作者特稿：电磁脉冲焊接电缆接头的装配的研制及测试

该技能可大幅提高金属材料成形性能和事情效率（百微秒级），并能实现异种金属乃至是金属与非金属之间的连接。

本文基于电磁脉冲焊接技能研制了一套电缆连接装置，并验证了电磁脉冲焊接技能代替液压办法连接电缆接头的可行性。

► DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.180799 ◀

研究背景

电缆的紧张浸染是在各发电厂、主变电站之间安全可靠地运送电能。
在输变电线路中，接头对两段电缆进行电气连接和机器连接，这就对电缆接头的连接性能提出较高哀求。

常规的连接随意马虎导致接头存在气孔、孔洞、热裂纹、夹杂等毛病。
特殊是随着电力负荷的加大，以及堕落和老化的影响，接头的打仗电阻将导致接头部分发热，导致连接强度降落，进而再次提高打仗电阻，严重时乃至存在断裂的风险，导致严重的线路故障。

论文紧张内容

电磁脉冲焊接装置的基本电路如图1。
其事情事理紧张包括：1）充电过程：断开真空触发管（TVS），闭合真空继电器，掌握高压直流电源给脉冲电容充能；2）放电过程：先断开真空继电器，掌握触发旗子暗记使TVS导通，电容通过回路向焊接线圈放电。

图1 电磁脉冲焊接装置事理图

建立仿真电路，剖析不同充电电压、回路电感、电阻对脉冲电流上升沿和峰值韶光的影响，剖析多组并联模块同步放电的影响，如图2、图3所示。

图2 不同回路参数下的脉冲电流波形

图3 多组模块放电同步性仿真结果

本文采取模块化设计，一共6个电容器组并联放电；每个电容器组由4只脉冲电容器和1只触发真空开关（TVS）组成，如图4所示。

图4 模块化电路和单模块装置实物示意图

为了确保电能的传输，减小线路电感，得到更快上升沿和更大幅值电流，本文设计了平行板传输线，用于电容器和开关之间的电路连接，设计低阻抗的同轴传输线将电容器能量传输到焊接事情台。
为丈量脉冲电流产生的磁场，设计了微分环，将丈量的旗子暗记通过微积分打算得到磁感应强度，选择罗斯线圈进行电流丈量。
同时，设计了集磁器和不同匝数的焊接线圈，如图5所示。

图5 线圈、一体化焊接装置

终极，搭建的装置如图6，并进行焊接实验，实验中脉冲电流丈量采取低廉甜头微分环，其标定后灵敏度为1.0361010（V.s/A），测试波形如图7，不同焊接工件实验效果如图8。

图6 电磁脉冲焊接装置

图7 10kV充电电压下回路放电波形

图8 电磁脉冲焊接工件展示

对液压办法连接的电缆接头与电磁脉冲焊接办法的接头进行基本的性能比拟测试，如图9。

图9 性能比拟测试

结论

研制了一台多多电容器组同步触发型电磁脉冲焊接装置，实现了装置在GW级大功率下运行，初步验证了电磁脉冲焊接接头其机器性能和电气性能均优于传统的液压连接办法，证明了电磁脉冲焊接技能用于电缆接头可靠连接的可行性。

引用本文

邱立, 李彦涛, 苏攀, 熊奇, 李亮. 电磁成形中电磁技能问题研究进展[J]. 电工技能学报, 2019, 34(11): 2247-2259. Qiu Li, Li Yantao, Su Pan, Xiong Qi, Li Liang. Research on Electromagnetic Problems in Electromagnetic Forming Process. Transactions of China Electrotechnical Society, 2019, 34(11): 2247-2259.

团队先容

重庆大学强电磁脉冲及运用课题组从属于重庆大学电气工程学院输配电装备与新技能及系统安全国家重点实验室。
课题组长期从事脉冲功率技能及干系运用的研究，详细包括：大功率高重频脉冲电源技能研究，电磁脉冲焊接技能运用研究，强脉冲电磁场生物医学效应研究等。
近5年来，课题组承担国家自然科学基金、国家重点研发操持等项目等国家级科研项目10余项。
得到省部级科技进步奖2项，教诲部自然科学二等奖1项，揭橥学术论文百余篇。