本發(fā)明涉及壓接式套管連接器
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種電纜中間接頭壓接管處接觸電阻計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
：電纜中間接頭是電纜線路的重要組成部分，用于實(shí)現(xiàn)電纜長(zhǎng)度的接續(xù)和三相線路的交叉互聯(lián)。電纜線路能否安全運(yùn)行，很大程度上取決于電纜芯連接的成功與否。電纜線芯的連接方法有焊接和壓接兩種。由于焊接工藝技術(shù)要求高，目前通常采用壓接方式實(shí)現(xiàn)電纜線芯的連接。電纜線芯的連接是通過(guò)在兩斷開的電纜線芯上套上壓接式連接器(壓接管)輔以工具壓接而成，其可靠性不僅取決于足夠的機(jī)械保持力，還需要良好的電氣性能。接觸電阻是描述其電氣性能的主要參數(shù)。若接觸電阻過(guò)大，連接器通流產(chǎn)生極高熱量，將使局部過(guò)熱運(yùn)行，甚至導(dǎo)致連接失效損壞，從而引發(fā)重大事故。且壓接管處于接頭主絕緣件內(nèi)部，其運(yùn)行狀況不易監(jiān)測(cè)。然而，在國(guó)內(nèi)此類研究開展遲緩，目前尚未存在任何一種確實(shí)可行的計(jì)算方法。因此，準(zhǔn)確計(jì)算中間接頭壓接管接觸電阻，在工程設(shè)計(jì)之初有效控制其值大小，對(duì)高壓電纜中間接頭輸電的安全可靠性有著極其重要的意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種電纜中間接頭壓接管處接觸電阻計(jì)算方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到：一種電纜中間接頭壓接管處接觸電阻計(jì)算方法，所述接觸電阻計(jì)算方法包括：s1、結(jié)合電纜線芯正規(guī)絞合工藝，計(jì)算其絞合外徑d1；s2、電纜線芯緊壓以后，計(jì)算導(dǎo)體外接圓直徑d2；s3、假設(shè)壓接后各層導(dǎo)體形變量相同，計(jì)算內(nèi)切圓與外切圓半徑差值dc；s4、計(jì)算緊壓絞合導(dǎo)體橫切面外層的有效接觸長(zhǎng)度le；s5、假設(shè)導(dǎo)體與套管充分接觸，計(jì)算中間接頭導(dǎo)體壓接連接的實(shí)際接觸面積as；s6、計(jì)算電纜線芯與壓接管間接觸電阻rj。進(jìn)一步地，所述絞合外徑d1的計(jì)算公式如下：d1＝(2n+1)d式中，n表示絞線層數(shù)；d表示單線直徑，單位：mm。進(jìn)一步地，所述導(dǎo)體外接圓直徑d2的計(jì)算公式如下：d2＝d[(k/μη)1/2]式中，d表示單線直徑，單位：mm；k表示單線根數(shù)；μ表示導(dǎo)體延伸系數(shù)。進(jìn)一步地，所述半徑差值dc的計(jì)算公式如下：式中，n表示絞線層數(shù)；d表示單線直徑。進(jìn)一步地，所述有效接觸長(zhǎng)度le的計(jì)算公式如下：式中，m表示絞合導(dǎo)體外層單線根數(shù)。進(jìn)一步地，所述實(shí)際接觸面積as的計(jì)算公式如下：as＝ld×le式中，ld表示導(dǎo)體與套管搭接長(zhǎng)度。進(jìn)一步地，所述接觸電阻rj的計(jì)算公式如下：式中，rj表示接觸電阻，單位：mω；f表示接觸壓力，單位：n；m為與接觸形式，壓力大小和實(shí)際接觸點(diǎn)數(shù)目有關(guān)的系數(shù)；kj為與接觸材料、表面狀況有關(guān)的系數(shù)。進(jìn)一步地，面面接觸時(shí)，m取值1，銅-銅接觸時(shí)，kj取值0.08。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：本發(fā)明公開了一種電纜中間接頭壓接管處接觸電阻的理論計(jì)算方法，可解決當(dāng)前電纜輸電線路中間接頭與連接管壓接時(shí)無(wú)理論模型計(jì)算方法的窘態(tài)，為實(shí)現(xiàn)電力電纜輸電的安全運(yùn)行提供重要依據(jù)，為壓接工藝初始設(shè)計(jì)提供可靠參考。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明中電纜銅導(dǎo)體壓接示意圖；圖2是本發(fā)明中240mm2絞合導(dǎo)體橫截圖；圖3是本發(fā)明中絞合導(dǎo)體緊壓形變圖；圖4是本發(fā)明中壓接連接部位電流流向；圖5是本發(fā)明中公開的電纜中間接頭壓接管處接觸電阻計(jì)算方法的流程圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例一本實(shí)施例結(jié)合電接觸理論和無(wú)接觸界面重疊接頭的電阻特性，公開了一種電纜中間接頭壓接管處接觸電阻計(jì)算方法，具體步驟如下：s1、結(jié)合電纜線芯正規(guī)絞合工藝，計(jì)算其絞合外徑d1。d1＝(2n+1)d(1)式中，n表示絞線層數(shù)；d表示單線直徑，單位：mm。s2、當(dāng)電纜線芯緊壓后，計(jì)算導(dǎo)體外接圓直徑d2。d2＝d[(k/μη)1/2](2)式中，d表示單線直徑，單位：mm；k表示單線根數(shù)；μ表示導(dǎo)體延伸系數(shù)。s3、假設(shè)壓接后各層導(dǎo)體形變量相同，計(jì)算內(nèi)切圓與外切圓半徑差值dc(對(duì)任意層有效)。s4、結(jié)合公式(1)(2)(3)，計(jì)算得到緊壓絞合導(dǎo)體橫切面外層的有效接觸長(zhǎng)度le。式中，m表示絞合導(dǎo)體外層單線根數(shù)。s5、由于套管集中通過(guò)任意一端導(dǎo)體與套管的接觸面，接觸電阻計(jì)算只需考慮一端。假設(shè)導(dǎo)體與套管充分接觸，結(jié)合公式(4)，則可計(jì)算中間接頭導(dǎo)體壓接連接的實(shí)際接觸面積as。as＝ld×le(5)式中，ld表示導(dǎo)體與套管搭接長(zhǎng)度。s6、計(jì)算電纜線芯與壓接管間接觸電阻rj。式中，rj表示接觸電阻，單位：mω；f表示接觸壓力，單位：n；m為與接觸形式，壓力大小和實(shí)際接觸點(diǎn)數(shù)目有關(guān)，面接觸時(shí)可取m＝1；kj為與接觸材料、表面狀況等有關(guān)的系數(shù)。實(shí)施例二當(dāng)電纜完成剝切，將套管套入銅導(dǎo)體，再利用帶六角形壓模的壓接鉗緊壓套管，使套管與銅導(dǎo)體緊密連接，壓接完成。電纜銅導(dǎo)體壓接連接示意圖如圖1所示。壓接面的接觸壓力主要與套管與電纜導(dǎo)體，六角形壓模與套管的尺寸配合有關(guān)。110kv電纜常見幾種截面緊壓型絞合導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸如表1所示。表1.截面緊壓型絞合導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和相關(guān)尺寸標(biāo)稱截面積/mm2線芯結(jié)構(gòu)/單線直徑(mm)外層根數(shù)計(jì)算外徑(mm)2401+6+12+17/3.001718.403001+6+12+18+23/2.602320.604001+6+12+18+23/3.002323.505001+6+12+18+23/3.402326.606301+6+12+18+23/3.802329.90參考gb/t14315，110kv電纜幾種常見截面的直通型套管尺寸及對(duì)應(yīng)壓模尺寸如表2所示。表2.10kv電纜幾種常見截面的直通型套管尺寸及對(duì)應(yīng)壓模尺寸導(dǎo)體截面/mm2長(zhǎng)度/mm內(nèi)徑/mm外徑/mm壓模直徑/mm2401102026283001202431-4001352634-500150303840630170354547110kv電纜導(dǎo)體通常采用圓銅單線緊壓絞合而成。如圖2所示，300mm2-630mm2截面導(dǎo)體同心絞合采用五層結(jié)構(gòu)：第一層單線根數(shù)為1；第二層單線根數(shù)為6；第三層單線根數(shù)為12；第四層單線根數(shù)為18；第五層單線根數(shù)為23。這種少一根的絞合方式在國(guó)內(nèi)較為常見，但在正規(guī)排列方式中，四層絞合的外層導(dǎo)體數(shù)為18根，五層絞合的外層導(dǎo)體數(shù)為24根。以正規(guī)排列方式為例，240mm2絞合導(dǎo)體橫截面如圖3所示。通常，導(dǎo)體分層絞合以后，還需通過(guò)圓形模具進(jìn)行緊壓。緊壓前，絞合導(dǎo)體外層表面并不平整，存在諸多凹陷部分；緊壓后，各層銅單線發(fā)生不同程度的形變，在通流截面不變的情況下，絞合外徑變小。以240mm2絞合導(dǎo)體為例，假設(shè)中心單線不發(fā)生形變，且在外力作用下，各層導(dǎo)體形變近似在兩個(gè)同心圓內(nèi)發(fā)生，如圖4所示。圖中，陰影a用于填充陰影b；r1表示中心單線半徑；r2表示緊壓后第一層導(dǎo)體外切圓半徑；r3表示緊壓后第二層導(dǎo)體外切圓半徑；r4表示緊壓后第三層導(dǎo)體外切圓半徑。當(dāng)電流流經(jīng)接觸部位時(shí)，無(wú)論導(dǎo)體是否緊密對(duì)接，兩導(dǎo)體對(duì)接面總無(wú)電流通過(guò)。電流是從一端電纜導(dǎo)體流經(jīng)該端導(dǎo)體與套管接觸面，經(jīng)套管過(guò)渡，再流經(jīng)另一端導(dǎo)體與套管接觸面，最終匯集到另一端電纜導(dǎo)體，如圖4所示。由此，根據(jù)上述分析，以表1中240mm2截面電纜、表2中110mm長(zhǎng)度直通型銅套管為例，計(jì)算其接觸電阻。s1、根據(jù)公式(1)，代入層數(shù)n＝3，單線直徑d＝21mm，計(jì)算可得絞合外徑d為21mm。s2、根據(jù)公式(2)，代入單線直徑d＝21mm，單線根數(shù)k＝61，導(dǎo)體延伸系數(shù)μ＝1.12(銅),緊壓系數(shù)η＝0.9，計(jì)算可得導(dǎo)體外切圓直徑d2為18.176mm。s3、根據(jù)公式(3)，代入s1、s2計(jì)算結(jié)果，可得內(nèi)切圓與外切圓半徑差dc為2.53mm。s4、根據(jù)公式(4)，代入絞合導(dǎo)體外層單線根數(shù)m＝24，并結(jié)果上述步驟結(jié)果，計(jì)算可得緊壓絞合導(dǎo)體橫切面外層的有效接觸長(zhǎng)度le為29.06mm。s5、根據(jù)公式(5)，取導(dǎo)體與套管的搭接長(zhǎng)度為ld＝55mm，計(jì)算可得中間接頭導(dǎo)體壓接連接的實(shí)際接觸面積as＝1598.45mm2。s6、根據(jù)公式(6)，面面接觸m＝1，銅-銅接觸kj＝0.08，計(jì)算可得接觸電阻為4.1×10－6ω。綜上所述，本發(fā)明公開了一種高壓電纜中間接頭壓接管處接觸電阻的理論計(jì)算方法，可解決當(dāng)前電纜輸電線路中間接頭與連接管壓接時(shí)無(wú)理論模型計(jì)算方法的窘態(tài)，為實(shí)現(xiàn)電力電纜輸電的安全運(yùn)行提供重要依據(jù)，為壓接工藝初始設(shè)計(jì)提供可靠參考。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12