淺談配電柜接線端子燒損及原因

摘要：隨著電子行業(yè)的發(fā)展，接線端子的使用范圍越來越多。大量接線端子的不規(guī)范使用，造成接線端子燒損的情況頻頻發(fā)生，給配電柜以及供電安全造成了嚴重的威脅。文章介紹了配電柜接線端子燒毀的燒損的原因，通過對配電柜接線端子燒損原因的分析研究，指出配電柜接線端子燒毀的危害性，并提出了相應(yīng)的預(yù)防和解決措施以及建議。

關(guān)鍵詞：接線端子；燒損原因；配電柜

中圖分類號：U269 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）10-0030-03

接線端子是用于實現(xiàn)電氣連接的一種配件產(chǎn)品，工業(yè)上劃分為連接器的范疇。隨著工業(yè)自動化程度越來越高和工業(yè)控制要求越來越嚴格、精確，接線端子的用量逐漸上漲。電纜的接線端子是配電柜以及保障電纜終端完全運行的重要部件，如果連接不良將會導(dǎo)致接觸電阻增大，引起接線端子或電纜的絕緣老化以及發(fā)熱燒損，給配電柜以及供電安全造成了嚴重的威脅。

1 配電矩接線端子燒損的現(xiàn)狀

最近幾年，大量接線端子的不規(guī)范使用，造成接線端子燒損的情況頻頻發(fā)生，給配電柜以及供電安全造成了嚴重的威脅。配電矩接線端子燒損故障情況主要有：電源轉(zhuǎn)換柜二路主接線排U相籠式端子燒損、電源轉(zhuǎn)換柜一路主接線排W相籠式端子燒損、電源轉(zhuǎn)換柜二路主接線接觸器U相進線端子燒損、電源轉(zhuǎn)換柜二路主接線排W相籠式端子燒損、電源轉(zhuǎn)換柜一路主接線排V相籠式端子燒損、電源轉(zhuǎn)換柜一路主接線接觸器V相進線端子燒損等故障。通過對配電柜接線端子燒損的研究分析，我們可以清楚的看出配電柜接線端子燒損主要是由于主接觸器或空氣開關(guān)接線端子燒損以及主線籠式接線端子燒損，這些部位的燒損極易造成一路或二路電路的相間短路，影響電網(wǎng)正常供電，對電柜、供電線路以及電網(wǎng)供電安全產(chǎn)生嚴重的威脅。

2 配電柜接線端子燒損的原因

通過對配電柜接線端子燒損情況的分析發(fā)現(xiàn)，電源配電柜內(nèi)的主接線端子通過的電流往往較大，容易發(fā)生發(fā)熱燒損故障尤其是籠式接線端子發(fā)生燒損的事故比較頻繁，其中籠式接線端子大多都是簧片式的籠式接線端子，下面對配電柜內(nèi)電器元件接線端子以及籠式彈簧接線端子燒損的原因進行分析。

2.1 電器元件接線端子發(fā)熱燒損

導(dǎo)致一路、二路主接觸器以及空氣開關(guān)等相關(guān)電器元件發(fā)熱、燒損的主要原因有兩個。一個原因是一些外在因素（如大型車輛通過時路面振動）導(dǎo)致配電柜不斷振動，使接線端子與電器元件間的聯(lián)接松動，壓緊力不斷減小，造成接觸電阻增加，在長期通電的過程中，容易用易造成電器元件接線端子的發(fā)熱、燒損；另一個原因是接線端子與配線的導(dǎo)電體之間壓接不良，造成接觸電阻增加，在長期通電時，使電器元件的接線端子發(fā)熱燒損。

2.2 彈簧式接線端子的燒損原因

籠式彈簧接線端子有著結(jié)構(gòu)緊湊且接線方便的特點，也正是由于籠式彈簧接線端子之間的緊密連接，在表面不容易發(fā)現(xiàn)籠式彈簧接線端子內(nèi)部的燒損情況，容易造成比較嚴重的燒損，造成籠式彈簧接線端子燒損的主要原因有以下幾方面：

（1）載流導(dǎo)體發(fā)熱?，F(xiàn)目前的配電柜內(nèi)主干線的簧片式接線端子所接入的配線均采用的是16mm?的配線，這種簧片的彈力比較大，導(dǎo)致在配電柜接入配線時簧片的開啟角度不夠，造成配線的部分導(dǎo)電體沒有完全壓入彈片內(nèi)，使導(dǎo)線的實際導(dǎo)電面積減小，在長期電流通過時產(chǎn)生異常升溫現(xiàn)象。實驗研究表明，金屬導(dǎo)體會在高溫下會因為遭受退火而導(dǎo)致機械強度下降。銅的溫度在超過150℃時，銅的機械強度會急劇下降，從而導(dǎo)致導(dǎo)電體與簧片的接觸壓力減小，接觸電阻增大，使簧片發(fā)熱更加嚴重。另外，發(fā)熱也會使導(dǎo)電體的接觸表面發(fā)生強烈氧化，產(chǎn)生的電阻往往會比導(dǎo)體本身的電阻大很多（有的可以達到幾十倍甚至更大）的氧化銅，大大增加了電阻的接觸面積，使接觸處的發(fā)熱量劇增，并形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致電柜接線端子與導(dǎo)體接觸處松動、變形，嚴重時甚至?xí)霈F(xiàn)熔化現(xiàn)象。

通過研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)體表面積、電流以及本身電阻對金屬導(dǎo)體在通電時升溫有著一定的關(guān)系。其關(guān)系可以用公式：Txu=Ixu?R/KS表達，其中，Txu表示導(dǎo)電體容許升溫，Ixu表示導(dǎo)電體容許通過電流，R表示導(dǎo)電體的電阻，K表示導(dǎo)體散熱系數(shù)，S表示導(dǎo)電體的表面積。從公式中可以看出，當增大導(dǎo)體的電阻（接觸電阻）或減少其過流表面積時，導(dǎo)體會產(chǎn)生異常升溫現(xiàn)象。

（2）籠式彈簧端子發(fā)熱燒損。籠式接線端子具有抗震性高、接線時間短的特點，加上其耐熱、耐腐蝕的性能，被廣泛運用在世界電氣連接領(lǐng)域。然而籠式彈簧端子實際使用過程中也存在一些問題，端子燒損的故障也經(jīng)常發(fā)生，主要現(xiàn)象是接線端子的燒損、熔化等。以下就籠式端子發(fā)熱原因進行具體分析。

一是壓入接線端子導(dǎo)線長度不符合規(guī)定要求?；\式接線端子有著嚴格的壓線長度要求，其對應(yīng)的壓接導(dǎo)線的截面積有具體的范圍要求，比如型號為285-635的接線端子的允許壓接導(dǎo)線面積為6～35mm?。因此，當導(dǎo)線過細時，由于壓入導(dǎo)線的過長，加上導(dǎo)線與接觸面積有絕緣層，造成導(dǎo)線的導(dǎo)電能力惡化，從而燒毀接線端子。比如在配電柜電源主線接線處，彈簧端子采用285-635，電源主線為16mm?的導(dǎo)線，就出現(xiàn)過類似情況，危險性極大。

二是插入接線端子的導(dǎo)線剝線長度不符合要求?；\式彈簧端子對剝線的要求也比較嚴格。比如型號為281-681型的接線端子的導(dǎo)線剝線長度為9～10mm。剝線過短會使彈簧壓接面積過小，容易造成明顯的脫落。對于剝線，不僅要有豐富的操作經(jīng)驗，還必須配備專門的剝線工具，以固定剝線長度。

三是對插入接線端子的導(dǎo)線截面積不符合要求?；\式彈簧端子對壓接導(dǎo)線的截面積有著嚴格的范圍要求，若超過要求的范圍，會使導(dǎo)線的接線端頭不能完全插入接線端子孔內(nèi)，造成導(dǎo)電能力下降，埋下安全隱患。在鐵路客車上，導(dǎo)線數(shù)量往往較多，當籠式端子數(shù)量少于導(dǎo)線壓入量要求時，絕對不允許把兩根導(dǎo)線擰在一起插入到一個接線端子插孔中。

四是籠式端子的配件選用不當?；\式接線端子的附屬配件很多，比如擋塊、短板以及相鄰跨接器等，與對應(yīng)的彈簧端子型號相對應(yīng)，比如，型號為281-402的相鄰跨接器可以在281系列端子上使用，也可以在插入未到位的情況下使用282系列端子，但由于載流量不夠用，在滿負荷工作時容易引起端子的燒損。

3 配電電柜燒損的預(yù)防措施及建議

通過對配電柜接線端子以及電器元件的接線端子燒損情況的分析和處理，并在處理配電柜接線端子燒損方面積累了一定量的工作經(jīng)驗，通過采取一些針對性措施，能取得很好的效果。根據(jù)配電柜接線端子燒損的情況采取的主要相應(yīng)處理措施以及建議有以下幾點：

3.1 處理措施

（1）正確使用籠式端子壓接的方法。在操作時采用籠式端子配套的工具，如冷壓鉗、剝線鉗以及螺絲刀等相應(yīng)工具。線端的剝線長度按照各種端子的剝線要求執(zhí)行，大批量剝線作業(yè)時可以采用自動剝線機，固定剝線長度。壓線時應(yīng)當嚴格按照操作規(guī)范進行，定期校驗冷壓工具。在實際操作中，發(fā)現(xiàn)籠式彈簧端子的簧片壓住配線絕緣層的接線現(xiàn)象時，必須對該接線進行重新壓接，并且必須保證配線導(dǎo)體進入簧片內(nèi)的范圍介于10mm到15mm之間，配線的部分導(dǎo)電體若存在未壓入簧片內(nèi)的情況必須對配線導(dǎo)電體進行重新壓接。安裝接線端子時，必須保證規(guī)格型號相匹配，安裝后應(yīng)當及時檢查壓接、安裝是否到位。端子安裝完工后加強對其檢查，可以采用“一壓二看三拉”的方法。一壓是用手壓住端子上的導(dǎo)線，二看是檢查端子外面不露銅線，內(nèi)部能夠看到銅線，三拉是用一定力量（按照端子的線徑和規(guī)格變化情況）拉導(dǎo)線，要求導(dǎo)線不能松脫。

（2）加強籠式端子的監(jiān)測和控制。定期在庫內(nèi)按要求進行滿負荷通電試驗，并使用紅外點溫儀對配線端子的溫度進行測量，保證配電端子升溫符合相關(guān)要求。加強對配電柜內(nèi)接線端子溫度的監(jiān)測和控制，一旦發(fā)現(xiàn)有升溫現(xiàn)象，及時相應(yīng)采取措施進行處理。

（3）加強對籠式端子的保養(yǎng)。加強對配電柜接線端子的日常靜態(tài)檢查，并定期對各個接線端子進行加固，尤其是配電柜的主干線的接線端子，應(yīng)當對其施加預(yù)緊力，使接線端子保持緊固以及導(dǎo)線的導(dǎo)電體與各個接線端子接觸良好。

3.2 配電柜接線端子燒損的建議

（1）改進籠式接線端子。為了更好地預(yù)防配電柜接線端子的燒損可以將配電柜內(nèi)10mm?以及以上的主配線原來采用的簧片壓接方式改為螺旋擰緊式的籠式端子壓接方式。

（2）在配線上涂抹溫度指示劑。在配電柜的各個接線端子處均涂抹溫度指示劑，當涂抹有溫度指示劑的接線端子處溫度超過規(guī)定溫度（一般是80℃）時，指示劑會明顯變色且指示劑的變色不可逆，以便在初期及時發(fā)現(xiàn)接線端子以及電器元件的異常發(fā)熱，能有效預(yù)防接線端子的燒損。

（3）改進配電柜門。把配電柜的門改為局部透明或全透明，一旦電器元件或接線端子異常發(fā)熱，產(chǎn)生煙霧時，能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理。

4 結(jié)語

在實際的應(yīng)用過程中，各作業(yè)單位可以根據(jù)接線端子的使用說明書，編制詳細的作業(yè)指導(dǎo)書，進一步完善操作規(guī)范，指導(dǎo)現(xiàn)場工人正確操作。在配電柜的使用中，注意觀察接線端子的狀態(tài)，應(yīng)當對主要的接線端子定期進行紅外點溫檢查，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理，并總結(jié)規(guī)律、積累經(jīng)驗。發(fā)揮接線端子的免維護性、抗震性以及操作簡單的特點，提升配電柜的電氣連接水平，保障供電線路的安全。

參考文獻

[1] 蔡丹云，丁明明.接線端子級進模具設(shè)計[J].精密成形工程，2012，（6）：107-109.

[2] 晏書賓.新型跌落式熔斷器接線端子的研制與應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（24）：168-169.

[3] 沙美華，王居堂.接線端子級進模設(shè)計及應(yīng)用[J].模具制造，2011，（11）：25-27.

[4] 陳鐵勝，楊靖，朱楊芹，等.接線端子對系統(tǒng)可靠性的影響[J].兵工自動化，2011，30（2）：85-88.

作者簡介：胡華仁（1977—），男，柳城供電公司安全監(jiān)管部助理工程師，研究方向：安全管理。