摘要：碳纤维导线由轻型的碳纤维复合芯和梯型铝合金绞线组成。由于碳纤维导线材料和结构的不同，碳纤维导线的连接方式与常规钢芯铝绞线导线有较大区别。本文以实际工程中采取的碳纤维导线连接方式进行阐述，并提出相应的质量控制措施，以提高工程施工质量。
关键词：碳纤维导线；连接方式；质量控制
一、碳纤维导线芯棒结构分析
碳纤维复合芯导线是由软铝型线与纤维增强树脂基复合材料芯棒同心绞合而成的绞线。其中纤维增强树脂基复合材料芯棒是由一种或多种纤维与树脂材料复合在一起的圆形棒材。复合材料芯是由外层玻璃纤维、内层碳纤维及树脂复合而成的棒状材料。
由于碳纤维导线芯棒为非金属的复合材料，能承受较大的轴向拉力。但由于其不抗弯折的特性，在施工时芯棒需采用楔形线夹的方式依靠摩擦自锁力进行连接，与普通钢芯铝绞线钢芯部分采用压接方式有较大的不同。
二、碳纤维导线压接工艺说明
2.1 耐张线夹连接
耐张线夹包括如下配件：耐张线夹联结套、联结环、楔形线夹、楔形夹座、内衬管。其压接操作步骤如下：
穿入内衬管→量取楔形夹座长度画印→锯断外层铝股→安装楔形夹座和楔形夹→压接耐张铝管
2.2 接续管压接
直线接续管包括如下配件：外压接管、内衬管、楔型夹座、楔型线夹、联结器、终端联结器。其压接操作步骤与耐张线夹类似，仅在安装楔形夹座时，在两个内锥夹套的中间安装上连接器，旋转连接器将两个内锥夹套连接在一起，采用3把扳手将联结器同步拧紧后再进行外压接管压接。
三、质量控制方案
3.1 主要压接方式
根据碳纤维导线压接工艺，导线直线接续管、耐张线夹主要有正压与倒压2种压接方式。正压即从接续管的中央向两侧逐模施压压接顺序，或从钢锚拉环侧向管口方向逐模施压的压接顺序。倒压则是与正压相反的压接顺序。
根据现场实际，本工程采取直线管正压，即从压接区的中部往两侧方式。耐张管压接时采取靠近导线侧正压，靠近引流板侧倒压的压接方式。
图1 耐张线夹的压接方式
3.2 压接成品主要问题
锡泰特高压配套500kV送出工程作为碳纤维导线规模化应用试点的首开工程，全线共计需压接1692个耐张管，480个直线接续管。因碳纤维导线连接金具部件数量较多，压接工艺较为繁琐，并且高空操作存在一定限制性，在实际压接过程中出现以下问题共计3类，5处。
3.2.1 内衬管外露较多
碳纤维导线压接时，外铝管与碳纤维导线外层铝股以内衬管形式接触并压接，在压接第一模前需固定住内衬管以确保安装到位并压实紧密。因在平衡挂线高空压接操作时存在一定的操作局限性，并且内衬管在设计时表面有花纹，较大的摩擦力使内衬管很难推进到位形成紧密的推八度。在压接操作时，会造成压接第一模时内衬管未固定到位、外露较多现象。
3.2.2 接续管、耐张线夹管弯曲度较大
碳纤维导线直线接续管长900mm，较常规导线长，同时施工导则要求每压模之间需重合10mm。目前现场使用的是与100T级液压鼎相配套的宽度分别为6.5cm和3.8cm的两种压模。当使用压模宽度为6.5cm时，直线管须压6模，耐张线夹须压7~8模。另外，比常规导线弯曲度标准更为严格，碳纤维复合芯架空导线施工工艺及验收导则要求压接管压接后其弯曲度不宜大于压接管全长的1%。现场压接过程中，存在2处压接管弯曲度超过导则要求后开断重压的情况。
3.2.3 预留距离较大导致防水圈不闭合
本工程使用的耐张线夹其外套管与钢锚之间配备2mm厚的硅胶防水垫圈，据厂家介绍为专利产品。由于在实际压接过程中，采用从耐张线夹压接区的导线端向钢锚侧的逐模施压压接顺序，铝管在压接后存在一定延展性，试压时存在硅胶垫圈无法挤压到位的情况。
3.3 压接质量控制措施
在压接操作前，采取必要的技术与控制措施可有效保证碳纤维导线连接施工质量。具体来说，分为以下几方面：
3.3.1 直线管连接同心度控制
在直线接续管连接时需特别注意同心度要求，即两内锥夹套安装时的同步要求。在旋转连接器将两个内锥夹套连接在一起的过程中，不能一端先装、另一端后装以免造成一端握实另一端握力不足的情况，必须采用在一端内锥夹套套入一芽后立即与另一端连接的方式。同时在直线管接续时要求复合芯露出楔型夹端面5mm~10mm，防止压接时铝线伸长抵住楔型线夹后造成解锁失效。
3.3.2 穿管到位后记录距内衬管外露距离，核实距离后施压
根据碳纤维导线耐张金具给定尺寸，内衬管长为400mm，在安装到位后外露尺寸为10mm。因此在实际安装压接过程中可按此给定的预留位置进行检验核实，以判定接续管及耐张管的内衬管安装是否符合要求。同时，在压接前配合压接人员在核实该距离后以手势形式向压接工予以确认。
3.3.3 选用专用滑轨压接平台及配套的较宽模具
在地面压接直线接续管时选用碳纤维导线压接专用滑轨可减少导线移动带来的损伤，同时可确保导线平直，有利于螺纹式楔型线夹的对接及安装，增加导线连接的可靠性。并且选用与100T级液压鼎配套的6.5cm的宽模压模，可以减少压接次数以减少压接管的弯曲率。
3.3.4 严控耐张管正压的预留距离
根据厂家推荐的压接延展性数据以及施工采取导线管试压后得出经验数据的两部分进行汇总记录，得出在耐张管后部与防水垫圈间预留48mm及时画印，可确保压接后使防水垫圈紧密连接。
3.3.5 使用定长导线并优化布线计划
碳纤维复合芯导线直线接续管长为900mm，通过放线滑车时（特别是转角较大的耐张塔滑车时）极易产生弯曲变形。为了减少最终的直线管数量，施工时进行严格控制、详细计算，采用了定长导线。放线时通过直线管进行连接，并控制其位置，确保其在转角塔滑车附近，在平衡挂线时将其开掉。同时本工程跨越较多，设计要求的不可接头档也较多，在使用定盘长导线的情况下，能合理避开不接头档，并有效减少直线管个数，在提升工程建设可靠性的条件下也提升了施工工效。
四、结论
通过在500kV泰州换流站～双草变线路工程中对碳纤维复合芯导线压接操作及成品出现的问题加以分析，得出了在接续管同心度控制、工器具选用、距离预留等方面的质量控制措施，保证了碳纤维导线连接的施工质量。
参考文献：
［1］基建技术〔2016〕124号 碳纤维复合芯架空导线施工工艺及验收导则（试行）
［2］林昌兴. 论架空送电线路导线压接的问题及措施[J]. 广东科技, 2010.
论文作者:徐仲征
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：导线论文; 碳纤维论文; 内衬论文; 楔形论文; 正压论文; 方式论文; 直线论文; 《电力设备》2018年第16期论文;