直流充放机与直流设备连接装置的研究

周芳芳 杨照进 简正国

摘要：随着电力设备的不断更新换代，提高设备使用寿命，保证电力设备的健康运行是工作中的重中之重，为提高电力运行设备的可靠性及准确性，需对电力设备做各种试验来判断设备的健康水平。如在做直流充放电方面，目前虽然用厂家配来的一般连接线做试验也能勉强完成，但是会出现以下几点问题：（1）连接试验设备时，易发生短路或接地；（2）连接线过细在充放电过程中易发热影响充放电的质量及充放机的使用寿命；（3）与充放机及直流设备连接不牢固；（4）断开直流充放机与直流设备连接时特别麻烦，一不小心就可能发生短路或接地情况。本文针对直流充放机与直流设备连接时出现的问题进行研究，研发一种直流充放机与直流设备连接装置，来解决这一问题。

关键词：连接装置、直流充放电

1. 直流设备充放电背景

直流系统蓄电池每年都需要进行一次充放电试验，检查每个蓄电池的容量是否满足、是否有开路故障。在对蓄电池进行充放电试验时会外接一个直流充放机，蓄电池与充放机连接时，会因为正负极接错、连接线过细、连接处连接不牢固出现故障。正负极接错是一种易发生且对电力系统危害性较大的故障。无论是正极或者负极接错，都可能造成保护误动或者保护拒动，危害电力系统正常运行。

在直流系统中，直流正、负极对地是绝缘的，在发生一点接地时由于没有构成接地电流的通路而不引起任何危害，但任何一极长期接地工作是不允许的，在同一极的任一地点又发生接地时，就可能造成信号装置、继电保护和控制回路的不正常动作。如直流正极接地有造成继电保护误动作的可能，一般跳闸线圈（如出口中间继电器线圈和跳、合闸线圈）均接负极电源，若这些回路再发生接地或绝缘不良就会引起继电保护误动作。直流负极接地有使保护及自动装置拒绝动作的可能,因为跳、合闸线圈、保护继电器会在这些回路再有一点接地时,线圈被短接而不能动作。同时,直流回路短路电流会使电源保险熔断,并且可能烧坏继电器接点,保险熔断会失去保护及操作电源。若回路再发生接地或绝缘不良就会引起继电保护拒绝动作，使事故越级扩大。

为提高直流充放电人员的安全、保证充放电的充放质量，节约直流充放机与直流设备的连接（断开）时间，避免在充放电过程中发热及连接不牢固等问题，现研发一种安全方便的直流充放电的连接装置，能迅速把直流充放电机与试验电池安全、方便、快捷的连接，避免在直流充放电过程中的正负极误接、继电保护误动作等不安全因素，从而降低作业人员的作业风险和提高直流充放机的健康运行水平。

2. 直流充放机与直流设备连接装置介绍：

1. 装置研发说明

①该装置采用导电性能比较好的铜排制成专用插头与充电设备连接，用4㎜²的多股铜芯线连接，用16安的的固定线鼻子可靠的固定在充放机上，中间连接采用防插反对接头，防止正、负电插错导致短路。

②新型直流充放机与直流设备连接装置的研究目的就是为了针对传统直流充放机与直流设备连接装置存在的不足，提供一种简单、方便、高效而使用可靠的连接装置，积极应对了工作人员在充放电试验时可能发生的安全事故，使得充放电试验能够高效有序的开展，最大限度的避免了直流系统正负极接地的发生。

2. 装置结构

直流充放机与直流设备的连接装置，其特征在于：包括充放机接头、直流设备接头、防反插对接头；所述充放机接头包括铜鼻子，并在铜鼻子上设置有紧固螺孔，充放线接头通过导线连接到防反插对接头；所述直流设备接头包括L型对接把手，对接把手的一端通过导线连接到防反接插头，另一端设置有接线插头。（如图所示）

连接装置结构示意图

1. 夹头；2、导体；3、插接铜板；4、L型对接把手；5、电流导线；6、对接凹头；7、对接凸头；8、铜鼻子；9连接螺孔。

直流充放机与直流设备连接装置，包括充放机接头、直流设备接头、防反插对接头；充放机接头包括铜鼻子8，并在铜鼻子8上设置有连接螺孔，充放线接头通过导线连接到防反插对接头；直流设备接头包括L型对接把手4，对接把手的一端通过导线连接到防反接插头，另一端设置有接线插头。

L型对接把手4采用具有导电性能的铜排制成，并在L型把手外包裹有绝缘套。接线插头包括与直流设备保险座大小适配的插接铜板3，且插接铜板3连接到L型对接把手4的端部。插接铜板3通过螺栓紧固连接在L型把手上。L型设置的对接把手能够稳定将插接铜板3直接插入到直流设备的保险座里，并起到稳固的作用，避免插接铜板3发生左右晃动。

防反插对接头包括对接凹头6和对接凸头7，且对接凹头6或对接凸头7分别连接到充放线接头或直流设备接头。对接凹头6和对接凸头7均分别连接有正负极电流导线5，充放线接头和直流设备接头均为双数个，分别做正负极且分别连接到正负极电流导线5。防反插对接头分为两个部分，分别为对接凹头6和对接凸头7，并且，对接凹头6和对接凸头7均连接有两根电流导线5，这两根电流导线5分别作为正极导线和负极导线。而充放线接头和直流设备接头均为两个，分别用于连接设备的正极和负极，再分别连接到对接凸头7和对接凹头6上的正负极电流导线5。

分为两个部分的对接凸头7和对接凹头6能够实现傻瓜式对接，正负极均固定，能够有效避免将直流设备的正极接入到充放机的负极，造成的设备短路损坏等问题。

电流导线5为多股铜芯线。在本实施方式中，采用4㎜²多股铜芯线做电流导线5，采用10A的固定线铜鼻子8，铜鼻子8的连接螺孔9大小与直流充放机的引出螺栓大小适配。将铜鼻子8可靠固定在充放机上。有效解决了连接线过细在充放电过程中易发热影响充放电的质量及充放机的使用寿命的问题。

该装置具有以下特点：

a）该装置结构简单、使用方便、易于使用、工作人员即可轻松操作。

b）该装置与直流充放机紧密接触、牢固可靠，能够适配于常见的直流充放机。

c）该装置专门用于蓄电池充放电试验时直流充放机与直流设备连接，作业员可以不直接接触连接装置，保障工作人员的安全。

3、直流充放机与直流设备连接装置的特征

本套装置的特征：

1）经济性：充放电试验过程中，可降低工作人员的劳动强度、省时省力、提高工作效率的同时可循环多次使用，创造出良好的经济效益，提高电网经济效益。

2）可靠性：该装置安装使用方便，结构简单；正负极标有明显标识，可直接接触直流设备的保险座，起到了稳固作用。

3）安全性：该装置采用4㎜²多股铜芯线引流，有效改善继电保护误动作,解决了在充放电过程中易发热影响充放电的质量及充放机的使用寿命，提高充放电的质量及直流充放机的健康运行水平。

4）灵活性：该装置采用L型对接把、多股根软铜芯线、凹凸对接头、铜鼻子及连接孔组成；结构简单、工艺性高、取材方便、防腐性能好、机械强度高；适用不同规格的直流充放电机。

结论：该装置打破了传统的充放电试验，在保障工作人员安全的基础上，大大的缩短了直流充放机与直流设备连接的时间，提高了充放电试验时的工作效率。该装置的结构与连接方式，顺应电力设备的更新，对于提高充放电试验的工作效率，保障工作人员的人身安全及设备安全具有至关重要的意义，其独有的安全性、创新性、灵活性，使其具有较高的运用价值。提升了工作效率，降低工作人员劳动强度和作业安全风险，有效预防设备损坏以及电力事故的发生，保证电力系统优质供电、安全稳定运行，提高电网经济效益。

参考文献：

[1]张宁、白玉 《电力行业职业能力培训手册：直流设备检修工》 中国电力出版社出版，2005年09月

[2]李晶、陈缨、陈轲娜、罗洋《发电厂和变电（换流）站直流电源系统可靠性》中国电力出版社，2019年01月

[3]白忠敏、刘百震、于崇干《电力工程直流系统设计手册（第二版）》中国电力出版社出版，2008年