摘要:本文首先对拔稍的使用环境、力学变化、拉裂处进行阐述,接着对端部三种典型外径情况分析,进一步引申出端部过渡区域,并对拔稍的整体设计进行了分析与讨论,最终提出两段过渡拔稍的设想。
关键词:输送电线路;电力金具;耐张线夹;拔稍;
0 引言
耐张线夹的设计中,拔稍已经成为必不缺少的关键设计之一。拔稍末端外径的设计目前常规使用的参数是正六边形尺寸,即0.866的铝管外径D1的尺寸,拔稍长度的设计则选取导线直径的1倍及以上,根据具体的导线类型与要求确定。实践应用中,这种方法的通用性存在可商榷性,在一些特殊导线的耐张线夹设计中,试验效果往往不够理想。
鉴于此种情况,本文从更深层次对拔稍的设计进行分析与探讨。
1 拔稍的使用环境
拔稍,在耐张线夹导线一端,作为耐张线夹设计的重要组成部分,见如图1所示。
图1 拔稍的使用环境
2 拔稍的目的和力学示意图
拔稍的目的是为了使管端的压力呈渐减趋势,其可能的一种受力示意图如图2所示。
图2 拔稍的受力示意图
3 导线外层拉裂猜想
一般,导线在拉裂时最佳为塑性断裂。为了保证导线破坏时,外层所有单丝提供最大的拉力,应保证均匀压力传导的累积过程,避免局部应力集中造成的外层单丝部分先断裂,造成拉裂传导,以致总拉力减小的现象发生。
4 压接端部三种外径情况分析
4.1 端部压接恰好充满-A
图3 端部压接恰好充满-A
此时,如图3所示,压接前铝管端部的截面积S0恰好与压接后端部正六角形的截面积S1相等。由S0=S1可以计算出此时的拔稍外径。
4.2 端部恰好压后为贴合导线的圆环(假想情况)-B
图4 端部恰好压后为贴合导线的圆环-B
假想一种情况,如图4所示,铝管端部压接后端部为内切于压模六角形的圆环。由S0=S2可以计算出此时的拔稍外径。
4.3 端部恰好压不到-C
图5 端部恰好压不到-C
当铝管端部压接前的铝管外径恰好内切于压模六角形,如图5所示,端部恰好压接不到。此时拔稍外径为0.866D1(非拔稍部位的铝管外径),压接后的空隙值取决于铝管内径D2与导线外径D的差值。
5 端部压接过渡区域分析
图6 端部压接过渡区域示意图
将端部拔稍部位进行截剖,引入压接端部三种特殊情况对应的拔稍外径线,绘制成图,如图6所示。其中,端部压接恰好充满-A线,端部恰好压后为贴合导线的圆环(假想情况)-B线,端部恰好压不到-C线。对图6分析如下:
5.1 满压过渡区
A线以上,此区域内,导线均处于满压状态,压力逐渐由大到小过渡。
5.2 部分压接过渡区
AB线之间,此区域内,导线由满压过渡到部分外层单丝接触受力,压力逐渐向小过渡。
5.3 空压区(无效区)
BC线之间,此区域内,导线渐渐趋向于空压的状态,此时压力效果不明显,压力几近与零,可以理解为无效区,属于压接与非压接的连接过渡区域。
6 拔稍的设计与讨论
如6图所示,常规外层铝绞线一般选取B-C线之间的值作为拔稍端部外径尺寸。当外层外铝合金绞线时,一般铝管内径较大一些,此时建议选取A线值作为拔稍端部外径尺寸。当实际设计拔稍时,应对拔稍处的斜率和长度进行综合考虑。斜度太小,拔稍太长,空压区和部分压接过渡区总长易过大,无效区域及效果不明显区域明显加长,浪费材料。拔稍段外径确定后,还要端部倒圆角R,以保证圆滑过渡,如图7所示。
图7 拔稍后倒圆角
7 两段过渡的设想
根据拔稍部位状况,现设想两段拔稍方式,如图8所示,第一段拔稍至A线,第二段为A线到C线,增加满压过渡区的长度,将部分压接过渡区和空压区进行合并,同时减小合并区的长度,以便达到节约材料以及可以获得更好的拔稍效果。
图8 两段过渡拔稍示意图
8 结语
拔稍并不是端部外径选取0.866铝管外径D1,长度越大越好。拔稍的外径和长度,要根据实际使用要求合理设计,杜绝无效拔稍的产生,并同时减少材料的浪费。由于作者水平有限,观点错漏在所难免,欢迎提出指正。
参考文献:
[1]程应镗.送电线路金具的设计、安装、试验和应用[M].北京:水利电力出版社,1986.
作者简介:
房灵占(1986—),男,山东菏泽人,工程师,主要从事电力金具的研发工作。
论文作者:房灵占,何明霞,姚欢,李其
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/1
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