第一节 架空线路用预绞式金具
一、概述
自20世纪50年代国际上研制成功了架空线路用预绞式金具以来,在一些发达国家中已大量应用架空线路预绞式金具,并达到了满意的运行效果。
为了适应电网建设的飞速发展,提高输、配电线路的可靠性及经济性,我国金具已开始大量使用预绞式金具,预绞式金具现已发展成包括预绞式悬垂线夹、预绞式耐张线夹、预绞式接续条和预绞式保护金具在内的系列产品。中华人们共和国国家经济贸易委员会也于2001年12月26日发布,并于2002年05月01日实施了电力行业标准DL/763-2001《架空线路用预绞式金具技术条件》的标准与规程。
二、预绞式金具的特性
1.应力分布均匀、强度高、握力大
与普通悬垂线夹相比,预绞式悬垂线夹与导(地)线有更大的接触面积,应力分布均匀,极大提高了导(地)线承受应力的能力。如预绞式耐张线夹的握力可达导线计算拉断力的100%以上。
预绞式金具完全可以替代现有的螺栓型及所有结构的楔型金具,使输、配电线路得到更好的保护。
2.降低导线磨损
由于预绞式悬垂线夹的护线条在悬垂点两侧紧握导、地线,避免了导、地线滑移及窜动,因此可以减少由振动及舞动引起的动态应力,防止由于导线反复拗折,引起因材料疲劳而发生断股现象,把导、地线的磨损降至最低限度。另外,预绞丝有足够握力可承受较高的不平衡荷载,从而避免了导(地)线滑移,降低导(地)线磨损。
同时,预绞式悬垂线夹重量轻、强度高,可用于重冰及档距较大的地区。
3.抗疲劳性强
预绞式悬垂线夹没有任何螺栓直接作用在导(地)线上,减少了金具对导(地)线的应力,同时配有橡胶夹块,进一步减少了悬挂点处导(地)线的动态弯曲应力。
由于预绞丝以一定的长度均匀地缠绕在导、地线外面,既提高了导、地线的悬挂点的刚度,又在线夹与导、地线之间形成了充分的接触面,将导、地线所受应力分布在一个较大的区域上,使弯曲、剪切、拉伸等静态应力的影响大为减小,保证线夹本身不会对导、地线造成损害的应力集中,极大提高导、地线耐受应力的能力,而在导、地线发生振动甚至舞动时,防止由于导、地线反复拗折,引起因材料疲劳而发生断股现象,且不易在悬挂处造成损伤,从而保证系统的正常寿命。
4.使用寿命延长
悬垂线夹的预绞丝与导线材质相同的材料制成,具有极好的弹性及硬度,且抗腐蚀能力强,延长了使用寿命。
5.电气性能良好
悬垂线夹的预绞丝端部进行磨圆处理,避免尖端电晕放电,降低磁滞损耗及减少电晕发生。
6.安装简单方便
预绞式金具安装简单、安装方便、运输费用低、美化环境等优点。安装时无需任何工具,徒手操作,省时省力。现场实际安装仅一人便可快捷的徒手安装完毕;且金具安装质量不受安装技术水平的影响及安装过程不会损伤导线。
7.降低电磁损耗和消除电晕
预绞式悬垂线夹的双曲线腰鼓形特殊设计,握力大,重量轻,可以降低电磁损耗和消除电晕,护线条的球形端头保证导、地线不至发生尖端放电。
8.具有很好的耐腐蚀性
预绞式悬垂线夹材质与所包裹物(绞线)完全一致,从而保证较强的耐腐蚀性。
9.运行可靠性
安装后的预绞式金具整洁美观好看,且在运行中有很高的可靠性,对输、配电线路有良好的保护性,从而保证电力系统运行的良好经济性。
在遇到极度恶劣的环境、张力、冲击、极端温度下,预绞式悬垂线夹依然能正常运行。在运行中具有很高的可靠性,对输、配电线路有良好的保护性,从而保证电力系统运行的良好经济性。
由于预绞式悬垂线夹的特殊设计,避免了螺栓、螺母、垫圈和其他部件在安装或运行其间丢失或损坏的可能。
10.具有很好的抗老化性及防松动性
预绞式悬垂线夹的护线条由高强度金属丝制成,具有极好的弹性和韧性,可保证长期抗老化性及防松动性。
三、架空线路用预绞式悬垂线夹
1.导线用预绞式悬垂线夹基本组成
预绞式单悬垂线夹用于导线的悬挂和主要承受垂直载荷。预绞式单悬垂线夹(图7-1、图7-2),由铝夹板、护线条预绞丝、橡胶夹具组成,并应符合DL/T 763-2001规定。
图7-1 单悬垂外形图及组成结构
1-悬垂预绞;2-悬垂衬垫;3-悬垂套壳及悬垂托板;4-螺栓组件
图7-2 双悬垂外形图及组成结构
1-悬垂预绞式;2-螺栓组件;3-悬垂套壳;4-悬垂衬垫
护线条预绞丝,按预定的机械性能与化学成分定做的铝合金丝(导线用)、热镀锌钢丝(钢绞线用)、铝包钢丝(铝包钢绞线用),具有很高的抗拉强度、硬度和良好的弹性以及极强的防锈能力,能在恶劣的气候环境下长期使用。
悬垂套壳,用高强度铸造铝合金制成,每套两片;地线用悬垂采用铰链式。铝合金套壳的平滑外形及预绞丝端部半球型结构(330kV以下断头成半球状,330kV以上成椭球状),有效降低电磁损耗及消除电晕,避免尖端放电;将导线悬挂点的受力分布在较长的区域,提高导线的承载能力,并减轻了导线舞动、振动而造成的损害,延长了导线的使用寿命。
悬垂托板,高强度铝合金板。悬垂衬垫:特殊橡胶,铝合金支架;由具有卓越的耐气候老化、耐臭氧性、抗紫外线、耐高低温性能、耐化学介质侵蚀性、优异的绝缘性及较高的强度和弹性等特性的材料制成。
橡胶夹具,由优质橡胶及中心加强件组成,具有抗臭氧、耐化学、耐气候老化性能,具有高低温度性能,及较高的强度和弹性,较小的压缩变形。
螺栓组件,用高强度钢制成,并镀锌。应符合DL/T 764.1-2001《电力金具专用紧固件六角头带销孔螺栓》。
闭口销,符合DL/T 764.2-2001《电力金具专用紧固件 闭口销》规定。
图7-3所示为导线用预绞式悬垂线夹在输电线路中的安装实景图例。
图7-3 预绞式悬垂线夹在铁塔上的安装实景图例
(a)用于导线悬垂安装;(b)用于六分裂导线(V形)悬垂安装;(c)用于地线悬垂安装
2.导线用预绞式悬垂线夹的特点
架空线路用预绞式悬垂线夹是专门为架空线路的安装而专业设计的,它的结构精巧美观,特别适合对输、配电线路的导线保护,经过实际运行证明它能满足电力系统要求的高可靠性和运行的经济性的特点。
预绞式悬垂线夹适用于架空电力线路直线杆塔上悬挂导线(铝绞线)。
3.预绞式悬垂线夹使用注意事项
(1)宜单次使用,但是除预绞丝外所有组件均可在完好的情况下重复使用。
(2)安装人员必须经过专业的安装训练。
(3)在有输电线路的区域内使用预绞式悬垂线夹,应严格遵守有关安全规程,以防意外的电气接触。
(4)为了线路运行可靠和保证人身安全,在安装前应确保产品与导、地线的正确匹配。
(5)预绞式悬垂线夹为精密部件,为确保其性能,请妥当包装、谨慎搬运及贮存,谨防跌落、冲撞及重压,以免引起线夹变形或其他部件受损。
(6)单支悬垂线夹适用于角度不超过30°的线路,双支悬垂线夹适用于角度30°~60°的线路。
4.预绞式悬垂线夹组装设计图例
用于钢芯铝绞线(LGJ/LGJF)的预绞式单悬垂线夹组装设计,见图7-4所示。
图7-4 预绞式悬垂线夹用于导线组装设计示意图
(a)预绞式单悬垂线夹用于导线组装;(b)预绞式双悬垂线夹用于导线组装
预绞式双悬垂线夹(图7-5)不仅具有单悬垂线夹的优点,由于导线受力分布在更长的区域,更大限度地提高导线的承载能力,并能更有效地减轻了导线舞动、振动而造成的损害,延长了导线的使用寿命。还具有优异的电气性能。双悬垂线夹特别适宜应用在大跨距及大转角(30°~60°)的工程中。
用于铝绞线(LJ)的预绞式悬垂线夹实际应用设计图例型式与用于钢芯铝绞线(LGJ/LGJF)的预绞式悬垂线基本相同,因此不再举例。
预绞式悬垂线夹用于地线的悬垂组装设计,见图7-5。
图7-5 预绞式悬垂线夹用于地线组装设计示意图
(a)预绞式单悬垂线夹用于地线组装;(b)预绞式双悬垂线夹用于地线组装
四、预绞式耐张线夹
架空线路用预绞式耐张线夹(图7-6)是专门为架空线路耐张安装而专业设计的线夹,是一种拉力强又操作简单的耐张线夹。广泛用于输变电导线、地线、杆塔拉线、绝缘导线的固定锚紧部位。在输配电线路中裸导线和架空绝缘导线上承受全张力,并能够通过其配套金具(如嵌环,碗头挂板等)连接至杆塔。它完全可以替代现有的螺栓型耐张线夹和所有结构形式的楔型线夹以及压缩型耐张线夹等常规形式的耐张线夹。
1.预绞式耐张线夹的优点
(1)线夹结构简单、安装方便、握紧力高
线夹结构简单,安装方便、快捷,美观整洁,无需任何专用工具,一人徒手完成现场安装,且安装过程不会损伤导线、地线及拉线。操作运输费用低、美观整洁等优点。
能够承受导线、地线及拉线的全张力:用于输电线路的导线预绞式耐张线夹的握力强度达95%的导线计算拉断力(CUTS),用于配电线路的导线预绞式耐张线夹的握力强度达65%的导线计算拉断力(CUTS);每个绝缘耐张线夹均有一段额外的预绞长度,从而保证耐张线夹可达绝缘导线额定拉断力(R.B.S)100%以上。
图7-6 架空线路用预绞式耐张线夹
(2)耐腐蚀性好
预绞式耐张线夹的线材与导线完全一致,从而保证较强的耐腐蚀性;并经过实际运行证明它能满足电力系统要求的高可靠性和经济性等要求。
(3)可靠性好、通用性强
预绞式耐张线夹运行中有很高的可靠性,可用于输电线路、配电线路的导线的耐张接续,并对输、配电线路有良好的保护性,从而保证电力系统运行的良好经济性。
2.预绞式耐张线夹配件
预绞式耐张线夹,由内预绞丝束、外预绞丝束、连接环、延长杆、U型挂环、螺栓、垫圈、闭口销、螺母等组成。预绞丝按设计的根数粘合成束,螺旋管内表粘有增加导线与线夹摩擦力的金刚砂(金刚砂,白刚玉符合GB/T 2479),弯头呈U形。
(1)心形拉紧环
与预绞式耐张线夹配套使用。适用于预绞式耐张线夹与耐张绝缘子串的连接,以实现导线、地线、拉线在架空输电线路、配电线路和变电所耐张杆塔上的固定。
心形拉紧环本体,用热镀锌精密铸钢件,能够容纳并且恰好嵌满耐张线夹绞合弯头部位形成的U形绞环,既保护了耐张线夹,又完成耐张线夹与耐张绝缘子串及杆塔的连接。
预绞式耐张线夹用心形拉紧环型号规格,见图7-7、表7-1。
图7-7 心形拉紧环
表7-1 预绞式耐张线夹用心形拉紧环型号规格(部分)
注:型号字母及数字意义为:NH-耐张用心形拉紧环;G-钢;数字-标称破坏载荷标记。
心形拉紧环一般技术条件应符合GB 2314-1997《电力金具通用技术条件》的规定;心形拉紧环标称破坏载荷应符合GB/T2315-2000《电力金具标称破坏荷载及连接型式尺寸》的规定。
螺栓,符合DL/T 764.1-2001《电力金具专用紧固件 六角头带销孔螺栓》。
闭口销,符合DL/T 764.2-2001《电力金具专用紧固件 闭口销》。
图7-8 索具套环
(2)索具套环
用钢板拉伸成形,并作热镀锌处理,嵌在耐张线夹U形弯头部位,起保护预绞式耐张线的作用。它为预绞式耐张(拉线用)配套使用件。即与拉线用耐张线夹配套,适用于电力、铁路、通信等线路杆塔拉线的紧固。
索具套环一般技术条件符合GB 2314-1997《电力金具通用技术条件》。
拉线用预绞式耐张线夹配套索具套环的型式见图7-8,型号规格见表7-2。
表7-2 预绞式耐张线夹用索具套环型号规格
注:(1)本表型号规格,摘自桂林天地光纤通信有限公司,产品样本。
(2)型号字母及数字意义为:TH-索具套环;“-”后为适用钢绞线型号。
3.预绞式耐张线夹型号规格及典型组装结构设计
(1)预绞式耐张线夹用于架空输电线路、配电线路和变电所在耐张杆塔上固定钢芯铝绞线。
用于钢芯铝绞线的预绞式耐张线夹型式见图7-9,型号规格见表7-3。
图7-9 用于钢芯铝绞线、绝缘线、铝绞线的预绞式耐张线夹组装结构设计示意图
表7-3 用于钢芯铝绞线的预绞式耐张线夹型号规格(部分)
注:(1)本表摘自桂林天地光纤通信有限公司产品样本。
(2)产品型号中字母与数字意义:N-耐张线夹;L-螺旋预绞丝;“-”后为适用导线型号,LGJ-钢芯铝绞线,LGJF-防腐钢芯铝绞。
(2)用于铝绞线的预绞式耐张线夹型式与图7-9相同,型号规格见表7-4。
表7-4 用于铝绞线的预绞式耐张线夹型号规格(部分)
注:(1)本表摘自桂林天地光纤通信有限公司产品样本。
(2)产品型号中字母与数字意义:N-耐张线夹;L-螺旋预绞丝;“-”后为适用导线型号,LJ-铝绞线。
(3)用于绝缘线(1kV、10kV普通绝缘层)的预绞式耐张线夹
用于架空输电线路、配电线路和变电所在耐张杆塔或建筑物上固定绝缘线,实现耐张线夹的功能。用于绝缘线的预绞式耐张线夹型式见图7-9,型号规格见表7-5。
表7-5 用于绝缘线的预绞式耐张线夹型号规格(部分)
注:(1)本表摘自桂林天地光纤通信有限公司产品样本。
(2)产品型号中字母与数字意义:N-耐张线夹;L-螺旋预绞丝;“-”后为适用导线型号,JY-绝缘导线。
(4)用于钢绞线及铝包钢绞线的预绞式耐张线夹
用于杆塔拉线、地线的终端固定,以及用在天线、通信、铁路或其他需要固定并张紧钢绞线及铝包钢绞线的地方。
用于钢绞线及铝包钢绞线的预绞式耐张线夹型号规格,见桂林市天地通信有限公司产品样本,不在列举。
图7-10所示为用于钢绞线及铝包钢绞线的预绞式耐张线夹安装示意图。
图7-10 用于钢绞线及铝包钢绞线的预绞式耐张线夹安装示意图
(桂林市天地通信有限公司)
预绞式拉线耐张线夹的种类较多,可以广泛应用在固定线杆塔、微波塔等基础设施;用于替代目前国内在线路杆塔上常用的固定拉线的U-T线夹等;用于替代普通拉线的普通拉线线夹,还可用于地线耐张线夹。拉线耐张线具有结构简单,性能可靠,预绞环可以固定在地锚或塔杆上有防盗的功效。预绞式拉线耐张线夹基本组成结构如图7-11所示。
图7-11 预绞式拉线耐张线夹基本组成结构
(桂林市天地通信有限公司)
图7-12~图7-14所示为预绞式拉线耐张线夹安装设计示意图。
图7-12 用于钢绞线及铝包钢绞线的预绞式耐张线夹(可调式)安装示意图
(桂林市天地通信有限公司)
图7-13 用于钢绞线及铝包钢绞线的预绞式耐张线夹(不可调)
(桂林市天地通信有限公司)
图7-14 用于钢绞线及铝包钢绞线的预绞式耐张线夹
(桂林市天地通信有限公司)
4.架空线路用预绞式耐张线夹的安装举例
(1)确定预绞式耐张线夹的安装位置[图7-15(a)],并用薄胶带在导线上做个标记,在一个比线夹略长的范围内清洁导线表面。
(2)将线夹的两个分支分开[图7-15(b)],再将心形拉紧环串到预绞式耐张线夹的U形弯头处。
(3)将预绞式耐张线夹的色码与导线上做的标记对齐。并从此色码开始,缠绕线夹的一个分支一至二个螺,见图7-15(c)。
(4)同样,将耐张线夹的另一分支缠绕一至二个螺旋,见图7-15(d)。
(5)同时交替缠绕耐张线夹的两个分支直至完成,如图7-15(e)所示。
注意:一定不要一次性缠绕完一端,为了安装方便也可以将耐张线夹的末端约20cm的部分分成几个更小的子束。确保所有预绞丝平整自然均匀地缠绕在导线上面。
图7-15(f)所示为耐张线夹缠绕完毕后示意图。
(6)将心形拉紧环用圆销连接到耐张绝缘子串上的碗头挂板上,并插好闭口销,如图7-15(g)所示。图7-15(h)所示为安装完毕后结构。
图7-15 确定预绞式耐张线夹的安装位置
(桂林市天地通信有限公司)
工程安装实例,见图7-16所示。
图7-16 确定预绞式耐张线夹的安装位置
五、预绞式接续金具
预绞式接续金具,主要用于钢芯铝绞线的断线接续,破损线的修复等,与目前普通的接续管、爆压管相比,具有接续质量好,易于安装,不影响导线原有的机械性能、电气性能等特点,使用接续条可以说是真正意义上的“接续”。可代替常规的钳压接续管和压接管。
预绞式接续条可以分为普通接续条,钢芯铝绞线接续条(全张力接续条)、跳线接续条等。其中全张力接续条由内层钢芯接续条、填充条和外层接续条三层接续条组成。
1.接续条的优点
(1)强度高
在导地线接续的机械特性方面,接续条可完全恢复导地线的机械强度,即可100%达到原导地线的计算拉断力。
(2)耐腐蚀性好
预绞式接续条所用材质和导地线相同,从而保证良好的抗腐蚀性能。不同类型的导地线可分别使用与之相配的接续条。
(3)导电性好
用于导地线的预绞式接续条,其内层磨纱具有良好的导电性,因而接续条导线的通流能力不受影响。实际运行中由于拉伸的作用,导电性能会愈来愈好。
(4)安装方便
接续条的安装迅速、简单、方便。操作安装不受导线带电与否的影响,可避免为修复操作导地线而造成的停电。
但在安装接续条之前必须将导线彻底打磨,驱除表面的氧化层,直至露出光泽;同时在安装前必须用质量较好的,与导线匹配的导电油脂涂抹在导线的表层。
(5)适应性强,重量轻、富有弹性,对振动疲劳的耐受能力强
适用于缠绕在架空电力线路绞线外层安装在一般船形线夹及支柱绝缘子上,保护绞线不受各类电气及机械损伤。也可作为修补条,用来修补已受损伤的绞线,以恢复绞线的机械强度及电气性能。
2.功能和特点
(1)预绞式接续条完全可替代各种形状和结构的接续管、并沟线夹、跳线线夹等接续金具。
(2)全张力接续条的握力大于100%绞线的额定破断强度。
(3)接续条为无螺栓结构,可避免运行中螺栓松脱现象以及由此引起的系列问题,且安装质量易于保证。
(4)接续条可保证绞线长期运行不松弛,从而保证线路的安全运行及运行寿命。
(5)安装简单,现场由一人便可简便快捷的安装,解决了在市区不能进行爆破压接及机械压接费时费力、压接质量不稳定等难题,可不用携带笨重的压接工具,减轻劳动强度,提高工作效率。
(6)接续条与导线的接触面大,且本身具有良好的导电性能,从而保证导电电流正常传输。
(7)接续条所用材料与导线材料保持一致,从而接续条能有良好的耐腐蚀性能。
(8)能在带电情况下修复被损导线,避免修复被损导线时造成极大的经济损失。
3.预绞接续金具使用注意事项
预绞接续金具的安装,必须由经过专业安装训练的技术工人操作。使用时必须注意以下事项。
(1)必须严格遵守安全规程,以防意外的电气接触。
(2)预绞接续金具,宜单次使用;在任何情况下,均不得更改预绞丝数量。
(3)为了线路运行可靠和保证人身安全,在安装前应确保产品与绞线的正确匹配。
(4)为确保其性能,应妥当包装、谨慎搬运及贮存,谨防跌落、冲撞及重压,以免引起线夹变形或其他部件受损。
(5)仅能用于类型和尺寸都满足设计要求的绞线。为了产品性能的充分发挥和保证安全,在安装前应确认线夹与绞线的正确匹配。
4.预绞式接续条尺寸
用于线路接续的预绞式接续条主要有预绞式导线接续条(LS)、预绞式跳线接续条(JLS)、导线接续管补强接续条(SLS)、钢芯铝绞线用全张力接续条(FTS)T型接续条(TC)和预绞式接续条(钢绞线拉/地线用GLS/EGLS、铝包钢绞线用AWLS)等预绞式接续条。
(1)用于钢芯铝绞线的预绞式接续条(全张力接续条)型号规格,见表7-6所示。
表7-6 用于钢芯铝绞线的预绞式接续条(全张力接续条)型号规格(部分)
注:(1)本表摘自桂林天地光纤通信有限公司产品样本。
(2)产品型号中字母与数字意义:J-接续条;L-螺旋预绞丝;数字-产品对应导线型号,/0-指适用于GB1179-74标准的钢芯铝绞线。
(2)用于钢芯铝绞线的预绞式接续条(跳线接续条)型号规格,见表7-7。
表7-7 用于钢芯铝绞线的预绞式接续条(跳线接续条)型号规格(部分)
注:(1)本表摘自桂林天地光纤通信有限公司产品样本。
(2)产品型号中字母与数字意义:J-接续条;L-螺旋预绞丝;T-跳线接续条;数字-产品对应导线型号,/0-指适用于GB 1179-74标准的钢芯铝绞线。
(3)用于铝包钢绞线的预绞式接续条型号规格,见表7-8。
表7-8 用于铝包钢绞线的预绞式接续条型号规格(部分)
注:(1)本表摘自桂林天地光纤通信有限公司产品样本。
(2)产品型号中字母与数字意义:J-接续条;L-螺旋预绞丝;D-地线;数字-适用的铝包钢绞线直径;B-铝包钢绞线。
用于镀锌钢绞线、铝包钢绞线的预绞式接续条应符合DL/T 763-2001《架空线路用预绞式金具技术条件》的要求。全张力接续条握力强度>95%CUTS(绞线计算拉断力)。
5.架空线路用预绞式跳线(引流线)接续条的安装
安装前确认所用接续条应与导线完全匹配。
(1)把需要接续的跳线端部处理平整,用胶带包扎好,避免散股,并清洁接续条安装范围内的导线表面。接续条的中心色码与跳线端部对齐,并从中心色码处开始缠绕[图7-17(a)];并缠至直到两边的导线端部相对,同时顺着接续条缠绕另一侧导线,见图7-17(b)所示。
(2)当第一根接续条缠绕完成[图7-17(c)],并一根挨着一根往上缠绕,注意色码对齐。也可以暂时只缠中央的两个螺距。
(3)徒手将预绞丝的两端缠绕平整自然,直至缠完所有的预绞丝,预绞丝之间不应有交叉现象如图7-17(d)、(e)。
(4)跳线(引流线)接续条安装完毕,如图7-17(g)。
图7-17 预绞式跳线(引流线)接续条的安装程序
(桂林市天地通信有限公司)
图7-18所示为架空线路用预绞式跳线(引流线)接续条安装实例。
图7-18 架空线路用预绞式跳线(引流线)接续条安装图例
(桂林市天地通信有限公司)
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