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110kV设备线夹断裂原因及改进措施，我们必须对此问题，引起重视，不然就会出现重大安全事故。 wZR开关114 变电设备间铜的连接点采用铜连接，铝的连接点采用铝连接，铜铝接点之间要使用铜铝过渡型设备线夹。目前，电力系统大量使用的是闪光焊、摩擦焊的110 kV铜铝过渡型设备线夹。据资料介绍及调查，闪光焊、摩擦焊的110 kV铜铝过渡型设备线夹会在铜铝过渡连接处发生断裂，铜铝过渡型设备线夹发生断裂会造成A类电网事故、B类电网事故甚至大面积停电事故，而且是一个很容易被忽视的重大安全隐患。 wZR开关114
1 110kV铜铝过渡型设备线夹的焊接工艺 wZR开关114
1.1 闪光焊接 wZR开关114
闪光焊接是铜板材和铝板材瞬间在强电流作用下迅速熔化，随后在机械顶、锻压力作用下融合在一起的生产工艺，此方法产品成品率高，性能较稳定，已纳入国家标准。批量生产前需进行弯曲试验，将铝板夹在台钳内，焊缝离钳口头8～12 mm，用活动扳手钳住上部铜扳弯曲180。，铜铝无分离为合格。 wZR开关114
1.2 摩擦焊 wZR开关114
摩擦焊是铜棒和铝棒高速旋转使铜和铝的焊接面在高温下熔化，经保压顶锻使铝和铜结合在一起的一种制造工艺，此方法广泛用于240 mm 2 以下导线的设备夹制造。产品强度较高，运行安全可靠，弯曲试验同闪光焊相同。 wZR开关114
1.3 钎焊 wZR开关114
钎焊是将一片薄铜片与全铝设备线夹经药物升温粘连、机械力压接后将铜片焊在铝板上的一种加工方式。该方式工艺简单，质量可靠，以铝材料为主，用铜量不多，受其他条件影响时产品不会出现断裂，是最保险的铜铝设备夹，在铜材资源紧缺的情况下，是替代磨擦焊和闪光焊的理想选择。 wZR开关114
2 110kV铜铝过渡型设备线夹的铜铝过渡形式 wZR开关114
一种为铝板与铜板对焊。由于铜铝过渡板对焊处工艺较复杂，焊缝易出现断裂，而且用铜量多，产品成本高。 wZR开关114
另一种为铝板表面钎焊1～2 mm铜片，设备线夹采用在铝板表面钎焊1～2 mm铜片进行铜铝过渡，线夹绝大部分是铝材，既可保证电气性能，且用铜量极少，产品成本低，而且端子板与线夹为一整体，机械强度可保证。但应注意的是，接线板打孔时应从铜面打孔。 wZR开关114
两种形式设备线夹在功能上基本无差别。 wZR开关114
3 110kV铜铝过渡型设备线夹的断裂原因浅析 wZR开关114
3.1 材料的焊接性能及焊接工艺原因 wZR开关114
铜、铝(特别是铝)的焊接性能较差，即便是同种材料的焊接一般都要采取相应的辅助方法才能获得较好的强度，如铜焊需用焊粉，铝焊需采用隔离焊(如气体保护)。而铜铝设备线夹的过渡连接处是两种不同金属的焊接，其生产工艺若采用闪光焊或摩擦焊，其焊接口的强度在理想情况下只能达到两种母材中强度最低的铝的强度值。由于并不能使两种母材的接口在焊接时完全而充分地形成“熔池”，加之铝的熔点远低于铜，因此，其晶相组织达不到相互完全地“融解”，其微观结构不均匀，有些裂纹或裂缝甚至肉眼即可辨识，因而其接口的强度实际往往要大打折扣，在剪切或弯曲试验时即会出现断裂。产品焊接面不清洁，焊接质量本身不稳定，敲击或弯曲试验会出现断裂或脱落。 wZR开关114
3.2 焊接的环境条件因素 wZR开关114
闪光焊等工艺的产品在制造时对工艺参数要求极为严格，产品质量存在潜在的不稳定因素，铜铝焊接界面的质量容易受高温、震动疲劳、腐蚀等环境因素影响，而使机械强度降低。如盐雾、酸性气体侵蚀及恶劣气候均会造成产品表面老化，氧化程度不一致，造成产品断裂。 wZR开关114
3.3 受力条件因素 wZR开关114
线夹在安装和工作时既要承受导线拉力也要承受剪力。闪光焊或摩擦焊接的接口其连接面积小，与钎焊相比可视为“线接触”，其接口界面电阻大，温升大，加之铜、铝的热膨胀系数不同，客观上会恶化接口的受力条件。此外，工作力矩作用于接口容易造成应力集中，从而造成线夹的疲劳断裂。由于铝的机械强度低于铜，因此一般表现为铝首先产 生物理断裂。 wZR开关114
3.4 长期疲劳(电流过载)运行 wZR开关114
由于铝和铜的膨胀系数不一样，且产品长期过载，高温发热，导致产品断裂。 wZR开关114
4 结论与建议 wZR开关114
钎焊的线夹端子板与线夹为一整体，机械强度可保证。钎焊的线夹在安装和工作时工作力矩贯穿整个工作界面，同时可以有效地克服闪光焊焊接工艺要求严格、受环境因素影响大和产品接口接触面积小、受力条件差、容易造成接口应力集中等缺陷，对降低线夹的接触电阻和温升也有帮助。 wZR开关114
建议采用钎焊工艺制造的110 kV铜铝过渡型设备线夹代替闪光焊、摩擦焊的线夹，以避免由于采用闪光焊、摩擦焊工艺生产的设备线夹断裂造成的事故。wZR开关114
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