； 5.华北电力大学电气工程学院，河北 保定 071003）

0 前言

并沟线夹是平行接续导线，以传递电气负荷的接触金具，被广泛应用于非直线杆塔的跳线、电力系统非承力连接处T 接线、分支线，开关、变压器等电气设备引下线，避雷线接地引下线等接续[1-3]。该电力金具为输配电线路中的较为薄弱环节，在线路运行时会有发热现象产生，更有甚者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[4-7]。

WSM 分沟线夹[8]是由螺栓式并沟线夹发展而来的一种新型电工金具，目前并未大规模推广使用，但尚不明确这种线夹通流时的温度状况。针对上述问题，搭建了10 kV 架空裸导线温升试验平台。通过测试分沟线夹表面温度的结果表明，分沟线夹接触电阻小于等长导线电阻，表面温度低于与其配合的钢芯铝绞线的表面温度。

1 分沟线夹结构与特点

螺栓式并沟线夹采用板-板式结构，其材料为铝合金，它的连接依靠螺栓的紧固压力将被接续导线固定在上下带有槽形的夹板中完成，再通过平垫片和弹簧垫圈传递，向接续导线提供比较均匀和恒定的压力作用，安装后可拆卸。

图1 并沟线夹（左）与分沟线夹（右）

WSM 分沟线夹也采用板-板式结构，其材料也为铝合金材料，它与螺栓式并沟线夹的区别在于WSM 分沟线夹固定导线的为S 型分压片，其两侧设有呈对称不相向的半圆弧形线槽，将S 型分压片和上下两板固定，能起到对导线沟分开的固定，实现引流线和主导线的可靠连接。分沟线夹的优势在于作业时人员远离了带电体，人身触电风险消除；使用时可以快速开工、暂停作业、撤离作业工位，为应对紧急危险提供保障；具备快捷搭接和拆除的性能，能为电网维护、检修提供良好基础[1]。

2 试验平台搭建

2.1 测试试样

所选用的试样某供电局提供的WSM-1、WSM-2 和WSM-3 三种分沟线夹及相应配合的钢芯铝绞线，三种线夹所需配合钢芯铝绞线的型号如表1 所示。

表1 线夹及其配合的钢芯铝绞线

2.2 测试系统及方法

本试验所要研究分沟线夹在通流时的温升是否满足要求，线夹与导线、引流线接触后的电阻变化会影响到线夹运行过程中的温度变化，故需进行线夹接触电阻的测量。

测试时在线夹两端和等长导线两端分别进行接触电阻测试并测试结果。

WSM-1、WSM-2 和WSM-3 型分沟线夹及其配合的钢芯铝绞线分别称为试样1、试样2 和试样3。以试样1 为例，进行线夹电阻测试时，试样1 线夹长度为8 cm，在与线夹接触的两根导线上分别取2.5 cm 与线夹构成电阻测试段；进行等长导线电阻测试时，在一根到线上取13 cm 进行测试。

图2 线夹接触电阻测试

测试时，两端测试点与线夹端部的距离均为2.5 cm。另取长度为L=s+5 cm 的导线作为含线夹导线的等长导线。在所有测试点处均使用镀锡铜丝紧密缠绕。

线夹温升测试时，利用双施加控制系统操作仪器控制流过试样线夹的电流大小，在通流导线与线夹上分别缠绕黑色绝缘胶带以便于红外温度测试仪的温度测量。

试样1 温度实验通流为276 A，温度测点位置在金具表面和金具附近的钢芯铝绞线表面，通过红外温度测试仪测试，每隔10 min 测试一次测点温度，直到测3 次温度不变。试样2 与试样3 的通流大小分别为497 A 和556 VA，其温度测试方法与试样1 的测试方法相同。测试时环境温度均为21℃。

图3 线夹温升测试

3 测试结果与分析

对于某供电局提供的WSM-1、WSM-2 和WSM-3 三种分沟线夹及其配合的钢芯铝绞线进行了接触电阻的测试。被测试的三种线夹均为从在服役运行的线路上拆卸而来，且已投入使用时间未知。

线夹与等长导线接触电阻的测试结果如图4 所示。线夹长度为金具本体长度s，等长导线L=s+5cm。

对于同一试样，线夹接触电阻小于等长导线电阻。在导线与线夹接触良好的情况下，因线夹的截面积远远大于导线，而在线夹电阻率于导线电阻率相当的情况下，等效截面积更大表现出的电阻会更小。

图4 线夹与等长导线接触电阻测试图

对于不同的3 个试样，试样1 中WSM-1 型分沟线夹的体积与长度均为最小，其线夹接触电阻与等长导线电阻在3 个试样中最大，试样2线夹的接触电阻与等长导线电阻大于试样3 的测试结果。根据导体电阻公式：

在线夹和导体电阻率相当的情况下，线夹与导体截面积均会影响等长导线电阻。根据试验结果可知，线夹的截面积的影响大于长度的影响，从而导致在截面积与长度均减小的情况下，电阻呈减小趋势。

测试过程可能存在的问题是由于各线夹的运行时间不同导致各线夹及其配合的钢芯铝绞线在其表面的积污与氧化程度不同，在测量时接触点处影响电阻的大小。建议测试中对线夹及导线表面进行处理后再做测试。处理的方式为：先用锉刀、钢丝刷等把接头接触面严重不平的地方和毛刺锉掉，除去表面的氧化膜，使接触面平整光洁，再用棉纱蘸酒精或丙酮把接触面擦拭干净，立即在接头表面涂0.05 ～0.1 mm 厚的导电膏[9]。或选择加工精良，镀层均匀的标准件，并在安装时涂抹导电润滑脂，可有效提升线夹的接触性能，降低接触电阻[4]。

图5 为线夹与导线表面温度的测试结果。不同型号线夹因其导线截面积不同，其通流能力也不同，故需使用不同的检测电流进行通流温升测试。

本文使用红外温度测试仪测试线夹及导线的表面温度，线夹及导线均为银色，为防止线夹及导线表面反光造成测试温度的偏差，因此在线夹及其导线表面均缠绕一层黑色绝缘胶带后进行温度测试。

对于相同的试样，导线表面的温度均高于线夹表面的温度。线夹的表面积远大于相同长度下导线的表面积，使得线夹的散热能力强于导线。

图5 线夹与导线表面温度测试图

在对不同试样的测试中，检测电流的大小基于电力行业标准DL/T 765.1-2001《架空配电线路金具技术条件》[10]选取，使用红外温度测试仪测试测试时需等待温度稳定后进行，各试样的通流大小均不相同，且线导体截面积各不相同，故各线夹温度间无法进行比较。

4 结束语

1）分沟线夹较传统的并沟线夹而言，可在作业时使人员远离了带电体，消除人身触电风险，以及使用时可以快速开工、暂停作业、撤离作业等优点；

2）接触电阻测试时，应对线夹和导线表面进行处理，以防止测量电阻时产生误差；温度测试时，使用红外温度测试仪测试时应注意线夹及导线表面光线对测试的影响，建议使用热电偶或半导体电温计进行测试；

3）对于目前WSM 三种线夹，截面积对于电阻的影响大于长度对于电阻的影响，其表现为对于体积与长度越小的线夹，测试时的线夹电阻与等长导线电阻越大；

4）本文的分沟线夹测试可为其他金具的温升测试提供参考。