一种模块化电缆分支箱的制作方法

本申请属于电缆分支箱，尤其涉及一种模块化电缆分支箱。

背景技术：

1、电缆分支箱是电网配电系统中用于对电缆进行分接和转接的设备。传统电缆分支箱多为一体式固定结构，进线、出线的模块位置和数量预先固定，改造时需要对箱体整体进行拆解更换；模块化电缆分支箱是低压配电网中将主母线电能分配至各分支馈线回路的关键节点设备，广泛应用于商业建筑、住宅小区、工业厂房和数据中心等场所的电力分配系统。

2、在实际运行中，接插模块的铜排搭接面是整个系统中的核心薄弱环节，受负荷波动引起的周期性热胀冷缩、持续压应力下的铜材蠕变以及接触界面氧化等因素的共同作用，搭接面的实际接触面积随时间逐渐减小，接触电阻逐步增大，在接触界面产生额外的焦耳热，导致局部温度进一步升高。温度升高反过来加速铜材蠕变和氧化速率，形成接触电阻增大与温度升高相互加速的正反馈循环，最终可能引发接触过热故障，严重时导致绝缘损坏和供电中断。

3、针对上述问题，业界现有多种应对方案；例如，定期人工复紧螺栓可在计划停电期间用扭矩扳手复紧搭接面螺栓以补偿预紧力损失，但无法恢复已发生的材料流失和氧化膜增厚，且所有模块统一复紧无法应对劣化速率的非同步性。又如，在铜排搭接面进行镀银、镀锡或镀镍表面处理可延缓初始氧化，但镀层在微动磨损作用下逐渐消耗，一旦基材裸露氧化重新开始。再如，在紧固结构中串联不锈钢碟形弹簧垫圈可部分补偿蠕变引起的厚度减薄，但碟簧为恒力弹性元件，对温度变化的力响应偏导数为零或为负，无法在温度升高时主动增大压紧力。

4、由此可见，现有模块化电缆分支箱中搭接面紧固结构所提供的法向压紧力，与接触界面的实际温度状态之间不存在功能上的关联，无论接触界面温度如何变化，紧固结构输出的压紧力均保持其固有的静态特征，或仅随钢材弹性模量的温度系数发生轻微的被动变化；当接插模块的接触界面因长期运行中蠕变松弛和氧化累积进入劣化加速阶段后，接触电阻增大产生的焦耳热导致搭接面温度逐步升高，而紧固结构对该升温过程不具备任何力响应能力。在此条件下，接触电阻增大与温度升高之间的相互加速关系在结构层面不受任何限制，劣化进程持续发展，搭接面温度越高则蠕变速率越快、氧化越严重、接触电阻越大、温度进一步升高，直至发生过热故障。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种模块化电缆分支箱，可以解决因紧固件在接触界面温度升高时无法自主增大法向压紧力而导致接触电阻与温度之间相互加速的正反馈无法中断、搭接面持续过热的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种模块化电缆分支箱，包括箱体、设置于所述箱体内的主母线组件，以及可插拔地安装于所述主母线组件上的多个接插模块；所述接插模块包括：

3、上铜排；

4、下铜排，所述上铜排叠放于所述下铜排之上；所述上铜排的下表面与所述下铜排的上表面相互贴合构成搭接面；

5、至少一个紧固件，沿所述搭接面的厚度方向穿设于所述上铜排和所述下铜排，用于将所述上铜排和所述下铜排夹紧；以及

6、补偿紧固组件，套设于所述紧固件的螺杆上，且位于所述紧固件的螺栓头与所述上铜排之间；所述补偿紧固组件沿所述紧固件的轴向从头部至搭接面依次包括弹性补偿部和记忆合金补偿部；所述弹性补偿部抵接于所述头部一侧；所述记忆合金补偿部叠放于所述弹性补偿部与所述上铜排之间；

7、其中，所述弹性补偿部用于在所述接插模块的接触界面温度低于所述记忆合金补偿部的激活温度阈值时，以弹性变形方式吸收因蠕变松弛引起的夹紧厚度减薄；所述记忆合金补偿部用于在所述接触界面温度升高至超过所述激活温度阈值时，沿所述紧固件的轴向产生约束恢复力，以增大所述搭接面的法向接触压力。

8、本申请实施例中上述的技术方案，至少具有如下技术效果：

9、本申请提供的模块化电缆分支箱，可以通过在补偿紧固组件中串联叠置弹性补偿部与记忆合金补偿部，利用弹性补偿部吸收正常运行阶段蠕变松弛导致的夹紧厚度减薄，维持初始预紧力的稳定；当接触界面因劣化发生异常升温，温度达到记忆合金补偿部的相变激活温度阈值后，记忆合金补偿部发生马氏体向奥氏体相变，沿紧固件轴向产生伸长变形的约束恢复力，能够主动增大搭接面的法向压紧力，重新压实接触界面，增大实际导电接触面积，降低接触电阻，从而打断接触电阻增大与温度升高之间的正反馈循环，避免劣化持续加速发展，有效延长接插模块的使用寿命，降低过热故障的发生风险。

10、第二方面，本申请实施例提供了一种模块化电缆分支箱的接插模块接触面状态监测方法，应用于如第一方面所述的模块化电缆分支箱，所述方法包括：

11、采集各接插模块的多测点温度数据和负载电流数据；其中，所述多测点温度数据至少包括搭接面的近端温度、导体中段温度和导体远端温度；

12、根据所述搭接面的所述近端温度与所述导体远端温度的温差及所述负载电流数据，计算各所述接插模块的接触热阻表征量；

13、基于所述接触热阻表征量相对于所述接插模块出厂标定基准值的偏差，对各所述接插模块的劣化程度进行分级判定；

14、所述分级判定后，监测所述搭接面的所述近端温度，当所述搭接面近端温度超过所述记忆合金补偿部的激活温度阈值时，记录一次激活事件和由此次激活事件引起的所述接触热阻表征量的补偿幅度；其中，所述补偿幅度为单次激活事件引起的所述接触热阻表征量的下降量；

15、基于所述补偿幅度，对所述接触热阻表征量的时间序列进行补偿效应修正，得到净劣化序列；其中，所述净劣化序列为修正所述记忆合金补偿部的补偿效应后反映所述接触界面本征劣化进程的时间序列；

16、根据所述净劣化序列进行趋势分析得到监测数据。

17、本申请实施例中上述的技术方案，至少具有如下技术效果：

18、本申请提供的模块化电缆分支箱的接插模块接触面状态监测方法，可以通过采集多测点温度和负载电流，基于温差和负载电流计算得到能够直观反映搭接面接触状态的接触热阻表征量，结合记忆合金补偿部的自动补偿动作记录，对接触热阻表征量的原始时间序列进行补偿效应修正，剔除自动补偿带来的接触热阻下降后，得到能够真实反映接触界面本征劣化进程的净劣化序列，最终通过对净劣化序列的趋势分析得到准确可靠的监测数据，能够区分记忆合金自动补偿带来的接触热阻变化和接触界面本身的本征劣化，避免自动补偿动作干扰对实际劣化程度的判断，降低不必要的停电检修频次，提高状态监测结果的准确性以及保障供电可靠性。

1.一种模块化电缆分支箱，其特征在于，包括箱体、设置于所述箱体内的主母线组件，以及可插拔地安装于所述主母线组件上的多个接插模块；所述接插模块包括：

2.如权利要求1所述的模块化电缆分支箱，其特征在于，所述模块化电缆分支箱包括多个温度传感器；多个所述温度传感器沿所述接插模块中至少一个铜排的导体轴向分布。

3.如权利要求1所述的模块化电缆分支箱，其特征在于，所述弹性补偿部的串联刚度大于所述记忆合金补偿部在非激活状态下的串联刚度；其中，所述非激活状态为所述记忆合金补偿部低于其相变开始温度时的状态。

4.如权利要求1所述的模块化电缆分支箱，其特征在于，所述弹性补偿部的弹性行程大于所述紧固件与所述记忆合金补偿部之间在运行温度范围内的最大差热膨胀位移，以为所述记忆合金补偿部在激活时的相变位移预留补偿行程。

5.如权利要求1所述的模块化电缆分支箱，其特征在于，所述记忆合金补偿部与所述搭接面之间具有热传导路径；所述搭接面的接触界面温度能够通过所述热传导路径传导至所述记忆合金补偿部，且所述记忆合金补偿部的激活温度阈值高于所述接插模块正常满负荷运行时的接触界面稳态温度。

6.一种模块化电缆分支箱的接插模块接触面状态监测方法，应用于如权利要求1至5任一项所述的模块化电缆分支箱，所述方法包括：

7.如权利要求6所述的模块化电缆分支箱的接插模块接触面状态监测方法，其特征在于，所述根据所述搭接面的所述近端温度与所述导体远端温度的温差及所述负载电流数据，计算各所述接插模块的接触热阻表征量，包括：

8.如权利要求6所述的模块化电缆分支箱的接插模块接触面状态监测方法，其特征在于，所述基于所述补偿幅度，对所述接触热阻表征量的时间序列进行补偿效应修正，得到净劣化序列，包括：

9.如权利要求6所述的模块化电缆分支箱的接插模块接触面状态监测方法，其特征在于，所述根据所述净劣化序列进行趋势分析得到监测数据，包括：

10.如权利要求6所述的模块化电缆分支箱的接插模块接触面状态监测方法，其特征在于，所述分级判定包括：