考虑电磁-热-结构耦合的并沟线夹温升特性分析及验证.pdfVIP

２０２４年第３８卷第８期

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．８２０２４

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０２４．０８．０３０

考虑电磁热结构耦合的并沟线夹

温升特性分析及验证

陈观慈，李军毅

（昆明理工大学机电工程学院，昆明６５０５００）

摘要：为更准确地研究并沟线夹的温升特性，分析了导线与并沟线夹之间接触点的实际分布特征，建立了并沟线

夹的三维电磁、热、结构多物理场耦合模型。基于结构场分析线夹与导线安装和发生热膨胀后导线的接触压力，并

计算接触电阻，通过电磁热耦合得到线夹的电流密度及温度分布规律，探明最高温度的具体位置。分析了不同载流

量与螺栓松脱程度对线夹最高温度的影响。研究结果表明：当电流流经并沟线夹系统时，导线与线夹本体接触点界

面外侧的电流密度最大，造成的发热最严重；载流量越小，螺栓松脱对线夹的最高温度影响越小，反之，螺栓松脱对

线夹的最高温度影响越大；相对误差在３％内，模型具有较高的准确性。

关键词：并沟线夹；接触点；接触电阻；多物理场；温度分布

中图分类号：ＴＭ７５１文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－８４２５（２０２４）０８－０２５６－０８

基于ＣＭＹ模型分析并总结了线夹力学特性和温度特性。虽

０引言然上述研究对线夹的温度场进行了研究，但都忽略了涡流场

的作用以及接触点的实际分布情况，且将导线等效为圆柱

输电线路接头是输电线路的重要组成部分，其运行状态体，没有对导线螺旋绞合结构进行建模，该等效方法误差通

对电力输电网络安全具有重要意义。并沟线夹主要起到连常较大，往往不能准确反映接触界面的最高温度部位。此

接两根输电导线，使得导线固定和电能传输得以继续的作外，在电力系统中，因负荷紧张或为提高线路经济效益，常常

［１１］

用，但其常年暴漏在外界环境中，容易受风振、线路舞动及腐将输电线路容量过度提升。因此为更准确地描述并沟线

蚀等恶劣因素的影响。而线夹由螺栓松动所导致的接触面夹温度分布特性，研究螺栓的松脱与不同载流量下线夹温升

接触压力不足、接触电阻增大是引起过热的主要原因［１－４］，特性具有重要意义。

在等效处理接触电阻的领域中，［１２］

危害输电线路的安全运行。阜阳日曲线某并沟线夹曾因螺Ｇｒｅｅｎｗｏｏｄ等提出了

［５］［１３］

栓松动致使并沟线夹与导线出现烧熔。被广泛运用的ＧＷ模型；在该模型的基础上，Ｂａｈｒａｍｉ等

目前，有关线夹发热问题的研究中，尚未形成一个充分