中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線用耐張線夾NY—450HA（B）的研制與計(jì)算分析

黨寧鴿 王榮華 張穎 喬莎莎

摘 要：作者經(jīng)過研制NY-450HA（B）型耐張線夾，揭示了改耐張線夾為節(jié)能導(dǎo)線的推廣應(yīng)用提供有效技術(shù)支撐和經(jīng)驗(yàn)積累，同時(shí)介紹了此種耐張線夾的應(yīng)用情況，對(duì)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，論證了輸配電線路采用節(jié)能中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線用耐張線夾的必要性、可行性，并在研究的基礎(chǔ)上做一強(qiáng)度計(jì)算分析。

關(guān)鍵詞：中強(qiáng)度；鋁合金；耐張線夾；研制；計(jì)算

1 產(chǎn)品研制的目的和意義

近年來，隨著我國(guó)特高壓、線路增容改造以及“兩型三新”電網(wǎng)建設(shè)工程的推進(jìn)，鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線、中強(qiáng)度鋁合金絞線、鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線三類節(jié)能導(dǎo)線以其輸電損耗低，節(jié)約運(yùn)維費(fèi)用，綜合效益顯著的優(yōu)勢(shì)在電網(wǎng)建設(shè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。推廣應(yīng)用節(jié)能導(dǎo)線已成為國(guó)家電網(wǎng)公司建設(shè)綠色電網(wǎng)的一項(xiàng)重要舉措，開展節(jié)能導(dǎo)線配套金具的研究對(duì)于節(jié)能型輸電工程建設(shè)具有重要、積極意義。由陜西省電力設(shè)計(jì)院總承包的“店塔電廠至榆橫變750千伏送出工程”，為國(guó)家電網(wǎng)公司節(jié)能導(dǎo)線推廣應(yīng)用試點(diǎn)工程，西安電力機(jī)械廠創(chuàng)源金具公司于2013年10月中標(biāo)該工程金具部分。本項(xiàng)目是以該工程為依托，設(shè)計(jì)研制“節(jié)能型中強(qiáng)度鋁合金絞線”配套的耐張線夾NY-450HA（B）。并且將次耐張線夾發(fā)往中國(guó)電力科學(xué)研究院進(jìn)行試驗(yàn)，機(jī)械性能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的導(dǎo)線計(jì)算拉斷力的95%。本項(xiàng)目的實(shí)施，一來實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目產(chǎn)品首次在我國(guó)750千伏輸電工程上的應(yīng)用，使得企業(yè)此類金具研發(fā)走在行業(yè)前列，提高企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。二來為節(jié)能導(dǎo)線的推廣應(yīng)用提供有效技術(shù)支撐和經(jīng)驗(yàn)積累。同時(shí)，項(xiàng)目產(chǎn)品符合國(guó)家推進(jìn)社會(huì)實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的方針政策。

2 產(chǎn)品研制的內(nèi)容

中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線用耐張線夾NY-450HA（B）結(jié)構(gòu)如圖1所示，生產(chǎn)工藝主要有以下幾個(gè)步驟：下料，主體、鋼錨、引流線夾分別按尺寸加工，裝配。

圖1

此產(chǎn)品有幾個(gè)特點(diǎn)：首先，本體鋁管和引流焊接板分別采用L3擠壓鋁管和AL99.5鋁板焊接為整體主體，夾角為90°，引流線夾采用L3擠壓鋁管，根據(jù)工程所需選擇不同角度的引流，鋼錨采用10#優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，與主體進(jìn)行壓接。其次，耐張線夾強(qiáng)度計(jì)算。

2.1 鋼錨計(jì)算

2.1.1 鋼錨拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算：拉環(huán)許用載荷Pb=×F×σb.安全系數(shù)為Pb/108.26。

2.1.2 鋼錨槽口（與鋁管壓接部分）的強(qiáng)度計(jì)算：①鋼槽部的剪力強(qiáng)度：受剪的鋼截面S0=πФ0×b1×n，τ=225MPa，鋼槽部許用剪力Q0=S0×τ，安全系數(shù)=Q0/108.26。②鋼管管部的剪力強(qiáng)度：受剪的鋁截面S=πФ×b2×n，鋁管部許用剪力Qa=S×τa=111kN，安全系數(shù)=Qa/108.26。

2.1.3 鋼柱（非壓接部分）強(qiáng)度計(jì)算：

鋼柱許用載荷P=（π/4）Ф2×σb，安全系數(shù)=P/108.26。

2.2 鋁管的計(jì)算

2.2.1 鋁管內(nèi)徑、外徑計(jì)算： ①鋁管內(nèi)徑Ф1=1.2D，注：為了減少對(duì)導(dǎo)線的損傷，降低壓縮比，因此鋼管內(nèi)徑選1.2倍的D。②鋁管外徑D1的計(jì)算：壓縮后的鋁管破壞載荷≥導(dǎo)線之鋁線的破壞載荷σa（π/4）〔0.83D12-（kuD）2〕≥σN（π/4） （kuD）2Q

經(jīng)整理，得：D1≥×D=0.988×D

2.2.2 鋁管強(qiáng)度校核：壓縮后鋁管截面S2=（π/4）〔0.83 D12-D2〕

鋁管的許用拉力載荷Pa=σa×S2。安全系數(shù)K=Pa/108.26。

2.2.3 鋁管壓縮比計(jì)算：壓縮前鋁管截面S1=（π/4）（D12-（1.2D）2）， 壓縮后鋁管截面S2=（π/4）〔0.83D12 -D2〕，

鋁管壓縮比Ka=⊿S/S1=S1-S2/S1=

（注：通過減小對(duì)邊距可明顯提高壓縮比，但也很容易使鋁線過分施壓而受到傷害，建議對(duì)邊距范圍為0.857～0.854，由試驗(yàn)確定）。

3 耐張線夾NY-450HA（B）的優(yōu)越性

中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線用耐張線夾和傳統(tǒng)耐張線夾相比，優(yōu)越性有：①技術(shù)先進(jìn)性。NY-450HA（B）型線夾通用性強(qiáng)，表面不宜氧化，在各種自然環(huán)境下均無銹蝕之虞，不僅施工十分方便，而且也大幅度提高了工作效率，促進(jìn)了施工的安全性。此種耐張線夾采用一次壓接新型結(jié)構(gòu)型式，提高壓接的穩(wěn)定性；②經(jīng)濟(jì)合理性，主要表現(xiàn)在加工制造過程中的節(jié)約能源和線路運(yùn)行中的節(jié)能降耗。③電連接的可靠性。采用NY-450HA（B）使電連接的可靠度大大提高，強(qiáng)度高，握力好，對(duì)導(dǎo)線無損傷，由于接頭所產(chǎn)生的斷線事故大大減少，對(duì)于大幅度提高電力供應(yīng)十分有利。

4 應(yīng)用情況

“店塔電廠至榆橫變750千伏送出工程”使用了節(jié)能型中強(qiáng)度鋁合金導(dǎo)線用耐張線夾NY-450HA（B），產(chǎn)品性能良好，安全可靠，滿足了工程使用要求，為工程如期完工做出了積極貢獻(xiàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家電網(wǎng)發(fā)展綠色節(jié)能、環(huán)保型國(guó)家電網(wǎng)的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢(shì)，線路數(shù)量多、使用范圍廣、通過的電流大，每年在這個(gè)環(huán)節(jié)中損失的電能數(shù)量巨大，因此，用新一代節(jié)能型、結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理、施工方便耐張線夾代替老式高耗能的耐張線夾是線路建設(shè)和改造的必然需要。NY-450HA（B）的先進(jìn)結(jié)構(gòu)，減少了營(yíng)運(yùn)維修頻率，大幅度節(jié)約了線路維修費(fèi)?？傊瑥墓?jié)能金具的加工生產(chǎn)、運(yùn)行施工、線路檢修諸方面可以綜合分析出它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。全面推廣節(jié)能金具，可獲得相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐乃管.論開發(fā)應(yīng)用節(jié)能型金具——鋁合金線夾的重要意義[J].電力建設(shè)，1998（1）.

[2]城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則 Q/GDW 156-2006 國(guó)家電網(wǎng)公司.

[3]董吉諤.電力金具手冊(cè)[M].中國(guó)電力出版社，2010.1.

作者簡(jiǎn)介：

黨寧鴿，女，1986.04.29，陜西西安，助理工程師，學(xué)士，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研發(fā)。