特高壓鋁管預(yù)制式跳線接頭防滑移方案研究

陳 寧，陳龍?jiān)?，高劍?/p>

(中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)南京線路器材廠，江蘇南京 210037)

高壓輸電線路的耐張段之間通常采用跳線來(lái)導(dǎo)流。和其他金具一樣，跳線型式也隨著輸電線路電壓等級(jí)從高壓、超高壓到特高壓而發(fā)生變化[1]。國(guó)內(nèi)500 kV 及以下電壓等級(jí)一般采用軟跳線型式，隨著電壓等級(jí)提高和技術(shù)的發(fā)展，輸電線路中出現(xiàn)了剛性跳線型式。剛性跳線可以有效減少跳線風(fēng)偏和弧垂，壓縮桿塔結(jié)構(gòu)尺寸。剛性跳線國(guó)內(nèi)主要有2 種型式，分別是鼠籠式與鋁管預(yù)制式剛性跳線[2]。鋁管預(yù)制式剛性跳線是將跳線下側(cè)一段普通軟跳線用2 根鋁管替代，然后通過(guò)引流線連接到耐張絕緣子串上，鋁管既導(dǎo)流又起支撐作用。鋁管預(yù)制式剛性跳線在國(guó)內(nèi)沈大線工程線路南雁四回路大連段等500 kV 電壓等級(jí)的工程中曾得到少量應(yīng)用[3]，后在750 kV，±800 kV，1000 kV 等電壓等級(jí)的工程中得到廣泛應(yīng)用[4-6]。

1 鋁管接頭滑移問(wèn)題分析

在鋁管預(yù)制式剛性跳線通用設(shè)計(jì)中，因跳線鋁管設(shè)計(jì)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，不便于鋁管運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)施工，每根鋁管通常分2 節(jié)。2 節(jié)鋁管通過(guò)鋁管內(nèi)接頭定位支撐，如圖1 所示。外加鋁管外接頭連接導(dǎo)流[7，8]，如圖2 所示。鋁管對(duì)接主要靠鋁管外接頭對(duì)鋁管的握力固定。

圖1 鋁管內(nèi)接頭

2011年7 月9 日10:38，重慶市電力公司檢修分公司巡視發(fā)現(xiàn)，±800 kV 復(fù)奉線#395 極Ⅰ跳線鋁管接頭發(fā)生滑移，2 只鋁管接頭均從接頭型間隔棒脫落，端部滑移至支撐間隔棒，且跳線鋁管有脫落危險(xiǎn)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查初步認(rèn)為有3個(gè)方面原因。

圖2 鋁管外接頭

（1）跳線接頭設(shè)計(jì)存在風(fēng)險(xiǎn)。跳線鋁管通過(guò)鋁管接頭進(jìn)行對(duì)接，在鋁管外側(cè)通過(guò)連接間隔棒進(jìn)行增大接頭摩擦力的方式進(jìn)行緊固。當(dāng)作用于鋁管上的軸向分力大于接頭位置摩擦力的時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致兩端鋁管產(chǎn)生位移。

（2）兩端的軟質(zhì)跳線弧度較小，張力過(guò)大，造成硬質(zhì)跳線連接處受到較大的沿鋁管縱向的作用力。

（3）現(xiàn)場(chǎng)檢修發(fā)現(xiàn)接續(xù)間隔棒、支撐間隔棒的螺栓存在不同程度的松動(dòng)。

2 鋁管接頭防滑移方案

上述問(wèn)題發(fā)生后，根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)直流建設(shè)分公司要求，對(duì)鋁管接頭滑移問(wèn)題進(jìn)行深入研究，提出內(nèi)接頭攻絲配螺釘和鋁管端部焊法蘭盤2 種改進(jìn)方案。

2.1 內(nèi)接頭攻絲配螺釘方案

2.1.1 實(shí)施方案

鋁管內(nèi)接頭上攻絲，通過(guò)螺釘端部受力，把兩端鋁管連接起來(lái)，增加鋁管軸部受力，鋁管外接頭間隔棒采取雙螺母方式防螺栓松動(dòng)。

2.1.2 實(shí)施步驟

（1）鋁管連接端部鉆孔，鋁管內(nèi)接頭裝入2 節(jié)鋁管內(nèi)，對(duì)應(yīng)于鋁管端部鉆孔的位置在內(nèi)接頭上做標(biāo)記，鋁管內(nèi)接頭兩端攻螺紋。

（2）鋁管和鋁管內(nèi)接頭通過(guò)固定螺釘連接，使螺釘不露出鋁管表面，如圖3 所示。

圖3 鋁管內(nèi)接頭攻絲

（3）鋁管外接頭間隔棒按內(nèi)接頭中心對(duì)稱裝夾在鋁管外部，2 只外接頭間隔棒之間通過(guò)緊固螺栓固定。為加強(qiáng)緊固防松作用，每只緊固螺栓上裝2 只螺母，如圖4 所示。螺栓長(zhǎng)度不超出管母外接頭圓弧面。

圖4 鋁管外接頭間隔棒雙螺母緊固

2.1.3 注意事項(xiàng)

（1）加工時(shí)，鋁管內(nèi)接頭螺紋孔要用長(zhǎng)鉆頭上下孔同時(shí)打通后攻絲。

（2）加工時(shí)，鋁管要用長(zhǎng)鉆頭上下孔同時(shí)打通。

（3）現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，螺釘要擰到底，不能讓螺釘露出管母線表面，以免妨礙鋁管外接頭間隔棒安裝。

2.2 鋁管端部焊法蘭盤方案

2.2.1 實(shí)施方案2 鋁管端頭各焊一個(gè)法蘭盤，鋁管外接頭開(kāi)槽，把2個(gè)法蘭盤包入其中，并保持與鋁管緊密貼合。

2.2.2 實(shí)施步驟

（1）2 分段鋁管端部各焊一個(gè)圓形法蘭盤。如圖5所示。

（2）鋁管外接頭開(kāi)槽，如圖6 所示。

（3）把焊有法蘭盤的2 鋁管端部對(duì)接，放入鋁管外接頭型腔內(nèi)，2 鋁管外接頭通過(guò)螺栓連接固定，采用雙螺母防松，如圖7 所示。

2.2.3 注意事項(xiàng)

（1）焊接法蘭盤時(shí)，注意法蘭盤的平整形，焊縫的大小影響外接頭的型腔。

（2）鋁管外接頭的型腔不宜加工太深，以免影響強(qiáng)度。

圖5 鋁管端部焊法蘭盤

圖6 鋁管外接頭開(kāi)槽

圖7 螺栓連接鋁管外接頭

（3）考慮鋁管外接頭的導(dǎo)流性，其長(zhǎng)度應(yīng)合適，鋁管外接頭安裝時(shí)不能出現(xiàn)與法蘭盤抵死現(xiàn)象，保證與鋁管緊密貼合。

2.3 軸向拉力試驗(yàn)

使用臥式拉力機(jī)對(duì)上述2 種方案的鋁管接頭進(jìn)行軸向拉力試驗(yàn)（試驗(yàn)時(shí)，方案1 未加鋁管外接頭，方案2 鋁管外接頭螺栓未擰緊），其試驗(yàn)結(jié)果當(dāng)拉力為25 kN時(shí)，螺釘、鋁管、鋁管內(nèi)接頭鋁管法蘭盤焊接部位均未發(fā)生滑移和明顯變形，完全滿足鋁管預(yù)制式跳線的軸向受力要求。

3 2 種方案比較

（1）內(nèi)接頭攻絲配螺釘方案。鋁管端頭不需焊接，但該方案在生產(chǎn)制造過(guò)程中，要注意鋁管內(nèi)接頭攻絲和鋁管打孔的同軸度偏差問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)安裝不上。此外，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，螺釘要擰到底，不能讓螺釘露出鋁管表面。

（2）鋁管端部焊法蘭盤方案。不存在孔同軸度偏差問(wèn)題，可達(dá)到一定的握力效果，但工廠焊接量較大，鋁管外接頭中間需開(kāi)一槽，導(dǎo)流面積減少。

綜合考慮各方面因素，向國(guó)家電網(wǎng)直流建設(shè)分公司提交了內(nèi)接頭攻絲配螺釘改進(jìn)方案。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，±800 kV 復(fù)奉線鋁管式跳線接頭滑移處理方案采用直接在接頭處的外接頭間隔棒蓋板上鉆孔，鉆穿3 層（鋁管外接頭、鋁管、內(nèi)襯管）后加銷釘，銷釘插入后底部與內(nèi)襯管下部接觸，頂部低于蓋板5 mm，并用金屬膠密封。而綿蘇線等特高壓工程則直接采用內(nèi)接頭攻絲配螺釘改進(jìn)方案，鉆孔等工序均在產(chǎn)品供貨生產(chǎn)廠家加工完成，現(xiàn)場(chǎng)直接安裝即可，減少了施工時(shí)高空作業(yè)的困難和危險(xiǎn)。各施工單位嚴(yán)格按照本文第2.1節(jié)所述實(shí)施方案、實(shí)施步驟和注意事項(xiàng)進(jìn)行安裝，消除了事故隱患，確保了線路安全運(yùn)行，至今未再發(fā)生跳線鋁管接頭滑移問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）跳線鋁管在僅采用鋁管外接頭間隔棒螺栓方式緊固的情況下，當(dāng)作用于鋁管上的軸向分力大于接頭位置摩擦力時(shí)，易導(dǎo)致兩端鋁管滑移脫落。

（2）內(nèi)接頭攻絲配螺釘方案。鋁管內(nèi)接頭上攻絲，通過(guò)螺釘端部受力，把兩端鋁管連接起來(lái)，增加鋁管軸部受力，鋁管外接頭間隔棒采取雙螺母的方式防螺栓松動(dòng)。

（3）鋁管端部焊法蘭盤方案。2 鋁管端頭各焊一個(gè)法蘭盤，鋁管外接頭開(kāi)槽，把2個(gè)法蘭盤包入其中，并保持與鋁管緊密貼合。

（4）2 種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，都能有效地抑制鋁管接頭滑移，保證跳線及及整個(gè)線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。其中，內(nèi)接頭攻絲配螺釘方案已成功應(yīng)用于綿蘇線等特高壓線路工程中。

[1]鄒國(guó)林，從懷賢，呂泉根.我國(guó)架空輸電線路金具技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用[J].江蘇電機(jī)工程，2012，31(6)：82-84.

[2]謝 梁，谷莉莉，謝雄杰，等.特高壓剛性跳線電暈對(duì)比試驗(yàn)研究[J].高壓電器，2011(1)：18-21.

[3]孫玉堂，高 平.預(yù)制式鋁管跳線裝置的研制與應(yīng)用[J].電力設(shè)備，2005(11)：49-52.

[4]陳建忠，李勇偉，張小力.750 kV 輸電線路耐張塔剛性跳線的研究開(kāi)發(fā)[J].電力建設(shè)，2006，27(10)：19-22.

[5]李 錦.軟件法提高鋁管式剛性跳線的施工工藝[J].江西電力，2012，36(2)：23-25.

[6]謝 梁，谷莉莉，鄭懷清，等.特高壓交流剛性跳線金具電暈試驗(yàn)[J].高電壓技術(shù)，2009，35(3)：9-11.

[7]董吉諤.電力金具手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001：515-517.

[8]程應(yīng)鏜.送電線路金具的設(shè)計(jì)安裝試驗(yàn)和應(yīng)用[M].北京：水利電力出版社，1989：84-95.