減輕1 000 mm2大截面導線壓接散股程度的措施

郎福堂，杜 偉

（北京送變電公司，北京市，102401）

0 引言

導線液壓接續(xù)施工是架線施工中的一項重要隱蔽工序[1]。接續(xù)管和耐張線夾與導線的握著力是輸電線路安全運行的重要保證[1-4]。隨著輸電線路電壓等級的不斷提高和輸電容量越來越大，導線截面也隨之加大，寧東—山東±660 kV直流輸電工程的一般線路段使用JL/G3A-1000/45-72/7導線，這是國內輸電線路首次使用1 000 mm2截面導線。接續(xù)管和耐張管的壓接工藝是1 000 mm2截面導線工程應用的關鍵技術之一。參照SDJ 226—87《架空送電線路導線及避雷線液壓施工工藝規(guī)程》[2]中的有關規(guī)定，在對1 000 mm2截面導線進行壓接試驗時，鋁管壓接完成后，管口附近的導線出現(xiàn)了嚴重的散股現(xiàn)象。因此，如何在保證導線與金具液壓連接握著強度的前提下，減輕鋁管管口處出現(xiàn)的“導線散股”程度，提高1 000 mm2截面導線壓接質量，就成為了一個重要的研究課題。

1 導線壓接散股的原因和影響

1.1 導線壓接散股的原因和影響因素

導線壓接施工時在管口處均會產生不同程度的散股現(xiàn)象，原因是：導線鋁絞線彈性模量比鋼芯小，壓接后鋁絞線延伸量比鋼芯大得多；另外，壓接時鋁絞線各層的受力不相同，外層相對受力大，壓接后鋁股外層變形伸長量大于內層，鋁股與鋼芯、鋁股內外層之間存在相對位移；并且壓接順序是從鋁管的中部向端部壓接，由于鋁股延伸，變形量會向管口積聚，最終導致鋁管管口附近出現(xiàn)導線散股及鼓肚現(xiàn)象。

導線壓接散股的嚴重程度主要與以下因素有關：（1）導線的截面積。截面積越大的導線壓接后導線鋁線層壓縮和延伸量越大，與鋼芯的相對位移也越大。（2）導線絞制層數(shù)。導線絞制層數(shù)越多，內層線股握緊鋼芯所需壓模施加的壓力越大，壓接伸長量越大。（3）導線的鋁鋼比。相同外徑的導線鋁鋼比越大，鋁截面越大，壓接引起的鋁股壓縮量和延伸量越大。（4）壓接鋁管外徑。相同內徑的鋁管外徑越大，壓接引起鋁管的絕對延伸量越大。（5）鋁管的實際壓接長度。壓接長度越長，所引起的累計延伸量越大。

JL/G3A-1000/45-72/7輸電導線的截面積為1 045.38 mm2，鋁鋼比為23.25，壓接鋁管外徑為φ72 mm，鋁管一端的實際壓接長度為350 mm，壓接鋁管尺寸詳見表1。該型大截面導線具備了使壓接施工產生嚴重散股的條件：導線截面積大、四層絞制、鋁鋼比大、鋁管外徑大、鋁管壓接長度長等。

表1 1 000 mm2導線壓接鋁管參數(shù)Tab.1 Parameters of crimping tubes for 1 000 mm2cross-section conductor

1.2 導線嚴重散股的影響

導線壓接后嚴重散股對導線產生的影響主要表現(xiàn)在以下方面：（1）力學性能。導線壓接后嚴重散股時，內外層導線不能同等受力，這樣會降低導線機械強度。（2）外觀工藝。外觀質量差，不能滿足《1 000 mm2導線架空送電線路施工及質量驗收規(guī)范》中“連接后管口附近不得有明顯的松股現(xiàn)象”的質量要求[4]。

2 減輕大截面導線壓接散股程度的措施

2.1 使用大噸位壓接機

提高壓接機壓力可容許模具進一步加長，以加大鋁管與導線之間的正壓力，同時鋁管和導線間的接觸表面增大，摩擦力相應增大，使鋁管受壓后減少鋁管延伸和導線外層股線的延伸和變形積聚，在徑向上充分往鋁股空隙處擠壓。表2中的試驗數(shù)據表明，壓接機噸位越大，壓接后鋁管的延伸量越小。另外，使用大噸位壓接機，由于減少了壓接模數(shù)，既可提高壓接效率，也可使壓接管壓后不易彎曲。

表2 不同壓接機和壓模的壓接試驗數(shù)據Tab.2 Testing data of compression jointing with different crimping machines and dies

2.2 改變鋁管壓接方向

2.2.1 改變耐張管鋁管壓接方向

為敘述方便，文獻[2]規(guī)定的耐張管鋁管壓接方向稱為“正壓”，與規(guī)定的壓接方向相反的壓接順序稱為“倒壓”。

“倒壓”工藝是從耐張管導線側管口處開始，逐模向耐張管鋼錨側施壓，這樣鋁管的延伸量逐步向耐張拉環(huán)的方向累積，導線也會同向延伸，壓接管管口處的散股現(xiàn)象則不會產生。

采用“倒壓”工藝時，耐張管鋁管壓接前后狀態(tài)及壓接順序如圖1所示。穿耐張管鋁管時，在鋁管所能穿到鋼錨極限位置處畫定位印記A，在鋁管另一端口處導線上畫定位印記D，A到耐張線夾鋼錨壓接末端處的距離為L1，A到鋁線端頭的距離為L2，從鋼錨側管口向內量L1并在鋁管上標記為E，從鋼錨側管口向內量L2并標記為F，如圖1（a）所示；從D點沿導線向外量ΔL標記為D1，將鋁管管口從D點調整對齊到D1，如圖1（b）所示；耐張鋁管的壓接順序如圖1（c）所示，從D1向A1壓接。

2.2.2 改變接續(xù)管鋁管壓接方向

為敘述方便，文獻[2]規(guī)定的接續(xù)管鋁管壓接方向，即壓接從鋁管的中部向靠近導線的端部壓接稱為“正壓”，從接續(xù)管鋁管端口向中部壓接的工藝稱為為“反壓”，從接續(xù)管鋁管一端向另一端壓接的工藝為“順壓”。

接續(xù)管鋁管按照“反壓”工藝壓接，先壓一端的鋁管會向另一端延伸，導線向自由端延伸，鋁管先壓端管口的松股現(xiàn)象則不會產生，而后壓一端鋁管與導線的延伸受到先壓一端的約束，鋁管與導線的變形情況比較復雜。試驗證明，采用“反壓”工藝壓接時，鋁管會產生嚴重的彎曲變形，且后壓一端的鋼芯和鋁股之間會產生相對滑動，因此，“反壓”工藝存在重大的技術風險，不宜采用。

接續(xù)管鋁管采用“順壓”工藝時，先壓一端的鋁管會向另一端延伸，導線向自由端延伸，鋁管先壓端的管口的松股現(xiàn)象會得到抑制，而后壓一端的鋁管與導線的延伸會向管口方向積累，后壓一端管口導線將仍會出現(xiàn)散股現(xiàn)象。

“順壓”工藝的示意圖如圖2所示。穿接續(xù)鋁管時，自導線切割印記N分別向導線兩側量?。↙5-L4）/2處畫鋁管定位印記A，在接續(xù)管鋁管上從兩管口分別向內量?。↙5-L4）/2處畫鋁管壓接印記B1、B2，如圖2（a）所示；從A點向外側量ΔL標記為A1，將鋁管管口從A點調整對齊到A1，在另一側管口導線上作標記A2，如圖2（b）；壓接時從到A1向A2壓接，如圖2（c）所示。

試驗證明，“順壓”工藝能夠消除接續(xù)管鋁管先壓一端管口的散股現(xiàn)象，而且不存在后壓一端延伸量無法釋放導致接續(xù)管嚴重彎曲的鋼芯與鋁股相對滑移的問題，因此，綜合比較“正壓”、“倒壓”和“順壓”三種壓接工藝，“順壓”是3種工藝中最佳的方案。另外，推薦采用從牽引場一側向張力場一側的壓接順序。張力展放過程中，導線在張力和放線滑車摩擦力的作用下，鋁管后壓一端管口的散股現(xiàn)象向張力場方向傳遞，使后壓一端管口導線的散股程度得到一定程度緩解。

2.2.3 壓接預偏值

采用耐張管鋁管“倒壓”、接續(xù)管鋁管“順壓”工藝時，應將鋁管向先壓一端偏移一定距離ΔL，預留出鋁管的壓接伸長量，具體偏移量必須通過試驗確定。通過試驗發(fā)現(xiàn)，鋁管的壓接伸長量與模具長度、模間重疊大小、鋼模內側與鋁管間的磨擦力等因素有關，模具越長、模間重疊越小、鋼模內側與鋁管間的磨擦力越大，則鋁管的壓接伸長量越小。試驗中，JYD-1000/45接續(xù)管在“順壓”時，其預偏值取45～50 mm；NY-1000/45耐張線夾“倒壓”時，其預偏值取40～45 mm。

2.3 使用導線卡箍

在鋼芯鋁絞線絞制完成后，鋁股間存在著較大的應力，當導線被切斷時，鋁股之間的應力會自然釋放，鋁股之間將產生不可逆轉的變松散現(xiàn)象，如果不加約束，松散會很快向遠離斷頭的方向傳遞。在斷線前和穿管過程中，使用卡箍卡緊導線，并保證在導線的斷線、剝線、穿管、壓接等過程中卡箍使用“不空檔”，就可以對鋁股施加一定的約束，從而減輕由于鋁股間扭曲應力造成的松散現(xiàn)象。

2.4 導線擺放平直

在進行張力場場地布置時，應將導線錨線地錨設置在距張力機導線出口稍遠處，給導線液壓壓接操作留出足夠的空間，保證導線液壓壓接操作時能夠將被接續(xù)的導線擺放平直，避免導線彎曲對導線松股造成影響。在液壓壓接斷線前，首先調直液壓壓接范圍及以外6～10 m范圍內的導線；液壓壓接時，扶平液壓機兩側的導線，消除導線自重對液壓管的下壓力。

2.5 注意鋁管旋進方向

穿鋁管時如果按鋁股絞制方向相反的方向旋進，則會造成鋁管端口處的鋁股松散現(xiàn)象；如果鋁管旋進方向與鋁股絞制方向一致，則能保證鋁管端口處鋁股緊密。當接續(xù)管鋁管穿管時，被接續(xù)導線一側朝旋緊方向旋進時，其另一側必然是旋松方向，因此，在接續(xù)管鋁管穿管后應兼顧兩側，通過旋轉鋁管使鋁管兩側鋁股緊密程度一致。

3 結語

減輕1 000 mm2大截面導線壓接散股程度的幾項措施，已推廣應用于寧東—山東±660 kV直流輸電工程線路工程。實踐證明，這些措施能夠有效地減輕1 000 mm2大截面導線壓接散股的程度，其中改變壓接方向、便用大噸位壓接機是比較有效的措施。在工程中推薦的耐張線夾鋁管壓接順序為“倒壓”；接續(xù)管鋁管壓接順序為從牽引場向張力場方向“順壓”。耐張管鋁管“倒壓”和接續(xù)管鋁管“順壓”的關鍵是提前通過試驗確定鋁管壓接伸長量。

[1]李慶林.架空送電線路施工手冊[M].北京：中國電力出版社，2002：596.

[2]SDJ226—87架空送電線路導線及避雷線液壓施工工藝規(guī)程[S].北京：水利電力出版社，1987.

[3]朱艷君，尋 凱，孔耕牛，等.大截面導線壓接產生散股原因分析及消除措施[J].電力建設，2010，31（4）：94-99.

[4]郎福堂.1 000 kV特高壓架空輸電線路工程緊線施工工藝研究[J].電力建設，2007，28（10）：24-29.