一種新型分流線夾的設(shè)計與應(yīng)用

李 爽，姜常勝，朱義東

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006）

一種新型分流線夾的設(shè)計與應(yīng)用

李 爽，姜常勝，朱義東

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006）

針對輸電線路中耐張線夾引流處故障頻發(fā)的現(xiàn)象，提出采用楔型雙接觸面分流線夾的設(shè)計，該設(shè)計改善了耐張線夾引流處的導(dǎo)電及機(jī)械性能，提高了耐張線夾引流處防松、防斷能力，避免了引流處溫度過高現(xiàn)象的發(fā)生。經(jīng)過實驗室模擬試驗和試驗數(shù)據(jù)分析，其電阻性能與通用耐張線夾相仿，但引流處的散熱性能明顯優(yōu)于通用耐張線夾。

分流線夾；金具；輸電線路；設(shè)計

分流線夾是輸電線路的一種十分重要的電力金具，常用的液壓類耐張線夾有沖鋒槍型、彎管型、鋤夭把型3種［1－4］，如圖1所示。無論哪種型式，只是耐張線夾管體與引流板連接的過渡制作型式不同，其引流板與引流端子的接續(xù)仍屬單板—單板的傳遞形式。

運(yùn)行中耐張線夾引流處因受力不均，會出現(xiàn)引流板或引流端子變形、斷裂的情況。運(yùn)行中常發(fā)現(xiàn)耐張線夾引流板與引流端子接觸處溫度較高，出現(xiàn)發(fā)燙燒紅甚至熔斷，給輸電線路的安全運(yùn)行帶來危害。為避免節(jié)點(diǎn)過熱事件發(fā)生，運(yùn)檢單位通常開展節(jié)點(diǎn)測溫、加強(qiáng)巡視和檢修等保證方式。但運(yùn)檢單位投入的人力、財力較高［5－7］，并受運(yùn)檢質(zhì)量、測試儀器及方法等多種因素的影響，并沒有完全避免節(jié)點(diǎn)過熱事件的發(fā)生。

2008年至今，經(jīng)巡視發(fā)現(xiàn)，遼寧省內(nèi)66～220kV輸電線路共發(fā)現(xiàn)36套耐張線夾引流板溫度過熱，主要原因為耐張線夾引流板機(jī)械強(qiáng)度不足、電流負(fù)荷過大等引起過熱。

2013年8月14日21：00，沙嶺變運(yùn)維人員在夜巡中發(fā)現(xiàn)沙蒲一線C相出線門構(gòu)導(dǎo)線側(cè)耐張金具總裝溫度異常（金具總裝過熱、發(fā)紅，紅外測溫儀測溫度達(dá)240℃）。停電后檢查發(fā)現(xiàn)：A、B相各有1根下導(dǎo)線拉桿斷裂，C相有1根導(dǎo)線鋁絞線燒損嚴(yán)重，2根金具拉桿完好，紅外測溫圖譜如圖2所示。

圖1 耐張線夾的3種通用方式

圖2 耐張線夾引流處紅外溫度圖

對于分流線金具來說，先后經(jīng)歷過直接綁扎輔助導(dǎo)線、用螺栓式壓板臨時接觸導(dǎo)線、鋁并溝線夾、預(yù)絞絲補(bǔ)強(qiáng)條及安普線夾等技術(shù)發(fā)展歷史。在國內(nèi)，目前還沒有相關(guān)方面的研究成果。

根據(jù)以上情況，研制了一種外楔型拼裝式分流線夾，該線夾具有裝拆方便、安全可靠、結(jié)構(gòu)合理簡單、便于加工和安裝、工藝先進(jìn)的特點(diǎn)，在滿足規(guī)定的機(jī)械強(qiáng)度和電氣強(qiáng)度等要求的同時，達(dá)到免維護(hù)的目的。該線夾具有最佳的握裹強(qiáng)度和接觸面積，并通過了拉力、振動和溫升等型式試驗。

1 分流線夾的設(shè)計

1.1 線夾結(jié)構(gòu)設(shè)計

a.引流線的引出

需確定引流線是從楔體引出還是從套管引出。由動能定理E＝mv2可知，為獲得較大的動能，在打擊錘子的質(zhì)量一定時，需提高打擊速度，進(jìn)行突然打擊，從而增大楔體對導(dǎo)線的壓縮量，當(dāng)引流線從套管引出時，楔體便于被打擊，提高了打擊速度和打擊方式的靈活性。因此，引流線應(yīng)設(shè)計為從套管引出。根據(jù)壓強(qiáng)原理，當(dāng)受力面積越小時，壓強(qiáng)越大，因此，楔子的尺寸不宜過大，楔體應(yīng)該小型化。

b.金具導(dǎo)電面積大小的確定

導(dǎo)電部分截面選擇可參考DL／T 404—2007《3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》附錄D，計算承受電流持續(xù)時間為0.2～5 s的熱效應(yīng)裸導(dǎo)體截面面積為

式中S——導(dǎo)體截面積，mm2；

I——電流有效值，A；

α——與金屬材料有關(guān)的系數(shù)，金屬鋁取8.5；

t——通流時間，s；

Δθ——溫升（裸導(dǎo)體一般為180 K，如果通流時間2 s＜t＜5s，Δθ可增加到215 K），K。

式（1）考慮溫度升高過程并非嚴(yán)格的絕熱過程，當(dāng)I取800 A、α取8.5、t取5 s、Δθ取215 K時，截面積不能小于44 mm2。

1.2 線夾尺寸優(yōu)化

針對線夾不同長度、不同坡度，對應(yīng)握著力、接觸電阻進(jìn)行試驗，試驗結(jié)果如表1、表2所示。

表1 線夾長度的優(yōu)化

表2 楔體坡度的優(yōu)化

由表1、表2可見，當(dāng)楔體坡度為2.5°時，分流線夾的握著力和接觸電阻最符合實際運(yùn)行要求。

外楔型拼裝式分流線是一種外楔型拼裝式分流線，如圖3、圖4所示，圖5為其實物圖。由圖5可知，線夾主要由握緊原導(dǎo)線和連接分流線兩部分組成，兩部分間采用整體鑄造成型。握緊原導(dǎo)線部分是由套管和楔體組成的特制線夾，連接新分流線部分采用液壓壓縮管與分流線連接。

圖3 外楔型拼裝式分流線結(jié)構(gòu)

圖4 外楔型拼裝式分流線剖面示意圖

圖5 線夾實物圖

套管和楔體與導(dǎo)線接觸面為半圓形，保證線夾與導(dǎo)線充分接觸，達(dá)到預(yù)定的摩擦力。外壁為錐形，保證隨著楔體的楔入產(chǎn)生足夠的壓力。套管內(nèi)壁銑出4個凹形滑道，楔體外壁銑出4個凸形滑道，使二者形成公母連接型式，保證二者間的連接強(qiáng)度。二者間具有相對位置限位裝置，保證其形成的內(nèi)徑達(dá)到規(guī)定的尺寸。楔體兩端預(yù)留鐵錘打擊部位，方便安裝和拆卸。楔體的剖面為外斜內(nèi)直，錐形滑道能起到壓縮內(nèi)部空間的作用，內(nèi)半圓面能保證線夾內(nèi)壁與導(dǎo)線充分接觸，提高載流量。

套管的大外徑側(cè)引出分流線壓縮管，壓縮管與線夾軸間存在2°的夾角。

2 現(xiàn)場簡易操作流程

a.將分流導(dǎo)線兩端分別與該套管相連接，連接方式采用液壓，確保連接的緊固性。

b.將壓縮管與架空導(dǎo)線扣接，同時調(diào)整壓縮管，使分流導(dǎo)線處于適當(dāng)?shù)鸟Y度。

c.將楔體楔入壓縮管，緊固壓縮管與架空線的連接。

圖6為現(xiàn)場安裝后的效果圖。

3 結(jié)束語

圖6 安裝效果圖

新型分流線夾取消了螺栓連接，解決了單板線夾的發(fā)熱問題，增加了引流線夾接觸面積，改善了耐張線夾與引流線夾的導(dǎo)電及機(jī)構(gòu)性能，既提高了線夾的防松能力，又避免了引流處溫度過高。

［1］劉勝春，王 洪，孫 娜，等.900 mm2大截面導(dǎo)線壓接管優(yōu)化設(shè)計研究［J］.電網(wǎng)與清潔能源，2014，30（2）：60－65.

［2］李志清，劉愛新，常 賓.地電位帶電處理導(dǎo)線耐張線夾引流板過熱新工藝［J］.電世界，2014，55（11）：24－25.

［3］劉超群，劉勝春，孫寶東.改進(jìn)型耐張線夾的結(jié)構(gòu)設(shè)計與試驗研究［J］.電力建設(shè)，2006，27（3）：33－34.

［4］董芝春，何鳳生，張春雷.輸電線路耐張線夾的結(jié)構(gòu)優(yōu)化［J］.廣東電力，2013，26（12）：60－63.

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A Novel Shunt Clamp Design and Application

LI Shuang，JIANG Chang?sheng，ZHU Yi?dong
（Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

According to frequent fault phenomenon of resistance shunt clamp at clip drainage for transmission line，the wedge type double contact surfaces shunt clamp design is presented，which improve tensile wire clamp drainage at the electrical conductivity and mechanical properties，also improve loose and anti break ability，avoid drainage temperature through high phenomenon.Through labo?ratory simulation test and data analysis，the resistance performance and general resistance to tension wire clip are similar，but the drainage of thermal performance is much better than that of conventional tension clamps.

Shunt clamp；Hardware fittings；Transmission line；Design

TM75

A

1004－7913（2016）07－0051－03

李 爽（1985—），男，碩士，高工，從事高壓電器及相關(guān)技術(shù)研究。

2016－03－20）