新式接续线夹的研发与应用论文_刘聪1,琚永安2,董宝家3

新式接续线夹的研发与应用论文_刘聪1,琚永安2,董宝家3

(1.国网四平供电公司 2.国网四平供电公司 吉林四平 136000;

3.国网梨树县供电公司 吉林梨树 136500)

摘要:近些年来,架空线路时有发生导线接触不良发热、抽签,甚至断线等现象,针对现有接续线夹普遍存在的问题,并结合现场实际情况,研发出一种新型接续性线夹,此线夹具有安装方便、工艺先进及连接牢固可靠等特点,并且通过了拉力、振动等形式试验,经过在现场实际应用,有效减少了导线接触不良发热、抽签,甚至断线等现象,提高了电网供电可靠性,并且提高工作效率,取得了良好的经济和社会效益。

关键词:接续线夹;管体;螺母;拉力试验

0 引言

为了便于输电线路的各种作业,在输电线路的耐张杆塔上一般采取跳线引流经接续线夹方式连接,虽然结构简单,却是承载负荷电流的关键部位,起着重要作用,如果发生故障,轻者会使接续电阻过高而在连接处产生大量焦耳热,损失大量能源,重者会引起电弧烧断导线而造成输电线路的停运。

现在输电线路上使用的接续线夹,基本上都是采用并沟线夹和快速线夹,并以螺栓连接,尤其是使用中小截面导线的输电线路,耐张杆塔引流都是采用螺栓型铝质快速线夹连接。快速线夹使用虽然方便,也同时给输电线路的安全运行带来隐患。由于螺栓应力松驰造成接触压力下降,导线长期晃动使得接触面松动,环境污染严重使得引流接头接触电阻迅速升高,以及其它如线路负载波动大,引流接头施工不当等原因,很容易发生故障。造成导线接触不良发热、抽签,甚至断线等现象[1-5]。在小电流接地系统中发生单相接地或单相断线故障后,系统中性点电压会产生偏移并且造成用户侧缺相、低电压等问题,对电能质量和电力系统正常运行危害严重,影响对用户的可靠供电,导致巨大的经济损失。因此,对可靠而性能优良的新型接续式线夹的研究对保障输电线路的安全运行有着极其重要的作用。

1线夹的设计方案与制作

针对上述情况并结合现场实际情况,确定了新型线夹的设计方案如下:该套线夹主要由铝合金接续管体和连接螺母构成,线夹设计为采用两侧导线插入方式。该线夹具有装拆方便、安全可靠、结构合理简单、便于加工和安装、工艺先进的特点,在满足规定的机械强度和电气强度等要求的同时,达到免维护的目的。不同导线型号对应线夹设计尺寸不尽相同,可以在多种型号的导线上进行推广应用,下面就以LGJ-240/30型导线线夹为例具体介绍新式续接式线夹设计制造过程。

1.1在线夹铝合金接续管管体设计

连接管管体是两侧导线的主要连接部分,其材质选用铝合金,铝合金具质量轻且耐腐蚀等特点,并且能够满足接续电阻小于等于导线电阻的100%的运行要求。接续管的内径与标准导线规范相适应,使导线插入铝合金接续管管体内实现可靠匹配,因此连接管内径设计为24mm。接续管的整体要保证足够的长度,以增加导线与线夹的接触面积,在综合考虑可靠性和经济性的情况下,管体长度设计为400mm,并且在铝合金管体内壁设计有螺旋形浅槽,用来提高与插入铝合金接续管内部导线的接触可靠性。

线夹连接管两端采用锥形结构,并且带有沿轴向十字形分布的开缝,将两端部分成对称的四瓣,这样既能让导线安装时有足够空间,又能在铝合金接续管端部椎形部分收紧,使线夹能够强有力的紧握导线,保证了足够的机械强度,并且接续管段部锥形部分表面加上外螺纹,这样可以配合连接螺母对连接管端部进行收紧。

1.2连接螺母的设计

为使连接管两端锥形体能够握紧导线,设计连接螺母沿连接管两端锥形体向内拧紧,螺母内部设有与铝合金连接管端部锥形结构吻合的螺纹,这样随着拧入深度的增加,铝合金接续管端部锥形部分被强制收紧,可将内部导线压紧并可靠接触,避免了因线夹松动造成的接触电阻增大线夹温度升高、导线抽丝甚至断线等现象。螺母内径长度应该在连接管端部和管体直径之间,在保证螺母拧入连接管端部锥形结构足够深度的情况下,连接螺母内径设计为35mm。

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1.3实际完成的成品与使用方法

根据现场实际情况和线路运行条件,我们按照上述技术路线研发并制作出了一种“新式接续线夹”,线夹管体采用铝合金材质利用数控车床冲压技术一体成型,再进行局部切割,连接螺母根据线夹管体尺寸利用数控机床冲孔切割、转孔而成。

新式接续线夹使用方法如下:1、裸导线:首先裸导线直接将引流线两头插入线夹主体内部。通过调整两端紧固螺栓使管壁、导线和线夹之间固定,使引流导线处于适当的驰度,确保连接的紧固性。2、绝缘导线:首先将绝缘线剥去绝缘层,绝缘层剥除长度略超出插入线夹部分,然后将裸露导线部分直接将断线导线两头插入线夹主体内部。使用紧固螺栓使夹紧条、导线和线夹之间的牢固固定。

完成成品已在66kV电力线路耐张杆下进行实测,安装方便固定牢靠,完全满足现场需要,并极大的提高了施工效率。

2拉力测试

为了验证新式接续线夹在恶劣环境下可靠性,在新型接续性线夹制作完成后,对其进行拉力测试,首先对一条4m长型号为LGJ-240/30的导线进行静负荷拉力试验,LGJ-240/30导线拉断力为75.62kN,再对连接LGJ-240/30导线的新型接续式线夹进行拉力试验。

通过以上分析可知,此种线夹导电性能良好,结构设计巧妙,改善了耐张线夹引流处的导电及机械性能,提高了耐张线夹引流处防松、防断能力,避免了引流处温度过高现象的发生,适用于各种绝缘导线和钢芯铝绞线,破断强度符合要求,适于现场推广应用。

3 近年来实际应用效果

新型接续线夹已在公司66kV电力线路大修技改和故障抢修等工程中应用,该具有线夹装拆方便,安全可靠结构合理简单,便于加工和安装、工艺先进等特点,完全满足现场需要,取得了良好应用效果,并且提高了现场施工效率。

(一)安全效益立竿见影

该公司在应用了新型接续式线夹后,新式线夹至今未出现导线接触不良发热、抽签,甚至断线等现象,有效减少了事故发生概率,减少了由于停电事故造成的损失,提高了电力系统运行的安全性和可靠性。

(二)经济效益十分明显

在经济效益方面,在新型线夹推广后,线夹过热和单相断线故障显著减少,经统计发现,按每次单相断线或线夹过热故障损失负荷统计,平均一年可减少损失约180万元。

(三)社会效益充分体现

在社会效益方面,避免了因单相断线相引起的用户设备故障数量,提高了用户的电能质量,提高了用户用电满意度,更快速、高效地为用户提供优质服务,为促进社会和谐和公司发展做出了贡献。

4 结语

近些年来,架空线路时有发生导线接触不良发热、抽签,甚至断线等现象,而现有接续线夹普遍存在连接不牢靠和施工困难等问题,根据现场实际需求和线路运行条件,研发出一种新型接续性线夹,该线夹具有最佳的握裹强度和接触面积,并通过了拉力、振动等型式试验,并且该线夹具有装拆方便、安全可靠、结构合理简单、便于加工和安装、工艺先进的特点。通过现场实际应用,有效减少了导线接触不良发热、抽签,甚至断线等现象,提高了电网供电可靠性,并且提高工作效率,取得了良好的经济和社会效益,具有很好的推广价值。

参考文献:

[1] 张殿生.电力工程高压送电线路手册[M].北京:中国电力出版社,2003.

[2] 董吉谔.电力金具手册[M].第 3 版.北京:中国电力出版社,2010.

论文作者:刘聪1,琚永安2,董宝家3

论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期

论文发表时间:2018/12/5

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