一種新型銅鋁接線鼻子的研制與應(yīng)用

余萬(wàn)榮　郭建平　吳磊　況達(dá)　郭林　潘祖華　彭程

摘 要：銅鋁接線鼻子作為配網(wǎng)變壓器等設(shè)備銅質(zhì)樁頭及線路鋁導(dǎo)線之間連接的主要配件，被廣泛使用于設(shè)備施工中，但傳統(tǒng)銅鋁接線鼻子在產(chǎn)品設(shè)計(jì)及焊接工藝上沒有全面考慮銅鋁兩種金屬通過(guò)焊接后，在通電運(yùn)行發(fā)熱的狀態(tài)下，由于傳統(tǒng)銅鋁接線鼻子兩種金屬焊接面較小，在通電運(yùn)行狀態(tài)下、特定工作溫度作用下，因兩種金屬具有不同的線性膨脹系數(shù)導(dǎo)致銅鋁接線鼻子屢屢發(fā)生焊面脫焊、斷裂。多年來(lái)，因銅鋁接線鼻子斷裂事故的頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響線路的供電正常運(yùn)行，大大增加了維護(hù)人員的線路維護(hù)維修工作量。經(jīng)過(guò)我局一線工作人員細(xì)心研究推演，潛心設(shè)計(jì)，從傳統(tǒng)銅鋁接線鼻子的不足之處入手，通過(guò)增大銅鋁焊接面積，結(jié)合兩種金屬的楔型鑲嵌焊接工藝的使用，通過(guò)工藝彌補(bǔ)了兩種金屬線性膨脹系數(shù)的不同導(dǎo)致的產(chǎn)品缺陷，徹底解決傳統(tǒng)銅鋁鼻子存在的產(chǎn)品設(shè)計(jì)問(wèn)題，對(duì)于線路保暢通，減少線路事故次數(shù)和檢修，消除設(shè)備隱患，使用成本質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的特點(diǎn)，具有積極的意義。

關(guān)鍵詞：兩種金屬點(diǎn)接觸變?yōu)槊娼佑|；接觸可靠；使用壽命長(zhǎng)；不易斷裂

中圖分類號(hào)：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）30-0034-02

Abstract： The copper-aluminum connection nose is widely used in the equipment construction as the main accessory of the connection between the copper pile head and the aluminum wire of the equipment such as the distribution network transformer and so on. However， the traditional Cu-Al connection nose has not been fully considered in the product design and welding process. After the welding of the two metals， the welding surface of the two kinds of metal is smaller than that of the traditional Cu-Al connection nose under the condition of heating during electrified operation. Under the condition of electrified operation and special working temperature， the disconnection and fracture of copper and aluminum connection noses often occur due to the different linear expansion coefficients of the two metals. For many years， the frequent occurrence of the broken nose accident of copper and aluminum wiring has seriously affected the normal operation of power supply of the line， and greatly increased the maintenance workload of the maintenance personnel. After careful study and deduction by the staff in the front line of our bureau， concentrated design， starting with the shortcomings of the traditional copper-aluminum connection nose， by increasing the copper-aluminum welding area， Based on the use of two kinds of metal wedge-shaped inlay welding technology， the product defects caused by the different linear expansion coefficients of the two metals are made up by the process， and the product design problems existing in the traditional copper and aluminum noses are thoroughly solved， so as to ensure the smooth flow of the lines， reduce the accident times and repair of the lines， and eliminate the hidden dangers of the equipment. The use of high quality and low cost features， has a positive significance.

Keywords： point contact of two metals into surface contact； reliable contact； long service life； not easy to break

1 研究背景

銅鋁鼻子常用于電纜末端與電器設(shè)備的連接和接續(xù)，其連接牢固可靠、安全，導(dǎo)線連接至變壓器時(shí)由于導(dǎo)線是鋁線，端子是銅制結(jié)構(gòu)，因此需要使用到銅鋁鼻子使其連接良好，但現(xiàn)有的銅鋁鼻子的鋁制電纜連接頭與銅制固定端頭連接是點(diǎn)接觸，接觸面由于材質(zhì)的差異容易斷裂，需時(shí)常檢修，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本高。

2 主要研究?jī)?nèi)容

項(xiàng)目研究的目的是提供一種銅鋁鼻子，鋁制結(jié)構(gòu)的電纜連接頭與銅制結(jié)構(gòu)的固定端頭連接牢靠，不易斷裂，使用壽命長(zhǎng)。

創(chuàng)新的目的是通過(guò)技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)

銅鋁鼻子鋁端口連接和固定銅樁頭連接，圓柱段的另一端沿其長(zhǎng)度方向設(shè)有內(nèi)孔，固定端頭朝向設(shè)備連接頭端設(shè)有插孔，固定端頭上還設(shè)置有螺絲固定孔，插頭插于插孔中并固定，導(dǎo)線連接頭為鋁制結(jié)構(gòu)，固定端頭為銅鋁結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述插頭為兩個(gè)，對(duì)應(yīng)的所述插孔為兩個(gè)。

進(jìn)一步，所述插頭焊接于插孔中。

2.2 項(xiàng)目研究的效益

新型的銅鋁鼻子，因鋁制結(jié)構(gòu)的導(dǎo)線連接頭與銅制結(jié)構(gòu)的固定端頭是通過(guò)面接觸，接觸可靠，使用壽命長(zhǎng)，不易斷裂，能減輕維護(hù)成本，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。

其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，研究的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

2.3 附圖說(shuō)明

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

2.4 具體實(shí)施方式

參照附圖，對(duì)研究的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本設(shè)計(jì)內(nèi)容，而不是為了限制項(xiàng)目研究的保護(hù)范圍。

如圖1所示，銅鋁鼻子含鋁導(dǎo)線連接與固定端頭，導(dǎo)線固定于鋁園內(nèi)孔中，銅設(shè)備以面接觸方式與固定設(shè)備銅端子接觸。固定銅端頭上還設(shè)置有螺絲連接于銅鋁鼻子銅接觸面上。銅鋁鼻子通過(guò)螺絲固定在設(shè)備的銅質(zhì)上，導(dǎo)線連接頭為鋁制結(jié)構(gòu)，固定端頭為銅制結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型的銅鋁鼻子，因鋁制結(jié)構(gòu)的導(dǎo)線連接頭與銅制結(jié)構(gòu)的固定端頭是通過(guò)面連接，改變了原來(lái)的點(diǎn)接觸。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本研究的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在研究的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。

3 產(chǎn)品測(cè)試和評(píng)估

項(xiàng)目科研人員，在積極響應(yīng)國(guó)家有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)與創(chuàng)新的精神指導(dǎo)下，針對(duì)銅鋁鼻子的安裝特點(diǎn)，研發(fā)的一種新型銅鋁接線鼻子為國(guó)家實(shí)用新型專利，有結(jié)構(gòu)特殊，安裝簡(jiǎn)便，適用性廣的特點(diǎn)，可以廣泛運(yùn)用于配電設(shè)備銅鋁過(guò)渡連接。

產(chǎn)品試驗(yàn)方法：

3.1 試驗(yàn)人員

試驗(yàn)人員研究銅鋁過(guò)渡鼻子裝置的圖紙、所用材料特性，針對(duì)其薄弱環(huán)節(jié)，確定試驗(yàn)先后順序及試驗(yàn)具體部位。由專用檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行功能試驗(yàn)，在試驗(yàn)操作范圍內(nèi)進(jìn)行銅鋁鼻子的相關(guān)應(yīng)力功能試驗(yàn)。

3.2 試驗(yàn)樣品安裝

將開關(guān)樁頭和試驗(yàn)用銅鋁鼻子按實(shí)際安裝要求安裝開關(guān)樁頭試驗(yàn)架上，用以進(jìn)行抗應(yīng)力功能試驗(yàn)。

3.3 試驗(yàn)樣品的制備

用于作抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)的銅鋁鼻子應(yīng)制備成1cm*10cm的長(zhǎng)方形的小樣，至少5個(gè)。

3.4 外觀質(zhì)量檢驗(yàn)

銅鋁鼻子的主體應(yīng)進(jìn)行防銹蝕工藝處理，其主要表面應(yīng)光滑，無(wú)滴瘤、斑點(diǎn)、起皮、漏涂、毛刺、銳邊等缺陷。

3.5 材料檢驗(yàn)

用分辨率不低于0.1mm游標(biāo)卡尺檢測(cè)鋼板厚度，用分辨率不低于5N的材料拉力試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)鋼板的抗拉強(qiáng)度，以上檢測(cè)均為5次，分別計(jì)算它們的算術(shù)平均值，計(jì)算結(jié)果應(yīng)符合3.5條的要求。

3.6 結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)

通過(guò)觀察和手動(dòng)操作檢查，銅鋁鼻子的主體應(yīng)由銅鋁材料構(gòu)成，其規(guī)格應(yīng)符合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

自2018年3月以來(lái)，在配電變壓器樁頭上試裝了由項(xiàng)目組研發(fā)、生產(chǎn)的銅鋁鼻子近350組，產(chǎn)品安裝的站點(diǎn)至今未發(fā)生斷裂的報(bào)告，取得了很好的保暢效果，有效杜絕了更大損失的出現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，配電設(shè)備樁頭銅鋁鼻子斷裂等故障導(dǎo)致的停電事故也逐年升高，對(duì)客戶生活生產(chǎn)產(chǎn)生影響，為保證電力設(shè)施能夠安全可靠運(yùn)行，一種新型銅鋁鼻子擁有十分廣泛的應(yīng)用前景。目前電力新型銅鋁鼻子正在開展推廣工作，獲得了用戶單位的充分肯定，原來(lái)的故障高發(fā)區(qū)事故率大大降低，保障了電力輸送暢通，減少了國(guó)有資產(chǎn)的流失，增加了企業(yè)的效益。

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