(中国能源建设集团黑龙江省电力设计院有限公司 黑龙江哈尔滨 150078)
摘要：目前我国在电网大力发展中遇到的种种困难而言，在如今多元化经济快速发展的同时，越来越多的电力设备在电力工程中得到了很好的应用。但是，电力线路工程的建设在快速发展的同时，越来越多的安全问题被引以重视，对电力工程的建设有着较高的安全保证和安全生产的要求。
关键词：非耐张接头；接触电阻；腐蚀；热效应；
电力线路接头按其性能可分为耐张接头和非耐张接头。耐张接头指这一接头将承受导线的全张力；非耐张接头主要是以连通电流为目的的接头，包括T形线夹、设备线夹、并沟线夹等，这类接头在机械强度方面要求不高，而对于电气性能的要求则是非常严格的。
一、浅析送电线路非耐张接头特性及接触原理
由于电力线路非耐张接头对于其电气性能有一定的严格要求，所以电力线路接头可以分为耐张接头和非耐张接头两种电力线路接头。我们这里主要就非耐张接头进行主要的分析，非耐张接头的主要目的就是连通电流。然而，在实际的电力线路工程中主要是用非耐张接头连接金属，对于送电线路的非耐张接头的接触原理主要从接触电阻、接触电阻的变化因素和热效应这三个方面按进行研究分析。
二、电气原理分析
在电力系统接线中经常用到各种非耐张接头接续金具，从接触电阻、接触电阻变化因素、热效应三方面对非耐张接头的电气性能进行分析。
1.接触电阻。非耐张接头按其结构形式，可分为螺栓式和压接式两种。其原理是利用对接触面施加压力来降低接头的接触电阻，以达到安全地传输额定的负荷电流的目的。接头设计应首先考虑如何减少接触电阻，实际上接触表面加工得再好，但总不能完全吻合，当它们第一次接合时只有较小的实际接触面积存在，而且只有那些具有实际金属接触而没有金属膜介入的接触点才承担流过的负荷电流。因局部接触点少，提供的电流通道狭小，显然会使接触电阻增加。如果有更多的接触点，电流通道将增加，负荷电流分布也更均匀。对电器接头而言，只要施加压紧力将表面触点压平，增大接触面积形成更紧密的接触，接触电阻就可减小。接触面积取决于接触面的表面粗糙度及装配后外加压紧力，一般来说手工用钢丝刷或普通砂纸打磨去除材料表层污垢方法获得的接头表面，通常不如用机械加工方法获得的接头表面接触电阻低。接头的压力是保证接触电阻降低到满足要求的主要因素，假设接触表面的全面积为A，这仅是“标称”接触面积，因为实际接触面积A′将比这小得多。如接头的接触电阻与其所能承受的接触面压紧力成反比，而与接头的总面积大小无关。
2.接触电阻的变化因素。（1）表面氧化。接头接触表面的氧化膜对接触电阻而言可以认为是绝缘体，必须予以去除，而成为金属对金属的接触，铲除氧化膜的难度依膜的性质、厚度以及不同的金属而异，对于暴露于空气的铝表面迅速形成的氧化铝是一种坚硬、牢固的高电阻膜，这种膜的坚固性，使铝有良好的防腐性能。铝氧化膜是透明的，因此即使是光亮洁净的铝导线也不能保证不清除也能获得低接触电阻。（2）腐蚀。接头受到腐蚀性损坏，接触电阻必然升高。这种腐蚀性损坏，是水分和其他大气成分与金属结合产生电化学腐蚀作用的结果。因此，一定要做好接头的防腐措施，使接头的导电性能和机械性能保持稳定，把环境的影响降到最低。（3）热效应。电力接头的主要功能是在整个使用过程中承载电力负荷。由于电力负荷的不断变化及冬夏气候的冷热变化，引起接头运行温度的变化，膨胀和收缩引起部件间小量的相对移动。接头各部分间的最大相对移动，是在实际接触点附近。接触面发热使接头劣化，这些部位的金属膨胀比周围部位的大，由于温度变化而向两面错开，错开以后被氧化，当回到原接触位置时，由于氧化膜的覆盖可能不再是直接的金属接触。当然，这种变坏是逐渐的，每次温度循环所增加的接触电阻使下一次循环的热量增加，然后较高的温度又使接触电阻变坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆金属蠕变使这种情况更加严重，蠕变将使接触压力降低，增加接触电阻。由于产生较高温度，将进一步使蠕变增加。如果接头设计不合适，由于热循环造成的恶性循环将加速发展，任其发展将最终导致连接的失败。对于减小热运动应力和适应金属蠕变，接头部分的弹性是很重要的。同样重要的是使用导电复合脂，油脂封闭接触面防止继续氧化，锌粒将提供并保持低接触电阻。
三、影响接触电阻变化的因素
1.就表面氧化这一因素而言，接头接触表面的氧化膜可以类似于接触电阻的绝缘体，在与金属和金属的接触过程中，其中的前提条件则就是必须把类似于绝缘体的氧化膜进行破碎，当然，在氧化膜的破碎过程中，其难度主要取决于膜的厚度和自身的一些其它的特性。然而，我们都知道，铝金属在长时间的暴露于空气之中，经过与空气中的氧分子结合就会迅速形成一种坚硬、牢固的高电阻膜般的氧化铝,这种高电阻膜的形成，不仅仅有着坚固的特性，同时也具有良好的防腐性能。
2.就接触电阻的蠕变特性而言，金属在应力作用下随着时间的延续逐渐发生缓慢塑性变形的现象就是蠕变，这种缓慢的蠕变只有在应力逐渐减少到不能在慢慢的塑性变形中产生蠕变现象才会停止。就其蠕变的特性而言，任何金属发生蠕变的时候，所需要的温度总是与金属的熔点有着密切的关系。在实际的实践运用中，甚至一些低熔点的金属甚至在室温下都能随着室内温度的变化而发生着蠕变。
3.影响接触电阻变化的一个更重要的因素就是接头的腐蚀性了，在电力线路中，往往非耐张接头受到了哪怕是一点点的腐蚀，这时金属的接触电阻都会在原有的基础上得到很大的提高，这一原理主要是基于化学课程中的电化学腐蚀的原理。在保证送电线非耐张接头的正确合理的得到应用，就一定要做好一系列的接头防腐措施，这样才能在一定程度上把送电线路非耐张接头的导电性能和机械性能严格达到相对稳定的状态。并尽量的较少环境对电线路非耐张接头的影响。
4.就热效应这一因素而言，我们前面已经了解到电力接头的主要目的就是使送电线路非耐张接头在整个的使用过程中承载电力所带来的种种负荷。但是，由于接头在很大程度上总是受到温度的影响，以至于电力负荷的不断变化总是引起部件间的小程度上的相对移动。同时金属的蠕变会使这种情况更加的趋于严重化，蠕变在将接触压力降到一定程度上时，这也在另一方面极大的增加了接触的电阻。总之，接头的合理严谨的设计是整个连接系统在进行热循环的关键。同时，接头的弹性对于减少热运动应力和对金属蠕变的适应具有极其重要的作用。
四、运行分析
220 kV中开甲线、乙线是大庆市电业局的2回重要输电线路，此2回线路的施工时间和施工工艺有所不同。可作对比。观测过程采用红外线测温仪，监控各点的温度变化情况。数据表明，中开甲线由于施工较中开乙线早。且施工工艺有差别，非耐张接头处的氧化腐蚀较严重，在同等污染区或相似的污染区内，甲线的非耐张接头处测量温度高于乙线。对于同一条线路两个不同点，由于环境的不同，位于重污区附近的非耐张接头温度明显高于其他地方。可见非耐张接头的施工工艺、暴露在空气中时间的长短、所处的环境明显地影响着其本身的电气性能。为防止已有良好接触点的接头在运行过程中重新生成氧化，应在使用前做防腐实验，表面应涂上防护油膏。
总之，随着电网的不断扩大，电力系统的日益完善，对送电线路运行可靠性的要求也越来越高。因而，对送电线路接头的电气性能也提出了更高的要求。我们要从以上分析人手，抓好没计、施工工作，使其电气性能更加稳定可靠。
参考文献：
[1]张敏，浅谈送电线路非耐张接头电气性能析.2017.
[2]程黄雪，探讨送电线路非耐张接头电气性能分析研究.2017.
论文作者:高天阳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：电阻论文; 金属论文; 性能论文; 表面论文; 线路论文; 温度论文; 电气论文; 《电力设备》2018年第29期论文;