双面导流耐张线夹的优化设计

引言

耐张线夹是输变电线路中的一种常用金具,用于将导线或避雷线固定在耐张绝缘子串或杆塔上,起锚固及导流作用,亦用来固定拉线杆塔的拉线。按结构和安装方式的不同,通常有螺栓型、压缩型、楔型和预绞式等几种类型,其中压缩型耐张线夹应用广泛。传统的压缩型耐张线夹有弯管型、冲锋枪型和锄头把型,无论哪种形式,引流板和引流线夹端子板均为单板一单板接触导流,在实际运行过程中时常发生因引流板与引流线夹接触不良或接触面太小而引起过热,甚至引流板和引流线夹烧红、熔断的现象,给线路的安全运行带来严重危害。为解决这个问题,近年来,双面导流型耐张线夹应运而生。

1双面导流型耐张线夹

双面导流型耐张线夹引流板和引流线夹采用双面接触,有引流板设计成双板开叉或引流线夹设计成双板开叉两种结构形式,目前最常用的结构如图1所示。整套耐张线夹由钢锚、线夹本体铝管、引流板和引流线夹组成,四个部件之间通过压缩变形、焊接及螺接等方式成为一体,共同实现输电线路电力传输的电气连接要求,并求满足握锚固导线的机械连接要求,同时具有较好的导流性能和抗舞动性能。

引流板结构如图2所示,设计有两个电气接触面,在保证加工质量的前提下,电气接触面积增加了一倍,在槽的底部设计有工艺槽,可以降低接触面板的刚度,在螺栓握固时使引流板和引流线夹接触更加良好。这种采用双板夹握引流线夹后用螺栓握固的结构,相对单面接触的耐张线夹,其防松抗舞动性也得到了很大的提高,长期运行过程中不容易因导流接触面松动降低导流效果而造成引流板过热现象。

由于该引流板结构设计成垂直式,施工安装时要求引流线夹偏向塔身侧15°偏角,因此偏角只能设计在引流线夹上。对于A型引流线夹,压接管相对端子板需在一个方向上有弯折角度,如图3所示,对于B型引流线夹必须区分B1和B2两种形式,分别安装在同一级塔的两侧,压接管相对端子板需在空间两个方向上均有弯折角度,增加了加工过程中的弯折工序,如图4所示。工程统计金具材料时需要区分耐张线夹的形式和数量,施工安装压接时也需确定线夹的形式,若引流线夹B1型和B2型选用错误造成压接失误,最终会导致引流线无法安装。

2双面导流型耐张线夹的优化设计

2.1线夹本体铝管和引流板连接工艺的优化设计

在保持双面导流型耐张线夹机械性能不变的前提下,即不改变钢锚和线夹本体铝管的结构形式和尺寸,为进一步增加导流性能,对引流板和线夹本体铝管的连接工艺进行优化。以往直接将引流板焊接在铝管上,若存在焊接缺陷,会直接影响导流效果。现在在特高压工程中使用的耐张线夹已经开始采用热套后再焊接的工艺。此工艺是把线夹本体铝管的外径和引流板内孔的配合设计为零配合甚至过盈配合,通过加热引流板,致使引流板配合孔热膨胀,实现线夹本体铝管与引流板的配套组装,即用热胀冷缩原理来减小或消除线夹本体铝管与引流板配套之间的间隙,提高引流板与线夹本体铝管之间的导流接触性,从而提高导流效果。

2.2引流板的优化设计

既然耐张线夹安装时有引流线夹偏向塔身侧15°偏角的要求,考虑直接将引流板设计成朝向铁塔偏15°角,如图5所示。这样A型耐张线夹的引流线夹加工时不需要弯折,如图6所示,B型耐张线夹无需再区分B1和B2型,引流线夹的压接管相对端子板只需在一个方向上有弯折角度,如图7所示。

引流板经过优化设计后,引流线夹加工过程中的弯折工序减少,加工难度减小,加工成本降低。同时耐张的品种减少,方便了工程物资统计,更方便了现场施工压接。最终优化后的双面导流耐张线夹结构如图8所示。

3结语

双面导流型耐张线夹的引流板和引流线夹采用双板一单板的双面接触结构,大大增加了电气接触面积,双板夹紧单板后用螺栓紧固的结构,提高了防松抗舞动的性能,可以解决以往耐张线夹在输电运行过程中出现过热的问题,对保障线路运行的可靠性和安全性具有重要意义。对引流板和线夹本体铝管的连接工艺进行优化,进一步提高了导流性能,对引流板的结构进行优化,给加工、物资统计和施工压接都带来了很大便利,优化后的结构可以考虑广泛运用于输电线路工程。