联结金具的选用及连接方式设计

第三节　联结金具的选用及连接方式设计

一、联接金具的选用

联接金具执行《联接金具》DL/T 758-2001的规定。

1．联接金具机械荷载的核定

根据DL-1999《110-500kV架空送电线路设计技术规程》的规定，线路正常运行情况下，金具的机械强度安全系数不于2．5，线路事故情况下，金具的机械强度安全系数不于1．5。对于单串XP-70型绝缘子的联接金具，其破坏荷载不小于70kN，单串XP-4．5型绝缘子的联接金具，其破坏荷载不小于60kN。两串绝缘子用的金具则为单串的2倍，三串绝缘子用的金具，其破坏荷载不少于绝缘子破坏荷载的3倍。对于双串绝缘子金具，其机电荷载为单串绝缘子金具的2倍。

联接金具机械荷载，在一般情况下按已选定的绝缘子的机电破坏荷载来确定。每一种型式的绝缘子配备一套与其机电破坏荷载相同的金具。避雷线所用的联接金具用于悬垂时，其破坏荷载除以金具的安全系数后，不应小于避雷线的最大荷载。用于耐张时，其破坏荷载应与避雷线等强度配合。

安全系数指额定的最小破坏荷载对允许使用荷载的倍数。根据DL-1999《110～500kV架空送电线路设计技术规程》的规定，线路正常运行情况下，金具的机械强度安全系数不于2．5，线路事故情况下，金具的机械强度安全系数不于1．5。

2．标称破坏荷载系列及零件联接尺寸

为了使相同机械强度的联接金具具有普遍的互换性及方便检修，相同机械强度的联接金具所用的销钉、螺栓直径及受力尺寸，均以国家标准GB/T2315-1999《电力金具标称破坏载荷系列及连接尺寸》的规定为准。

（1）破坏荷载系列

国家标准规定了标准破坏荷载系列共分10级，如表4-14所列。

表4-14　标称破坏载荷与相应的连接螺栓直径配合

（2）螺栓直径系列

为保证载荷和便于互换配合，标称破坏载荷与相应的连接螺栓直径，应符合图4-63及表4-15的规定。

表4-15　螺栓联接尺寸　（单位：mm）

（3）圆环联接尺寸

圆环联接尺寸应符合图4-64及表4-16的规定。

图4-63　螺栓联接尺寸图

图4-64　圆环联接尺寸图

表4-16　圆环联接尺寸　（单位：mm）

（4）联接载荷适用基本原则

联接金具机械荷载，在一般情况下按已选定的绝缘子的机电破坏荷载确定。每一种型式的绝缘子的备一套与其机电破坏荷载相同的联结金具。对于双串绝缘子用的联结金具，其机械荷载为单吊绝缘子金具的二倍。

避雷线所用的联结金具，用于悬垂时，其破坏荷载除以金具的安全系数后，应不小于避雷线的最大荷载。用于耐张时，其破坏荷应与避雷线等强度配合。

在选用时，若荷载小于标称载荷系列的，应选以相应载荷的联接金具，使用载荷大于标称载荷系列的，应选用大一级的联接金具。然而，实际工程中会出现使用载荷比标称载荷仅多几千牛，若选用大一级的联接金具，会造成连接上不配套等许多问题，为此应选用小一级的联接金具，事实上，金具设计破坏载荷有一定余度，毋需重新设计。

各种载荷系列的金具各部统一尺寸，使用时可查规范GB2315-1985所列，此处不再列出。

二、联接金具联接方式设计

联接方式分绝缘子串的导线端与绝缘子串的杆塔端两部分。在导线端，与绝缘子相连接的是碗头挂板，对其余零件的联接安装状况应保证具有“面接触”的工作条件。在杆塔端，与绝缘子串连接的是各类球头，对其余零件除了要求有“面接触”工作条件外，还要考虑与横担联接方式。

下面主要介绍绝缘子串与杆塔端联接方式设计及工程应用。

1．悬垂（绝缘子）串与横担的连接

设计安装时必须考虑悬垂连接点受力摆动问题：一个是比较经常的导线被微风吹动时的摆动，方向与线路走向垂直；一个是偶然的断线事故，断线方向与线路走向一致。

悬垂（绝缘子）串与横担的联接方式，可选用U形挂板U形环、U形螺丝、V型延长杆等方式与横担连接。

用U形挂板有最好的适应性，在导线摆动时其挂板产生的弯曲应力最小，而在断线时又没有弯曲力矩；横档上的承力点结构也比较简单，是最合理的联接方式。

U形环与杆塔横的联接方式，在导线班动时由于力臂较长，U形环将产生较大弯曲应力；U形螺丝与杆塔横的联接方式的受力虽然较好，但除易造成横担承力点的结构复杂化外，也将增大绝缘子串长度，对弧垂有一定的影响，因而一般只在当导线摇摆角太大使带电导线及绝缘子对横担的距离不够时才采用；V型延长杆与横担连接也将带来受力不太好的问题，但由于它使杆塔结构简化而得到应用。

2．耐张（绝缘子）串与横担的连接

耐张（绝缘子）串与横担的连接，有U形环、U形拉板横转、U形竖转等方式与横担连接。

耐张（绝缘子）串与横担的连接，采用U形环联接方式的缺点是不如后两种联接方式那样具有灵活性，但因导线的下倾角变化无常的特性，而使得U形环和拉板产生弯矩。不过就结构而言，确是最好的。须知，在导线的张力很大的情况下，要将其巨大的张力传给杆塔的横担需要扩散分布，以免集中在一根螺栓上，而用U形环联接方式拉板尾部可以设计得较大一些，而与各主材斜材都有螺栓，正好能满足主材斜材传力的要求，而且结构极为简单，所以我国一般采用的是这种方式。其他方式虽然有较好的灵活性，但尾部结构的处理很复杂，所以应用并不广。

另外，用U形环联接方式，若真的蹩住了使U形环产生过大的弯矩，U形环就要损坏变形，检修时难于拆卸。为此，在杆塔设计中，一般都使用挂线板有一个倾角（8°），加上U形环与拉板之间、穿钉与拉板孔之间以及U形环的孔与穿钉都有一些空隙，这样一来就允许下倾角分成几个等级，每一等级适合一个导线下倾角的范围，以对号入座的方式就可以更好地保证运行安全可靠。

设计安装耐张（绝缘子）串用U形拉板横转、U形竖转与横担的联接方式最为灵活，避免产生弯矩，但尽管用U形拉板横转与横担的联接方式对各种下倾角度适用是比较差的，但该方式却能适应各种转角的变化需要。因此，这两种安装方式，应是最好的设计联接方式。