二次端子接线夹的研制与应用

黎慧明，高 林，青 言，余云光，郭 涛，杨 露

(云南电网有限责任公司红河供电局，云南 红河 661100)

0 引言

断路器机械特性试验是断路器预防性试验、交接试验的重要试验项目。在进行试验时，仪器测试线与断路器控制回路通过端子排进行连接。目前，测试线接入端子的方式主要有两种。

(1) 将断路器控制回路电缆从端子上解开，用鳄鱼夹夹接电缆。该方式接触可靠，但操作时间长，存在着触电和端子内导线恢复错误的风险，且在实施过程中易造成测试线短路。

(2) 将香蕉插头插入端子接线孔内。由于测试线接头和端子为硬接触，常常发生接触不良的现象，导致测试回路不通，需要反复进行调整。部分现场人员采用手按压接线线头的方式来确保插头与接线孔接触可靠，这种方式存在较大的触电风险，同时端子插孔大小不一，测试线接头存在无法插入端子插孔的情况。

因此，急需一种可靠、有效的接线方式或装置来解决上述问题。

1 研制思路

通过对传统工器具的分析以及经验的总结，对断路器试验中使用的鳄鱼夹进行改进，从而研制一款新型接线夹，设计思路如下。

(1) 目前使用的香蕉接头前端与断路器二次端子为硬连接，在实际操作需要人工辅助才能保证接触可靠，因此，考虑在接头内部设计弹簧和可伸缩的弹性顶针，通过弹簧的弹力来实现顶针与端子的可靠接触。

(2) 将鳄鱼夹其中一边的夹钳进行改造，焊接一个顶针套筒，用于安装弹性顶针，同时套筒里面安装径向收缩弹簧，用于固定弹性顶针。

(3) 带套筒的鳄鱼夹可单独使用。将航空插头的顶针插入套筒内，通过套筒内的弹簧夹持住航空插头顶针，从而保证在进行断路器手车试验时，鳄鱼夹与航空插头可靠连接而不晃动。

(4) 带套筒的鳄鱼夹也可和弹性顶针配合使用。将弹性顶针插入鳄鱼夹套筒内，便可以用在断路器二次端子上，将弹性顶针插入二次端子螺栓孔内，鳄鱼夹另外一边夹持住端子边缘从而对弹性顶针形成固定作用，弹性顶针在收缩状态下与二次端子进行连接，从而保证接触可靠，无需人工干预，同时也消除了触电风险。

2 装置原理

如图1所示，该接线夹基于现有的鳄鱼夹，与其形成一个组合式鳄鱼夹。该鳄鱼夹由夹钳和弹簧顶针组合而成，夹钳由半边鳄鱼夹和安装底座构成，安装底座一端为可插入弹簧顶针的金属柱头，另一端为测试线筒，半边鳄鱼夹和安装底座通过复位弹簧铰接件彼此铰接，并通过铆钉固定，形成一个可自动复位的弹性夹钳。弹簧顶针由顶针和顶针嵌套以及装在顶针嵌套内的伸缩弹簧组成，将弹簧顶针插入安装底座的金属柱头内，这样就组成了一个多功能的接线夹。

图1 新型接线夹结构示意

使用时，先将弹簧顶针插入金属柱头内，组合形成二次端子测试线夹。将测试线夹金属柱头插入二次端子中间插孔内，半边鳄鱼夹夹持二次端子边缘，对金属柱头形成可靠的支撑和固定，此时弹簧顶针因受到金属柱头的压力而呈压缩状态，从而使得安装底座和二次端子中间插孔可靠连接,将测试线接线柱插入测试线筒内，便可完成测试线与二次端子的连接，如图2所示。

图2 新型接线夹应用示意

3 测试验证

3.1 性能测试

根据设计原理，对鳄鱼夹进行了改造，组合形成新型接线夹。主体采用全绝缘橡胶套包裹，保证了接线过程中试验人员不会触碰到金属部分，同时也避免相邻两个接线夹搭接造成短路。

为验证接线夹是否满足性能要求，现场进行了绝缘试验和导通试验。

(1) 绝缘测试。将两个新型接线夹插入相邻排布的两个端子接线孔内，然后用绝缘导线将两个接线夹分别引出接至电动兆欧表正、负两极，兆欧表选择250 V档位。试验过程中，测试人员双手戴绝缘手套不断晃动，使两个接线夹充分接触，模拟极端条件下短接情况，同时动态记录绝缘电阻值。动态测试过程中最小绝缘电阻值如表1所示。

表1 绝缘电阻测试值 单位：MΩ

从表1可看出，5组样本的绝缘电阻值均大于规程要求的不小于10 MΩ的规定，由此可知，新型接线夹绝缘性能优良，在使用过程中不会发生两个接线夹因接触而短路的情况。

(2) 导通测试。将两个新型接线夹插入同一个端子连接片两端的接线孔内，然后用绝缘导线将两个新型接线夹分别引出接至双臂直流电阻测试仪的电压、电流极，直流电阻测试仪档位选择毫欧档。试验过程中，测试人员双手戴绝缘手套不断晃动两个新型接线夹，模拟极端条件下新型接线夹的导通情况，同时动态记录回路直流电阻值。动态测试过程中最大直流电阻值如表2所示。

表2 直流电阻测试值 单位：mΩ

由表2可看出，样本3因新型接线夹未完全插入端子插孔内导致脱落，其余4组样本在试验过程中均可靠导通，且性能良好。

3.2 现场应用

新型接线夹在多个变电站进行了试用以验证在实际工作中对于工作效率的提升效果。

在未使用新型接线时，单台断路器试验至少需要3人，平均一台断路器特性试验用时约120 min，按照平均每年进行1 000台断路器机械特性试验计算，总的人员投入为3 000人次，总用时为120 000 min；而使用了新型的断路器试验接线夹，可以减少辅助按压断路器二次端子接线人员至少1人，且新型断路器试验接线夹可有效保证试验接线的可靠性，避免频繁调整造成时间浪费，单台断路器试验时间大幅缩减至60 min左右，总的人员投入为2 000人次，总用时60 000 min。运用新型接线夹后，试验人员减少，试验时间缩短。

4 创新点

(1) 新型断路器试验接线夹结构简单，接线容易，可有效解决目前二次端子接线存在的测试线与端子接触不可靠、接线过程费时、存在触电风险等问题。

(2) 新型接线夹可扩展性强，将弹簧顶针更换为其他尺寸匹配的元件便可实现不同的功能。

(3) 弹簧顶针和夹钳为相互独立结构，弹簧顶针为易损部件，在弹簧顶针损坏时，只需要更换弹簧顶针，而不必更换夹钳，这样可减少耗材费用，节约成本。

5 结论

新型断路器试验接线夹通过将弹簧顶针和鳄鱼夹相结合，利用弹簧顶针与端子插孔接触，保证接触良好，利用鳄鱼夹夹持端子边缘，对弹簧顶针形成很好的固定和支撑，实现了测试线与端子的快速连接，提高了工作效率，避免了人员拆除端子内导线或者按压测试线接线柱时的安全隐患。弹簧顶针可更换设计，不仅降低耗材支出，节约了成本，同时也扩展了功能。弹簧顶针和夹钳相互独立，能够满足各种应用场景的需求。