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摘要:介绍了电控柜中冷压端子的选用,以及冷压端子的材质、压接性能、接触性能等在电控柜中的影响,并提出解决方案。
关键词:电控柜;冷压端子;匹配;紧固
前言
在现在电力电子行业中,电控柜是其整个系统的核心部分,也是必不可少的。由于集成化和自动化的飞速发展,电气控制系统也越发复杂,其中电控柜配套使用的器件和导线也越来越多。
电控柜中电气性能的实现主要是通过导线与器件的配合完成,在导线与器件连接过程中,冷压端子占有尤为重要的角色。如果冷压端子的使用不当,会造成控制柜接线部位的短路,断路、打火等现象,甚至会出现整个控制系统的崩溃。冷压端子应用于电控柜时,要充分考虑端子材质、厚度、端头类型,保证其压接质量和接触性能,从而提高电控柜的可靠性。可靠的连接能够保证整个控制系统的正确运行。
1冷压端子的选用
电控柜中冷压端子的选用,要考虑其材质、厚度、类型和使用范围。冷压端子通常选用优质铜材,铜材的纯度和导电率成正比例,并且表面必须经过镀锡或镀银等处理,在保证其导电性能时,并能抗氧化防腐蚀。端子的厚度会直接影响电流负载量,温度和接触压力。铜板厚度不足的端子,可能造成过热或压着后松动,损坏器件,甚至引发火灾。端子种类繁多,不同的装联需要匹配合适的端子,不仅导线规格要与冷压端子相适配,确保不能通过修剪或者填充导线以满足端子使用,还要求同种规格的端子其接触部位的宽度或长度要与器件相匹配,同时在导线与端子连接部分应有绝缘材料隔离,以满足用电安全需要。
2冷压端子的性能
2.1压接性能
压接是一种永久性连接方式。不同于焊接,焊接工艺质量依赖操作者技术水平的高低,质量不易保证[1]。压接形式是在自然环境中用机械的方法将导线与被压接的电连接器进行冷压接。这种压接可得到好的机械强度和电连续性。压接质量主要由导线线芯尺寸、压接件压线筒尺寸、压接工具压头尺寸三者合格匹配来保证[2]。通常压接工具调整好,任何操作者只要按压接规范来操作,均可以装出合格的电缆。
压线筒的材料应和导线线芯材料相一致,压线筒规格的选择应保证压线筒的压线范围按所有被压导线线芯截面积的总和来选定,如下图1冷压端子尺寸标注图,两端子可压接导线范围分别由压线筒Φd1和CΦ的直径来决定。对闭式压线筒,每个压线筒最多允许同时压接三根同样材质、构造的线芯。对于开式压线筒压接件,每个压线筒最多允许二根。一个压线筒压接两根或两根以上不同线芯截面积时最小线芯截面应不小于最大线芯截面的60%[3]。
压接性能判断有视觉检查、电压降、耐拉力、压接截面金相显微镜检查等,最常用的方法有视觉检查和耐拉力测试,通过观察压线筒上压模标记,线芯压线筒压模的压痕沿压线筒轴向的位置,如对有焊缝的压线筒,压模标记应压在压线筒有焊缝的一边,正确清晰可辨,压线筒及整个压接件经压接后,不应有弯曲扭曲等影响使用性能的变形。图2为模压式导线压接示意图,通过对观察导线在压线筒内的位置,基本可判断压接件的合格与否。普通模压式压接导线在压线筒内的极限值规定是:00,c>0。
耐拉力测试规定在专用或通用拉力试验机上进行,压接连接耐拉力符合压接件相应产品标准时,如标准不同时,应以耐拉力性能要求高的规定为准。如下表1压接连接的耐拉力要求表。
2.2接触性能
在电控柜接线中,接触力和电压降小是衡量接线质量的标准。如果没有足够的接触压力,采用很好的导电材料也是无济于事。假如接触力过低,导线与导电片之间将产生位移,从而产生氧化污染,使接触电阻增大而导致过热。接触点的电压降大小是鉴别器件接线座质量的尺度之一。接线时对器件施加的力矩在很大范围内变化,电压降应几乎不变。在电控柜出现的故障中,由于接触部位松动,接触面积较小导致发热,严重时出现打火烧坏的故障比例较高。接触部位松动主要与器件质量、人员操作是否规范、工具使用是否正确等都有一定的关系。
在实际生产过程中我们过于强调高效工作往往忽略了各种元器件在紧固时应符合元器件的自身最大扭力要求。紧固力过大会造成元器件连接部位的损坏,紧固力过小在长途运输过程中会加快其松脱,若在其通电前没有检验是否紧固就会造成后期使用过程中由于接触面积过小会器件发热和烧坏。因此,在装配时我们要注重紧固工具的正确使用和元器件的扭力要求。
下面列举了紧固工具的扭力范围和电控柜中常用器件的最大扭力,并选用电控柜对器件紧固部位采用两种方式进行紧固,各20点,一种是不参照扭力要求,直接紧固,不松动即可,另一种按照器件的扭力要求进行紧固,紧固后采用扭力起子进行检测。将电控柜采用正弦振动和随机波振动两种实验方法,进行实验。
实验结果:未按照扭力要求进行紧固的接触部位,发现有3处端子松动现象,冷压端子接触面积减小;按照扭力要求进行紧固的接触部位没有出现松脱现象。
此结果实验表明,冷态环境下,冷压端子在规定扭矩使用下,接触性能提高。接线时参照扭力要求操作,是提高电控柜可靠性的方法之一。
3总结
电控柜的可靠性决定了整个电气工程质量,冷压端子接线环节是电控柜装配的重要组成部分,为保证电控柜的可靠性,建议在应用冷压端子时,从端子的选型采购到设备工具的正确使用等工藝环节严格把控,确保冷压端子的应用准确无误,进而保证电控柜的电气性能。
参考文献:
[1]李晓麟,多芯电缆装焊工艺与技术[M].北京:电子工业出版社,2010:65-90.
[2]赵丽娜,轨道交通装备接线端子冷压接中各要素之间匹配性研究[J],轨道与动车,2013.9:5-6.
[3]孙守红,压接连接工艺技术研究[J].电子工艺技术,2014,35(6):350-352.
基金项目:
安徽省科技重大专项项目(16030701095)
作者简介:
刘曼,女,1987年,皖凤阳,本科,助理工程师,主要从事电气工艺方面的工作。
*通讯作者:
靳传道,男,1970年,皖巢湖,本科,高级工程师,主要从事家禽的养殖设备、环境控制以及养殖工程方面的研究。
关键词:电控柜;冷压端子;匹配;紧固
前言
在现在电力电子行业中,电控柜是其整个系统的核心部分,也是必不可少的。由于集成化和自动化的飞速发展,电气控制系统也越发复杂,其中电控柜配套使用的器件和导线也越来越多。
电控柜中电气性能的实现主要是通过导线与器件的配合完成,在导线与器件连接过程中,冷压端子占有尤为重要的角色。如果冷压端子的使用不当,会造成控制柜接线部位的短路,断路、打火等现象,甚至会出现整个控制系统的崩溃。冷压端子应用于电控柜时,要充分考虑端子材质、厚度、端头类型,保证其压接质量和接触性能,从而提高电控柜的可靠性。可靠的连接能够保证整个控制系统的正确运行。
1冷压端子的选用
电控柜中冷压端子的选用,要考虑其材质、厚度、类型和使用范围。冷压端子通常选用优质铜材,铜材的纯度和导电率成正比例,并且表面必须经过镀锡或镀银等处理,在保证其导电性能时,并能抗氧化防腐蚀。端子的厚度会直接影响电流负载量,温度和接触压力。铜板厚度不足的端子,可能造成过热或压着后松动,损坏器件,甚至引发火灾。端子种类繁多,不同的装联需要匹配合适的端子,不仅导线规格要与冷压端子相适配,确保不能通过修剪或者填充导线以满足端子使用,还要求同种规格的端子其接触部位的宽度或长度要与器件相匹配,同时在导线与端子连接部分应有绝缘材料隔离,以满足用电安全需要。
2冷压端子的性能
2.1压接性能
压接是一种永久性连接方式。不同于焊接,焊接工艺质量依赖操作者技术水平的高低,质量不易保证[1]。压接形式是在自然环境中用机械的方法将导线与被压接的电连接器进行冷压接。这种压接可得到好的机械强度和电连续性。压接质量主要由导线线芯尺寸、压接件压线筒尺寸、压接工具压头尺寸三者合格匹配来保证[2]。通常压接工具调整好,任何操作者只要按压接规范来操作,均可以装出合格的电缆。
压线筒的材料应和导线线芯材料相一致,压线筒规格的选择应保证压线筒的压线范围按所有被压导线线芯截面积的总和来选定,如下图1冷压端子尺寸标注图,两端子可压接导线范围分别由压线筒Φd1和CΦ的直径来决定。对闭式压线筒,每个压线筒最多允许同时压接三根同样材质、构造的线芯。对于开式压线筒压接件,每个压线筒最多允许二根。一个压线筒压接两根或两根以上不同线芯截面积时最小线芯截面应不小于最大线芯截面的60%[3]。
压接性能判断有视觉检查、电压降、耐拉力、压接截面金相显微镜检查等,最常用的方法有视觉检查和耐拉力测试,通过观察压线筒上压模标记,线芯压线筒压模的压痕沿压线筒轴向的位置,如对有焊缝的压线筒,压模标记应压在压线筒有焊缝的一边,正确清晰可辨,压线筒及整个压接件经压接后,不应有弯曲扭曲等影响使用性能的变形。图2为模压式导线压接示意图,通过对观察导线在压线筒内的位置,基本可判断压接件的合格与否。普通模压式压接导线在压线筒内的极限值规定是:00,c>0。
耐拉力测试规定在专用或通用拉力试验机上进行,压接连接耐拉力符合压接件相应产品标准时,如标准不同时,应以耐拉力性能要求高的规定为准。如下表1压接连接的耐拉力要求表。
2.2接触性能
在电控柜接线中,接触力和电压降小是衡量接线质量的标准。如果没有足够的接触压力,采用很好的导电材料也是无济于事。假如接触力过低,导线与导电片之间将产生位移,从而产生氧化污染,使接触电阻增大而导致过热。接触点的电压降大小是鉴别器件接线座质量的尺度之一。接线时对器件施加的力矩在很大范围内变化,电压降应几乎不变。在电控柜出现的故障中,由于接触部位松动,接触面积较小导致发热,严重时出现打火烧坏的故障比例较高。接触部位松动主要与器件质量、人员操作是否规范、工具使用是否正确等都有一定的关系。
在实际生产过程中我们过于强调高效工作往往忽略了各种元器件在紧固时应符合元器件的自身最大扭力要求。紧固力过大会造成元器件连接部位的损坏,紧固力过小在长途运输过程中会加快其松脱,若在其通电前没有检验是否紧固就会造成后期使用过程中由于接触面积过小会器件发热和烧坏。因此,在装配时我们要注重紧固工具的正确使用和元器件的扭力要求。
下面列举了紧固工具的扭力范围和电控柜中常用器件的最大扭力,并选用电控柜对器件紧固部位采用两种方式进行紧固,各20点,一种是不参照扭力要求,直接紧固,不松动即可,另一种按照器件的扭力要求进行紧固,紧固后采用扭力起子进行检测。将电控柜采用正弦振动和随机波振动两种实验方法,进行实验。
实验结果:未按照扭力要求进行紧固的接触部位,发现有3处端子松动现象,冷压端子接触面积减小;按照扭力要求进行紧固的接触部位没有出现松脱现象。
此结果实验表明,冷态环境下,冷压端子在规定扭矩使用下,接触性能提高。接线时参照扭力要求操作,是提高电控柜可靠性的方法之一。
3总结
电控柜的可靠性决定了整个电气工程质量,冷压端子接线环节是电控柜装配的重要组成部分,为保证电控柜的可靠性,建议在应用冷压端子时,从端子的选型采购到设备工具的正确使用等工藝环节严格把控,确保冷压端子的应用准确无误,进而保证电控柜的电气性能。
参考文献:
[1]李晓麟,多芯电缆装焊工艺与技术[M].北京:电子工业出版社,2010:65-90.
[2]赵丽娜,轨道交通装备接线端子冷压接中各要素之间匹配性研究[J],轨道与动车,2013.9:5-6.
[3]孙守红,压接连接工艺技术研究[J].电子工艺技术,2014,35(6):350-352.
基金项目:
安徽省科技重大专项项目(16030701095)
作者简介:
刘曼,女,1987年,皖凤阳,本科,助理工程师,主要从事电气工艺方面的工作。
*通讯作者:
靳传道,男,1970年,皖巢湖,本科,高级工程师,主要从事家禽的养殖设备、环境控制以及养殖工程方面的研究。