配電網(wǎng)螺紋系列線夾的研制與應(yīng)用

錢衛(wèi)良，李晉，張龍超

（1.國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江湖州313000；2.國網(wǎng)浙江省電力公司培訓(xùn)中心湖州分中心，浙江湖州313000）

配電網(wǎng)螺紋系列線夾的研制與應(yīng)用

錢衛(wèi)良1，李晉2，張龍超1

（1.國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江湖州313000；2.國網(wǎng)浙江省電力公司培訓(xùn)中心湖州分中心，浙江湖州313000）

在用電高峰期及負(fù)荷轉(zhuǎn)供等情況下，因負(fù)荷過高使得配電線路電流增大，進(jìn)而在線路薄弱點引起溫度升高甚至燒壞導(dǎo)線，而線路的薄弱點一般存在于導(dǎo)線的連接點。在分析線路連接點發(fā)熱原因的基礎(chǔ)上，研制了配電網(wǎng)螺紋系列線夾，具體包括管內(nèi)螺紋線夾、管內(nèi)螺紋設(shè)備線夾、螺紋T型線夾。該系列線夾經(jīng)掛網(wǎng)運行證明可有效減少線路連接點發(fā)熱情況，應(yīng)用效果顯著，具有推廣價值。

配電網(wǎng)；螺紋；線夾；線路連接

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步，客戶對電力服務(wù)的要求越來越高。供電可靠性是指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，反映了用戶對電力需求的滿足程度。供電可靠性作為考核電力服務(wù)的一個重要內(nèi)容，備受國家以及電網(wǎng)企業(yè)的重視。為提高供電可靠性，新一輪城農(nóng)網(wǎng)改造正如火如荼進(jìn)行，其中涉及很多配電網(wǎng)（以下簡稱配網(wǎng)）架空線路建設(shè)工程。線夾作為配網(wǎng)架空線路的重要組成部分，是導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與設(shè)備之間的連接部件，也是線路運行中的薄弱環(huán)節(jié)，運行中經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)熱燒壞現(xiàn)象，造成大量的停電事故，增加了搶修工作量，嚴(yán)重影響了配網(wǎng)的安全運行和供電可靠性。因此，急需電力技術(shù)人員研制出新型螺紋線夾來解決線夾高溫發(fā)熱的問題。

關(guān)于新型螺紋線夾，國內(nèi)外學(xué)者開展的研究較少。文獻(xiàn)[1]提出了一種新型導(dǎo)線連接線夾，即H型線夾，它通過將線夾與導(dǎo)線壓成一體來解決接點發(fā)熱問題。文獻(xiàn)[2]設(shè)計出一種全包裹結(jié)構(gòu)全壓接形式的新型并溝線夾，解決了不同截面導(dǎo)線的接續(xù)問題。上述研究都是與常規(guī)并溝線夾進(jìn)行比較，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的，相對單一。以下全面分析了配電線路發(fā)熱點分布以及線夾發(fā)熱原因，并在此基礎(chǔ)上研制了配網(wǎng)螺紋系列線夾，具體包括管內(nèi)螺紋線夾、管內(nèi)螺紋設(shè)備線夾、螺紋T型線夾。

1 配電線路發(fā)熱點的分布

紅外測溫是配網(wǎng)運行維護(hù)的一項常規(guī)工作，它在提供設(shè)備缺陷依據(jù)的同時，也為運行人員提供了大量數(shù)據(jù)。表1為國網(wǎng)浙江湖州供電公司2014—2015年部分配電線路紅外測溫的不合格數(shù)據(jù)。

從表1中不難發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)不合格數(shù)據(jù)的設(shè)備主要是線夾。根據(jù)國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，線路載流量隨著溫度的升高而減小，20～45℃為線夾最佳工作溫度。表1內(nèi)87.5%的問題線夾溫度在100～150℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的線夾工作溫度，更有甚者，如10 kV益山923線9230刀閘C相線夾的實測溫度高達(dá)213.6℃，此時線夾已不能繼續(xù)安全運行，隨時都有熔斷的可能，屬于緊急缺陷，需立即進(jìn)行更換處理。另外，從表1可以看出，發(fā)熱點位置主要有3類：導(dǎo)線對接接點；導(dǎo)線與設(shè)備接點；支線桿搭頭接點（如圖1所示）。結(jié)合圖2生產(chǎn)現(xiàn)場的故障線夾實物可見，線夾的導(dǎo)線端更易發(fā)熱燒熔。

表1 2014—2015年配電線路紅外測溫不合格數(shù)據(jù)

圖1 線路發(fā)熱點分布

圖2 故障線夾實物

2 線夾發(fā)熱原因

接觸電阻過大是引起導(dǎo)線連接點發(fā)熱的主要原因。結(jié)合配電線路運行情況，發(fā)現(xiàn)引起接觸電阻增大的主要原因有以下兩點：

（1）接觸面積不足。目前常規(guī)線夾與導(dǎo)線、設(shè)備的接觸面只有70%～80%，沒有實現(xiàn)100%接觸，若雨水、灰塵等污染物沿著安裝縫隙滲入到接觸表面，會加快零部件的氧化腐蝕，從而增大接觸電阻。

（2）工藝質(zhì)量問題。施工人員水平參差不齊以及工藝難控制等因素易造成螺絲松緊不一致或者損壞導(dǎo)線本體，如果螺栓松緊不一致，金屬材料在高內(nèi)應(yīng)力作用下，會加劇材料的松弛過程，導(dǎo)致線夾扭矩不斷下降，甚至達(dá)不到規(guī)定值10 N·m的要求[3，4]。

另外，導(dǎo)線本體損壞或者接觸面壓力不均會導(dǎo)致接觸表面的鋁氧化膜將隨溫度升高而不斷加厚，使得電流密度增大，局部溫度升高，蠕變現(xiàn)象更為嚴(yán)重。隨著實際電接觸面積的不斷減少，會產(chǎn)生熔焊燒結(jié)現(xiàn)象[5]。

3 配網(wǎng)螺紋系列線夾的研制

針對發(fā)熱點分布情況，配網(wǎng)螺紋系列線夾需要涵蓋導(dǎo)線與導(dǎo)線之間對接、導(dǎo)線與設(shè)備對接、直線桿搭頭3種情況?；诎l(fā)熱原因，配網(wǎng)螺紋系列線夾的設(shè)計研制思路需要以控制線夾溫升為基本出發(fā)點，從增大接觸面、固化安裝工藝、降低安全風(fēng)險、擴(kuò)大適用范圍等方面著手[6]。

配網(wǎng)螺紋系列線夾包括管內(nèi)螺紋線夾、管內(nèi)螺紋設(shè)備線夾、螺紋T型線夾。其中，螺紋T型線夾針對的是直線桿搭頭的情況。

3.1 管內(nèi)螺紋線夾

管內(nèi)螺紋線夾主要用于導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的對接，與配電架空線路常用的異型并溝線夾相比，管內(nèi)螺紋線夾作了以下3方面改進(jìn)：采用管狀導(dǎo)線連接管，從根本上改變原來異型并溝線夾的結(jié)構(gòu)，可將導(dǎo)線接頭整個插入管內(nèi)，從而將導(dǎo)線與線夾的接觸面積提高到100%；開發(fā)的中間轉(zhuǎn)換器，采用倒順牙結(jié)構(gòu)，便于拆裝搭頭線夾；導(dǎo)線連接管內(nèi)設(shè)置淺而密集的螺紋，增加連接管與導(dǎo)線的緊密度和摩擦力，提高導(dǎo)線連接可靠性和連接點的導(dǎo)電性能。具體設(shè)計如圖3所示。

與常規(guī)并溝線夾相比，管內(nèi)螺紋線夾具有兩方面優(yōu)勢：一是更便于安裝，能借助壓接鉗等機械施工，有效縮短安裝、更換時間，提高工作效率；二是新型線夾采用了一個連接器，可用于各種型號導(dǎo)線的連接。

3.2 管內(nèi)螺紋設(shè)備線夾

設(shè)備線夾是用于連接導(dǎo)線與電氣設(shè)備的金具，包括緊固絞線部分和與電氣設(shè)備相連部分，前者為壓蓋和線槽結(jié)構(gòu)或管形結(jié)構(gòu)，后者為端子板結(jié)構(gòu)。設(shè)備線夾一般分為螺栓型結(jié)構(gòu)和壓縮型結(jié)構(gòu)2種型式。管內(nèi)螺紋設(shè)備線夾采用壓縮型設(shè)計，如圖4所示。

圖3 管內(nèi)螺紋線夾剖面圖

圖4 管內(nèi)螺紋設(shè)備線夾剖面圖

3.3 螺紋T型線夾

T型線夾是一種連接導(dǎo)線與分支線并用以傳遞電氣負(fù)荷的金具。螺紋T型線夾采用帶有固定溝槽以嵌接導(dǎo)線，通過活動壓板將兩根螺栓壓緊連接（實物如圖5所示）。另外，在引流線連接線管內(nèi)，特別增加了淺而密集的螺紋，通過壓接鉗壓緊后可使螺紋緊緊咬住導(dǎo)線，增加連接緊密度和接觸面積，減少線夾的接觸電阻，降低線夾發(fā)熱概率[7]。

圖5 螺紋T型線夾實物

3.4 系列螺紋線夾選材

選擇管內(nèi)螺紋線夾的制作材料時，綜合考慮造價、硬度、耐腐蝕能力等因素，最終選用厚度為5 mm的6063號鋁。采用這種材質(zhì)制作的線夾導(dǎo)電性能良好，操作靈活，且具有足夠的機械強度，符合配電線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。配網(wǎng)螺紋系列線夾經(jīng)國家電力器材產(chǎn)品安全性能質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，其溫升、直流電阻值等各項數(shù)據(jù)指標(biāo)均達(dá)到線路運行標(biāo)準(zhǔn)。檢測報告如圖6所示。

圖6 線夾質(zhì)量檢測報告

4 實施效果

目前管內(nèi)螺紋線夾已在國網(wǎng)湖州供電公司推廣使用，管內(nèi)螺紋設(shè)備線夾和T型線夾也已掛網(wǎng)運行。截至2015年底，管內(nèi)螺紋線夾已在4 000基電桿上安裝，跟蹤掛網(wǎng)運行情況得出：

（1）采用新型螺紋線夾的連接點各項運行參數(shù)均符合文獻(xiàn)[8]規(guī)定的運行要求，即：連接點溫度T低于90℃，與周圍導(dǎo)線溫度差低于10℃，未發(fā)生線夾發(fā)熱故障，螺紋系列線夾對于控制線夾溫升效果顯著。

（2）配網(wǎng)螺紋系列線夾結(jié)構(gòu)簡單，施工人員安裝方便，平均安裝時間由原來的8 min縮短至2.5 min，效率提高了68.78%。同時，采用系列螺紋線夾安裝時，工作人員可由原來的2人減少為1人，減小了桿上施工作業(yè)強度，降低了安全風(fēng)險。

在該新型系列螺紋線夾投運的2年時間內(nèi)，有效減少了48次潛在線夾發(fā)熱故障，減少了因故障停電可能引起的用戶投訴21次，取得經(jīng)濟(jì)效益522.4萬元，應(yīng)用效果顯著，具有較強的靈活性和可推廣性。

[1]肖承仟，宋偉，高自力．一種新型導(dǎo)線連接金具—H型線夾的研制與應(yīng)用[J]．電力設(shè)備，2006，7（5）∶39－41．

[2]韓世軍，毛吉貴，朱菊，等．新型并溝線夾的設(shè)計及其在配網(wǎng)線路中的應(yīng)用[J]．寧夏電力，2015（3）∶27－29．

[3]GB 2314-2008電力金具通用技術(shù)條件[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[4]DL/T 765.1-2001架空配電線路金具技術(shù)條件[S]．北京：中國電力出版社，2001.

[5]馬季，張同建，張建利．H型液壓線夾在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J]．中國電力教育，2010（1）∶326－330．

[6]趙志修，費曉明．帶電拆除引流線線夾專用工具的設(shè)計與應(yīng)用[J]．浙江電力，2016，35（4）∶22－24．

[7]趙志修，費曉明，吳泗順，等．絕緣桿作業(yè)法帶電搭接引流線新工具的研制與應(yīng)用[J]．浙江電力，2016，35（7）∶28－31．

[8]Q/GDW 519-2010配電網(wǎng)運行規(guī)程[S]．北京：中國電力出版社，2010.

（本文編輯：方明霞）

Development and Application of Thread Series Clamps for Power Distribution Networks

QIAN Weiliang1，LI Jin2，ZHANG Longchao1
（1.State Grid Huzhou Power Supply Company，Huzhou Zhejiang 313000，China；2.Huzhou Branch of State Grid Zhejiang Training Center，Huzhou Zhejiang 313000，China）

In the case of peak load and load transfer，the increased current of the power distribution network due to high load may lead to temperature rise or even wire burning at the weak points，which are often the wire joints.By cause analysis of the joint heat，a series of thread clamps are developed，including the pipe thread clamp，equipment thread clamp and T-type thread clamp.The application of the clamps proves that they can effectively reduce joint heat，and is significantly practicable and worth of promotion.

distribution network；thread；clamp；line connection

10.19585/j.zjdl.201706012

1007-1881（2017）06-0052-03

TM75

B

2017-03-15

錢衛(wèi)良（1973），男，經(jīng)濟(jì)師，從事配電網(wǎng)運行檢修與管理工作。