壓接式地線導(dǎo)流線夾的研制

李曉艷 姚貴嬌 何明霞 楊冬玉 柳新枝

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)南京線路器材有限公司，江蘇南京211599）

0 引言

±500 kV髙肇直流線路和±500 kV青山甲線、青山乙線工程地線融冰隱患整治工作中，為進(jìn)行地線融冰，要在地線上安裝一種引流金具。傳統(tǒng)的引流金具有并溝線夾、CH線夾、螺栓型T形線夾等，依據(jù)以往的線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，這些線夾后期檢修維護(hù)工作量大，而且引流效果不佳。受南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司貴陽(yáng)局的委托，我司擬研制一種適用于工程用地線的壓接式導(dǎo)流線夾，要滿足通200 A直流電流的電氣性能要求。

1 設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)了兩種方案：

方案一：鋁鋼壓接式導(dǎo)流線夾，內(nèi)部為鋼壓接管，外為鋁壓接件，產(chǎn)品包括鋼壓接管、鋁壓接管、鋁引流板和鋁引流線夾及緊固件。

方案二：全鋼壓接式導(dǎo)流線夾，內(nèi)外均為鋼制件，產(chǎn)品包括鋼壓接管、鋼引流板和鋼引流線夾及緊固件。

2 鋁鋼壓接式導(dǎo)流線夾的研制

考慮到鋁制的導(dǎo)流性能比鋼制好，鋁鋼壓接式導(dǎo)流線夾設(shè)計(jì)是在地線和鋼線夾壓接后，在外面再壓接鋁制導(dǎo)流線夾進(jìn)行導(dǎo)流的。

鋁鋼壓接式導(dǎo)流線夾主要考慮了引流板居中放置、掛耳式結(jié)構(gòu)和引流板偏心結(jié)構(gòu)3種結(jié)構(gòu)型式。鋼管選用便于壓接的Q235A材質(zhì)、外層鋁管選用型材1050A，引流板材質(zhì)選用ZL102。為有效縮短鋼壓接管的長(zhǎng)度，同時(shí)為保證壓接鋁管時(shí)引流板能放置于壓接機(jī)基座圓臺(tái)上，有效地縮小壓接起點(diǎn)距引流板的距離，從而進(jìn)一步縮短鋁管長(zhǎng)度，最終選用引流板偏心結(jié)構(gòu)方案，如圖1所示。

圖1 引流板偏心結(jié)構(gòu)鋁鋼壓接式導(dǎo)流線夾

3 全鋼壓接式導(dǎo)流線夾的研制

3.1 結(jié)構(gòu)型式及材質(zhì)

為了方便安裝，線夾壓接管參照導(dǎo)線補(bǔ)修管的結(jié)構(gòu)型式，采用抽匣式，本體與引流板焊接為一體，引流板焊在鋼管本體的正中位置，引流線夾通過(guò)螺栓與引流板相連，如圖2所示。線夾材質(zhì)均為便于壓接的Q235A。

圖2 全鋼壓接式導(dǎo)流線夾

3.2 引流板尺寸設(shè)計(jì)及試驗(yàn)驗(yàn)證

按《電力金具手冊(cè)》推薦值，鋼和鋼接觸面最大電流密度為0.01A/mm2，計(jì)算鋼引流板的載流面面積=200/0.01=20000mm2。那么引流板需設(shè)計(jì)為150 mm×150 mm的9孔板，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼壓接管尺寸，產(chǎn)品外觀也不協(xié)調(diào)。為驗(yàn)證鋼引流板的導(dǎo)流性能和最終確定引流板的大小，設(shè)計(jì)了150 mm×150 mm的9孔板、100mm×150mm的6孔板、100mm×100mm的4孔板和90mm×50 mm的2孔板共4種規(guī)格的線夾進(jìn)行直流電阻和溫升試驗(yàn)。

按DL/T 5285—2013《輸變電工程架空導(dǎo)線及地線液壓壓接工藝規(guī)程》壓接4組規(guī)格不同的線夾組成一個(gè)試驗(yàn)回路，試驗(yàn)在電氣試驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)，首先在回路中通入穩(wěn)定的20 A、30 A正反向直流電流，采用直流壓降法測(cè)量溫升前線夾與等長(zhǎng)導(dǎo)線的電阻值；然后在試驗(yàn)回路中通200 A的穩(wěn)定直流電流，待回路溫升穩(wěn)定后，測(cè)量線夾和導(dǎo)線各測(cè)試點(diǎn)的溫度值；溫升后，再在回路中通入穩(wěn)定的20 A、30 A正反向直流電流，測(cè)量溫升后線夾與等長(zhǎng)導(dǎo)線的電阻值。

溫升前和溫升后，4種規(guī)格線夾的電阻值都遠(yuǎn)小于等長(zhǎng)導(dǎo)線的電阻值，線夾引流板接觸面處的溫升小于鋼壓接管和引流線夾壓接管處的溫升，且線夾的溫升小于導(dǎo)線的溫升。90 mm×50 mm的2孔板方案的導(dǎo)流性能滿足要求。

4 全鋼線夾和鋁鋼線夾電氣性能試驗(yàn)對(duì)比

將上述引流板偏心結(jié)構(gòu)鋁鋼壓接式導(dǎo)流線夾和90 mm×50 mm的2孔板全鋼壓接式導(dǎo)流線夾壓接后組成試驗(yàn)回路，做直流電阻和溫升試驗(yàn)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，全鋼壓接式線夾溫升前、溫升后電阻大于鋁鋼壓接式線夾的電阻，但均小于等長(zhǎng)導(dǎo)線電阻；通相同直流電流時(shí)，全鋼壓接式線夾的溫升值大于鋁鋼壓接式線夾溫升值，但均小于導(dǎo)線的溫升值；全鋼線夾和鋁鋼線夾的電氣性能均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

考慮到全鋼壓接式導(dǎo)流線夾結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，施工時(shí)用到的壓模種類少，施工方便；而且依據(jù)以往線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，鋁鋼壓接式導(dǎo)流線夾存在兩種不同金屬材質(zhì)之間的電氣過(guò)渡，可能會(huì)發(fā)生腐蝕，因此本次壓接式地線導(dǎo)流線夾優(yōu)先選用全鋼壓接式線夾型式。

5 全鋼壓接式導(dǎo)流線夾的優(yōu)化

若采用圖2結(jié)構(gòu)型式，鋼壓接管長(zhǎng)度太長(zhǎng)，會(huì)給生產(chǎn)加工帶來(lái)不便，且不能壓接部位太長(zhǎng)。為縮短鋼壓接管長(zhǎng)度，且使鋼壓接管壓接時(shí)能將引流板放置在壓接機(jī)圓臺(tái)上，將引流板設(shè)計(jì)成偏心式結(jié)構(gòu)，線夾如圖3所示。電阻溫升試驗(yàn)證明，這種引流板偏心結(jié)構(gòu)全鋼壓接式導(dǎo)流線夾電氣性能滿足要求。

圖3 引流板偏心結(jié)構(gòu)全鋼壓接式導(dǎo)流線夾

6 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了全鋼壓接式導(dǎo)流線夾和鋁鋼壓接式導(dǎo)流線夾兩種設(shè)計(jì)方案，通過(guò)直流電阻和溫升試驗(yàn)驗(yàn)證了兩種方案性能都能滿足要求，綜合考慮選用全鋼壓接式導(dǎo)流線夾，并對(duì)線夾尺寸及結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)的引流板偏心結(jié)構(gòu)全鋼壓接式導(dǎo)流線夾能運(yùn)用于±500 kV髙肇直流線路和±500 kV青山甲線、青山乙線工程地線融冰隱患整治工作。