接续金具粗糙接触与温升特性的有限元分析及实验研究

发布时间：2023-02-05 20:22

　　为满足机械及电气性能的需要,保证连接器在预期使用寿命期间的运行可靠,各种设计类型的电连接器得到了不断发展,接续金具是其中应用较广泛的一种。接续金具作为配网线路引流作业的热门技术,在实际领域中取得了一定程度上的成功。然而近年来,随着用户用电需求量的不断增大,接续金具的可靠性受到了严峻的挑战。电流流过金具与导线连接处会产生接触电阻,如果接触电阻过大甚至使得接触区域急剧升温,会导致接续金具发生过热故障等严重后果。本文对型号规格为“JJC10-240/150”的10kV高压电缆穿刺线夹接续金具进行研究,结合相关理论利用有限元仿真工具和实验,分析金具的微观粗糙接触、温度场以及接触电阻的变化特性,研究结果可为实际接续金具的设计、加工和安装等方面提供理论参考。本文的具体研究内容和结果包括:(1)根据金具接触件实际加工的金属表面状况,建立了两种加工粗糙度的粗糙表面接触有限元模型,进行了粗糙实体与光滑实体受力接触的结构仿真,分析了作用压力、粗糙度对粗糙表面接触状态的影响。结果表明,作用压力较大、粗糙度较小的条件下,粗糙模型产生的真实接触面积最大,在实际应用中电流流过接触面从而产生的接触电阻越小。(2)利...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 研究基础
        1.2.1 穿刺线夹的结构组成
        1.2.2 穿刺线夹的受力分析
        1.2.3 接触电阻模型
        1.2.4 接续金具的安装方式
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 表面电接触理论的研究现状
        1.3.2 电连接器多物理场耦合分析的研究现状
    1.4 接续金具的有限元分析
    1.5 接续金具的失效形式
    1.6 论文的研究目的和主要工作
第2章 金具粗糙表面接触特性的有限元研究
    2.1 粗糙表面接触模型的构建
    2.2 仿真过程
        2.2.1 选择单元和定义材料
        2.2.2 接触的定义
        2.2.3 网格划分
        2.2.4 载荷与约束
    2.3 载荷对接触的影响分析
        2.3.1 Von Mises等效应力
        2.3.2 弹塑性变形
        2.3.3 真实接触面积
    2.4 粗糙度对接触的影响
        2.4.1 Von Mises等效应力
        2.4.2 弹塑性形变
        2.4.3 接触面积分析
    2.5 本章小结
第3章 电接触过程中金具温升特性的有限元模拟
    3.1 WORKBENCH仿真基础
        3.1.1 接触电阻等效处理
        3.1.2 热分析基础
        3.1.3 WORKBENCH热瞬态分析与稳态分析
    3.2 电热耦合分析过程
        3.2.1 穿刺线夹有限元模型的建立与简化
        3.2.2 仿真与分析的条件确定
    3.3 仿真结果
        3.3.1 电场结果分析
        3.3.2 温度场结果分析
    3.4 不同条件对电连接器温升的影响
        3.4.1 线路负荷的影响
        3.4.2 穿刺触头表面粗糙度的影响
    3.5 本章小结
第4章 金具的接触电阻测量实验分析
    4.1 接触电阻测量实验
        4.1.1 接触电阻的测量原理
        4.1.2 实验条件
    4.2 实验结果与分析
        4.2.1 穿刺深度对金具接触电阻的影响
        4.2.2 穿刺角度对金具接触电阻的影响
        4.2.3 温度
    4.3 实验的问题与总结
        4.3.1 被穿刺导线面临的问题
        4.3.2 人工安装的问题
        4.3.3 防护措施
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3735607