电力复合脂摩擦系数对导线握力的影响

商全鸿，张雪松，范伟捷，刘臻，侯先智

（1.国网浙江省电力公司，浙江杭州 310007；2.中国电力科学研究院，北京 100055；3.北京送变电公司，北京 102401）

电力复合脂摩擦系数对导线握力的影响

商全鸿1，张雪松2，范伟捷3，刘臻2，侯先智3

（1.国网浙江省电力公司，浙江杭州 310007；2.中国电力科学研究院，北京 100055；3.北京送变电公司，北京 102401）

为了研究电力复合脂摩擦系数对导线握力的影响，对不同类型电力复合脂的摩擦系数进行了测试，并开展了涂不同类型电力复合脂导线握力试验。试验结果表明：不同类型电力复合脂的摩擦系数是不同的。当电力复合脂的摩擦系数大于0.08时，电力复合脂对导线的握力基本没有影响，导线的破坏特征为铝线断裂。当电力复合脂的摩擦系数小于0.015时，电力复合脂对大截面导线的握力有明显降低，导线的破坏特征为铝线滑出。

电力复合脂；摩擦系数；导线握力；破坏特征

根据国家相关标准要求，导线压接时应在导线表面涂一层电力复合脂。近年来大截面导线（1250 mm2导线）在工程应用中出现了铝线从压接管中滑出的现象。通过对影响压接质量的各种因素的分析，排除导线质量、金具结构设计参数和压接工艺等因素的影响[1-2]，样品破坏特征全部为铝线从压接管中滑出，其主要原因为涂抹电力复合脂后压接管与导线间的摩擦力下降，在拉力作用下铝线发生滑移。可见，随着导线截面直径的加大，电力复合脂摩擦系数对导线握力的影响不能忽略。此外，目前对电力复合脂的研究主要集中在电气性能、耐腐蚀性、磨损性能上[3-8]，没有注重电力复合脂摩擦系数对导线握力的影响，造成导线握力计算值与实际测量值存在明显差异。

1 电力复合脂摩擦系数测试

1.1 电力复合脂分类

首先对市场上常用的几类电力复合脂的分油性进行了测试，测试结果如表1所示。根据表1，将分油量小于等于0.01的电力复合脂定为A型；将分油量在0.01～0.03的电力复合脂定为B型；将分油量在3.80左右的电力复合脂定为C型；将分油量大于等于12电力复合脂定为D型。本文选择A型、B型、C型、D型4类电力复合脂进行摩擦系数测试。

1.2 试验方案

本文采用四球法[9-10]测试电力复合脂的摩擦系数。测试电力复合脂摩擦系数时，首先把在试验机主轴上安装一个洁净的试验钢球，在油杯中安装3个洁净试验钢球，用夹具夹紧，设定试验机转速为600 r/min±30 r/min，3个直径12.7 mm钢球被夹紧在一起，加入10 mL电力复合脂，另一个直径12.7 mm钢球作为上钢球，与3个夹紧钢球成3点接触，施加负荷392 N；最后在设定电力复合脂试验温度为75℃的条件下，上钢球以600 r/min的转速运行，试验时间为20 minute，同时记录摩擦系数。

表1 电力复合脂分油率（w/w%）Tab.1 Oil-removing efficiency of electrical joint compound

1.3 试验结果分析

根据上述试验方法测试电力复合脂的摩擦系数其试验结果如表2所示，图1给出了电力复合脂摩擦系数随时间的变化。可以看出，A型和B型电力复合脂的摩擦系数远高于C型和D型电力复合脂的摩擦系数。根据文献[11～14]，用扫描电子显微镜对试件磨斑进行分析。涂4种类型电力复合脂钢板磨斑如图2所示。可以看出：由于A型和B型电力复合脂摩擦系数较大，钢板磨斑不规则且中间有破损；而C型及D型电力复合脂摩擦系数较小，钢板磨斑较圆且中间没有发生破损的现象。

表2 电力复合脂摩擦系数Tab.2 Friction coefficient of electrical joint compound

图1 电力复合脂摩擦系数曲线Fig.1 Friction coefficient curve of electrical joint compound

2 涂电力复合脂的导线握力试验

2.1 试验方案设计

为了测试上述4种类型电力复合脂摩擦系数对导线握力的影响，试验采用同样压接设备、同一盘导线、对涂不同类型电力复合脂的JL1/G3A-630/45型导线和JL1/G3A-1250/70型导线进行握力试验。对导线进行握力测试前需要对导线进行压接，根据文献[15～18]导线的压接步骤如下：首先量取一定长度并切断铝线，不伤及钢芯。剥线长度=钢管压接长度＋钢管压接伸长量＋25 mm。然后将钢芯向耐张线夹钢锚管口穿入，钢芯穿入时应顺绞线绞制方向旋转推入，直至钢芯穿至管底，如剥露的钢芯已不呈原绞制状态，应先恢复其至原绞制状态。再将铝管穿管及预偏将铝管穿至极限位置后根据预偏量预偏一定距离。对压接好的导线进行握力测试时，将首先应将载荷施加到计算拉断力的20%[18]，在金具的出口端导线上作记号，以测量导线相对于金具的滑移量。然后在30/s后将张力逐步增加到导线计算拉断力的50%，并保持120 s。最后在不少于30 s后，将张力逐步增加到规定的握力值。

图2 涂电力复合脂样品磨斑Fig.2 Wear scar of specimens with electrical joint compound

图3 涂电力复合脂前后JL1/G3A-630/45导线握力Fig.3 Holding force for the JL1/G3A-630/45 conductor with/without electrical joint compound

2.2 试验结果分析

涂电力复合脂的JL1/G3A-630/45型导线和JL1/G3A-1250/70型导线握力试验结果图3和图4所示。可以看出：涂A型和B型电力复合脂（最小摩擦系数大于0.08）的导线，其握力均和未涂电力复合脂握力接近且大于规范[18]要求值；这说明当电力复合脂的摩擦系数大于0.08时，对导线握力的影响不大。涂C型和D型电力复合脂（最小摩擦系数小于0.015）的导线，其握力均小于未涂电力复合脂导线握力；这说明C型和D型电力复合脂对JL1/G3A-630/45型导线的握力有所降低，对JL1/G3A-1250/70型导线握力有明显的降低作用。

表3和表4给出了涂4类电力复合脂及不涂电力复合脂导线的握力及其握力比（涂电力复合脂导线握力与未涂复合脂导线握力之比）。可以看出：涂A型和B型电力复合脂的导线，其握力大约降低2%左右，基本和不涂电力复合脂的导线的握力值相当。涂C型和D型电力复合脂的JL1/G3A-630/4型导线，其握力降低5%左右。涂C型和D型电力复合脂的JL1/G3A-1250/70型导线，其握力降低10%左右。这说明：当电力复合脂的摩擦系数小于0.015时，导线的握力值明显降低，且大截面导线的握力降低更多。因此建议输电线路用电力复合脂的摩擦系数不应小于0.08。

图5给出了涂电力复合脂导线的破坏形态，可以看出：电力复合脂的摩擦系数不但对导线的握力值影响，同时也影响了导线的破坏特征。当电力复合脂的摩擦系数大于0.08时，导线的破坏特征均为耐张线夹出口铝线断；这说明，钢芯和导线的铝单线同时发挥作用，导线的握力由铝线的强度和钢芯的强度共同决定。当电力复合脂的摩擦系数小于0.015时，导线的破坏特征均为耐张线夹出口滑出，钢芯和导线的铝单线无法同时发挥作用，铝包钢芯与外层铝股之间有滑移。

图4 涂电力复合脂前后NY-1250/70导线握力Fig.4 Holding force for JL1/G3A-630/45 conductor with/without electrical joint compound

表3 JL1/G3A-630/45型导线握力试验数据Tab.3 Data of test for the JL1/G3A-630/45 conductor

表4 JL1/G3A-1250/70导线握力试验数据Tab.4 Data of test for the JL1/G3A-1250/70conductor

图5 涂不同类型电力复合脂导线的破坏形态Fig.5 Failure performance of conductor with different electrical joint compound

3 结语

通过对涂4种类型的电力复合脂的摩擦系数试验及相应的导线握力试验，可以得到以下2点结论：首先，不同类型的电力复合脂摩擦系数是不同的，当电力复合脂的摩擦系数大于0.08时，对导线的握力基本没有影响，当电力复合脂的摩擦系数小于0.015时，电力复合脂对导线的握力有明显降低，尤其是对大截面导线。其次，电力复合脂的摩擦系数的大小可以改变导线的破坏特征。当电力复合脂的摩擦系数大于0.08时，导线的破坏特征为耐张线夹出口铝线断裂。当电力复合脂的摩擦系数小于0.015时，导线的破坏特征为耐张线夹出口铝线滑出，建议输电线路用电力复合脂的摩擦系数不应小于0.08。

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Influence of Friction Coefficient for Electrical Joint Compound on Holding Force of Conductor

SHANG Quanhong1，ZHANG Xuesong2，FAN Weijie3，LIU Zhen2，HOU Xianzhi3
（1.State Grid Zhejiang Electric Power Company，Hangzhou 310007，Zhejiang，China；2.China Electric Power Research Institute，Beijing 100055，China；3.Beijing Transmission and Distribution Company，Beijing 102401，China）

Friction coefficient test of the different categories electrical joint compound，and holding force test of conductor with different categories electrical joint compound were conducted to reveal the influence of friction coefficient for electrical joint compound on holding force of conductor.The test results show that the friction coefficient of different types of electrical joint compound is different.The electrical joint compound，which the friction coefficient is greater than 0.08，exerts little effect on holding force of conductor，and the failure characteristics of the conductor is aluminium wire fracture.The electrical joint compound，which the friction coefficient is less than 0.015，can significantly reduce holding force of conductor，and the failure characteristics of conductor is aluminium wire sliding out.

electricaljointcompound； coefficientof friction；holding force of conductor；failure characteristics

2017-02-21。

商全鸿（1962—），男，本科，高级工程师，研究方向为电力工程规划及防灾减灾工作；

（编辑 张晓娟）

国家电网公司科技项目（GCB17201500052）。

Project Supported by the Science and Technology Foundation of SGCC（GCB17201500052）.

1674-3814（2017）04-0077-05

TM727

A

张雪松（1971—），男，博士，高级工程师，研究方向为工程力学等。