《3悬垂线夹耐张线夹》由会员分享,可在线阅读,更多相关《3悬垂线夹耐张线夹(119页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 悬垂线夹的设计及选用v3-1 概述v3-2 悬垂线夹的类别及应用场合v3-3 悬垂线夹的设计计算1架空电力线路金具架空电力线路金具悬垂线夹耐张线夹联接金具接续金具防护金具固定释放有限握力螺栓压缩楔型螺旋球-窝板-螺栓链-环异形管圆形官导线防护绝缘防护 架空线路上用以连接绞线、绝缘子和杆塔等装置的电力金具统称为线路金具,按其结构和使用范围可分为五大类。 本节主要从各类金具的作用、运行工况、类型、技术要求和结构特点、设计方法、选用等方面进行介绍:23-1概 述 悬垂线夹(suspensionclamp)用于悬挂或支托绞线于绝缘子串上(直线杆塔)及悬挂跳线于绝缘子串上(耐张、终端等杆塔) 的
2、金具。其在正常运行条件下主要承受垂直荷重,而不承受绞线张力。通常与联接金具(挂板、挂环、U形螺栓等)一起使用,将导线与绝缘子串联接在一起共同悬挂在杆塔的横担上。见图3.1。一、悬垂线夹的作用及工况图3.1 悬垂线夹与绝缘子串组装图6 6铝包带铝包带上述定义的区别:“线夹” 可以是一个独立的金具,如:并沟线夹、阻尼线夹等;也可以是金具的部件,如:防振锤线夹、间隔棒线夹等。它与悬垂线夹之间的根本区别是设计原则不同,对悬垂线夹的线槽部分必须具有一定的曲率半径,而对线夹则没有此项要求。 线夹一能固定在导线上的金具或金具的部件。3 悬垂线夹露置于自然环境中,正常情况下受自然气候条件及环境的直接作用,主要
3、承受垂直荷载、风荷载及导线与接触面上的摩擦力;事故情况下(断线)承受导线张力。 悬垂线夹的受力情况如图3.2和图3.3所示:图3.2 悬垂线夹的受力示意图二、悬垂线夹的运行工况及受力分析4图3.35三、悬垂线夹的常见失效形式 (1)磨损 发生部位:线夹回转轴、挂板运动副、环-链运动副(U形螺栓与挂板连接部位、平行挂板与销轴接触部位等) 产生原因:运动副的相对运动;高付接触(点、线),局部压力过大。 (2)锈蚀 热处理(镀锌)质量不好、环境污染、电晕引起的腐蚀等。 (3)裂纹及断裂 结构缺陷(应力集中)、热处理工艺不当(内应力)、疲劳破坏等。6四、悬垂线夹的主要技术要求主要包括线夹结构、机械强度
4、及对导线的握力等方面。1、悬垂线夹的结构要求(1)悬垂线夹应考虑裸线或包缠护线条等多种使用条件,其型式与结构应能与所悬挂导线及地线的型式、规格相匹配。(2)船式悬垂线夹其船体线槽的曲率半径应不小于导线、地线直径的8倍。(3)悬垂线夹应具有一个能允许船体回转的水平轴。(4)悬垂线夹应明确使用的限定范围,如最大出口角、最小出口角和允许回转角等。(5)悬垂线夹的设计应减少微风振动对导线、地线产生的影响,并避免对导线、地线产生应力集中或损伤。悬垂线夹的设计还应在导线、地线水平不平衡张力作用下,减少回转轴的磨损。(6)悬垂线夹与被安装的导线、地线间应有充分的接触面,以减少由故障电流引起的损伤。72、悬垂
5、线夹的机械强度要求悬垂线夹在悬挂导线或地线时应能承受垂直档距内导线或地线的全部荷载,并且在线路正常运行或断线时不允许导线或避雷线在线夹内滑动或脱离绝缘子串。要求正常运行情况下,悬垂线夹的安全系数不小于2.5;事故情况下不小于1.5,断线情况下不小于1.3。悬垂线夹所承受的最大荷载(考虑导线或避雷线自重、最大覆冰及最大风荷载时的综合荷载)不大于线夹的破坏荷载。即:式中:Tb金具的破坏力(kN)T作用于金具上的外力(kN)。运行情况:K2.5事故情况:K1.5断线情况:K1.3KTb/T8 各类悬垂线夹的破坏荷载应不小于表3-1所列数值。线夹名称型 号破坏荷载(kN,不小于)固定型CGU-1、CG
6、U-2、CGU-3、CGU-440CGU-5A、CGU-5B、CGU-6A、CGU-6B60防晕型CGF-5C、CGF-5K70CGF-6C、CGF-6K80铝合金CGH-1T、CGH-2T、CGH-3T、CGH-4T40CGH-5T、CGH-6T70CGH-7T、100加强型CGJ-2100CGJ-5120垂直排列双导线型CSH-5、CSH-670CSH-7100表3-1悬垂线夹的破坏荷载93、悬垂线夹的握力(gripstrength)要求 握力使导线固定在线夹或接续管中不产生滑动的最大荷重值。亦即指线夹压板在螺栓作用下对导线的握着力(摩擦力)。要求该握着力必须保证导线(或避雷线)在横向载荷
7、或不平衡张力作用时不得从线夹中滑出。国家标准电力金具通用技术条件GB2314-2008中规定:固定型悬垂线夹对导线、地线的握力,与其导线、地线的计算拉断力之比应不小于表3-2的规定,或由供需双方商定。表3-210一、悬垂线夹的类别 按照电力金具通用技术条件GB2314-2008的分类方法,悬垂线夹的类别为3大类,共18种型式。见图3.3。图3.4悬垂线夹的类别3-2悬垂线夹的类别及结构特点11 (1)固定型一-仅具有规定的最小握力值,达到此握力值之前,导线不能在线夹内出现滑动;而对线夹具有的最大握力值则不作规定,但应以不损伤导线的机械强度为准则。如螺栓型、上扛型、加强型、防晕型等。 (2)滑动
8、型(释放型)-一仅具有规定的最大握力值,在达到此握力值之前,导线应在线夹内出现滑动现象。如脱离型、履带型、滚筒型等。这类线夹主要用于减轻村霸的纵向载荷,由于其结构复杂且可靠性差,目前除大跨越外,已不采用。 (3)有限握力型一-具有规定的最小握力值,达到此握力值之前,导线在线夹内不能出现滑动;同时又具有规定的最大握力值,在达到此握力值之前,导线应在线夹内出现滑动。即在最小值与最大值之间,导线在线夹内必定出现滑动现象。如摩擦型、剪销型、有限握力型等。 除此以外,按其结构分有中心回转式、提包式、悬吊式、预绞式;按材质分有可锻铸铁和铝合金。12 1、固定式(中心回转式)悬垂线夹: (1)U形螺丝式悬垂
9、线夹(CGU型) 其由锻铸铁制造的线夹船体、压板和U形螺丝组成。利用两个U形螺丝压紧压板使导线固定在线夹船体中。船体由两块钢板冲压而成的挂板吊挂,挂板安装在船体两侧的挂轴上,线夹转动轴和导线在同一轴线上,回转灵活。在安装时,导线外应包缠110mm的铝包带12层。线夹的形状见图3.5。 线夹船体U形螺丝压板图3.5 U形螺丝悬垂线夹结构示意图挂板主要结构尺寸:l船体宽度,mm;h悬挂点回转中心至线夹底部的距离,mm;h1悬挂点回转中心至线夹回转中心的中心距,mm;r线夹底部圆弧半径,mm,c挂板开档,mm;dU形螺栓直径,mm。不同型式悬垂线夹的尺寸规范见表3-2。二、悬垂线夹的结构特点及适用场
10、合13 由于挂板有一定的宽度,若挂板摆动过大,其边缘将碰到U形螺丝上,因此,挂板与船体间的摆动角应不大于45。 U形螺丝悬垂线夹的握力较大,适用于中小截面的铝绞线及钢芯铝绞线。表3-214 (2)带U形挂板悬垂线夹(CGUB型) -U形螺丝悬垂线夹的改进型式。主要是在原有线夹的普通挂板上端增加了一个U形挂板。以避免当U形螺丝悬垂线夹用于大截面钢芯铝绞线或包缠有预绞式护线条的导线时,由于线夹线槽直径较大而使普通挂板产生变形的问题。加装U形挂板后不仅可以减少挂板的弯矩,也可改变悬挂方向。其适用于安装大截面的钢芯铝绞线或包有预绞式护线条的钢芯铝绞线。 线夹的形状及规范见图3.6和表3-3。线夹船体U
11、形螺丝压板挂板U形挂板图3.6 U形挂板悬垂线夹结构示意图15 主要结构尺寸:l船体宽度,mm;h悬挂点回转中心至线夹底部的距离,mm;h1悬挂点回转中心至线夹回转中心的中心距,mm; h2悬挂点回转中心至线夹回转中心的中心距,mm; r线夹底部圆弧半径,mm,dU形螺栓直径,mm。c为固定值18mm.不同型式带U形挂板悬垂线夹的尺寸规范见表3-3。表3-316 (3)带碗头挂板悬垂线夹(CGUA型) -U形螺丝悬垂线夹的改进型式。主要是在原有悬垂线夹的普通挂板上加装了一个碗头挂板(型号一般为WS-7)。以减少绝缘子串组装后的长度及减少挂板的弯矩。此线夹可以直接与绝缘子串相连,亦可与直径6mm
12、的其他球窝绝缘子相连。适用于110kV-220kV输电线路采用XP-70悬式绝缘子时,安装大截面的钢芯铝绞线或包有预绞式护线条的钢芯铝绞线。 线夹的形状及规范见图3.7和表3-4。图3.7 碗头挂板悬垂线夹结构示意图碗头挂板17表3-418 (4)防晕型悬垂线夹(CGF型) 组成:两片喇叭形船体、两个(或四个螺栓)和一个钢箍(用于箍紧线夹船体1、2)。见图3.8 。 线夹船体的材料:高强度铝合金。 结构特点:线夹且有较高的粗糙度(非常光滑),线夹船体呈流线型结构,可以减少电晕的产生。由于线夹采用非磁性材料制造,可以减少磁滞损耗,节约电能(降低线损),故用于220kV上代替常用可锻铸铁线夹有很好
13、的经济效益。 适用范围:该类线夹分线路用和跳线用两类。可用在330-500kV线路导线或跳线,其中跳线用防电晕线夹亦可用于变电所,其握力要求较小。 线夹的主要结构尺寸参数同前,规范见表3-5。钢箍船体2船体2图3.8 防晕悬垂线夹结构示意图钢箍19表表3-53-520 (5)钢板冲压型悬垂线夹(CGG-型) 线夹船体由钢板冲压而成,无挂板,悬挂点位于导线轴线上方,U形螺栓向上安装。结构见图3.9。 特点:加工工艺简单,生产周期短,成品率高,重量轻,配件少等优点。 适用范围:适用于安装中小截面的钢芯铝绞线及铝绞线。线夹规范见表3-6。 图3.9 钢板冲压悬垂线夹结构示意图21表3-622 (6)
14、铝合金悬垂线夹(提包式CGH-型) 结构特点:线夹船体及压板由铝合金铸造而成,无挂板,悬挂点位于导线轴线上方。结构见图3.10。 这种线夹且有强度高,重量轻,磁损小,适用于安装中小截面的铝绞线及钢芯铝绞线。线夹规范见表3-7。 图3.10 铝合金悬垂线夹结构示意图23表3-724 (7)垂直排列双悬垂线夹(CCS-型) 与220kV线路二分裂导线垂直排列布置相适应的线夹,其由两个普通的船体吊挂在一副整体钢制挂板上构成。结构见图3.11。 这种线夹可以单独在挂板上转动,当受到风荷载时,线夹与绝缘子一起摆动。线夹规范见表3-8。 图3.11 钢板冲压悬垂线夹结构示意图25表3-826 (8)坐立式
15、(上扛式)悬垂线夹(CGFK型) -是防晕型悬垂线夹的另一种结构型式。其线夹本体、压板全是由铝合金材料制造而成,固定轴位于导线轴线下方,联接螺栓安装在上扛联板上。结构见图3.12。 这种线夹由非磁性材料制造,消除了磁滞损失,强度高,握力大,表面光滑,边缘呈流线型,减少了电晕的产生。其与下垂式铝合金线夹(CGF-X)(见图3.12)可组成500kV线路悬垂组合。线夹规范见表3-9及表3-10。 图3.12 坐立式(上扛式)悬垂线夹结构示意图27表3-928图3.13 CGF-X防晕下垂式铝合金悬垂线夹结构示意图表3-1029 2、预绞丝式悬垂线夹(又称AGS线夹,CYJ型) 其由硅橡胶制成的双曲
16、线腰鼓包箍,包箍外缠绕铝合金预绞丝,在预绞丝外装以铝合金制成的带悬挂板的包箍,包箍外再加上U形钢(或铝合金)带组成。结构见图3.13。 这种线夹双曲线腰鼓形包箍包住导线悬挂处,具有握力大、电晕小、重量轻、磁损小等特点。适用于重冰区及档距较大的地区。线夹规范见表3-11。 图3.14 预绞丝式悬垂线夹结构示意图表3-1130 3、加强型悬垂线夹(CGJ-型) 为适应重冰区导线用承重大且铝钢截面比小的钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线所用的悬垂线夹。结构见图3.15。其与一般正常线路使用的悬垂线夹的区别主要有以下方面。 1)线夹具有较高的垂直破坏荷载; 2)对导线的握力大(钢芯铝绞线用:握力大于钢绞线额定
17、抗拉力的25%;避雷线用的悬垂线夹,其握力不小于避雷线额定抗拉力的30%。),即使相邻档覆冰不均衡情况下,导线仍不会以从线夹内滑出。线夹规范见表3-12。 图3.15 加强型悬垂线夹结构示意图31表3-1232一、悬垂线夹的机械强度悬垂线夹在线路正常运行情况下,主要承受由导线的垂直载荷和水平载荷组成的总载荷。悬垂线夹应在导线最大载荷情况下满足一定的安全系数K:KTb/T 2.5式中T导线最大荷载,kN;Tb-悬垂线夹的破坏载荷,kN。其由下式计算:式中lh水平档距,m;lv-垂直档距,m;5(b,v)-导线覆冰有风时的比载,Mpa/m;3(b,0)-导线覆冰时的垂直比载,Mpa/m;b-导线覆
18、冰厚度,mm; v-风速,m/s。3-3悬垂线夹的设计计算33定型的悬垂线夹的机械强度均按金具强度等级系列化,余度较大,除特大重冰区需经过验算外,一般要求地区均能满足要求。故在工程选用时,一般只需验算线夹的允许最大垂直档距lv:lvP/7式中7导线覆冰时的综合比载,Mpa/m;341、悬垂线夹的握力悬垂线夹在线路正常运行或断线情况下,对导线应有足够的握着强度,以避免相邻档断线后,导线从线夹中滑脱而产生对跨越物的安全距离不足。悬垂线夹的握着强度是根据导线断线张力确定的。断线张力与导线最大使用张力有关。一般情况下,导线最大使用张力为导线断线张力的50%60%;而导线额定抗拉力又为断线张力的40%。
19、故用导线额定抗拉力表示的线夹握力为:线夹握力=(0.220.24)Ts式中Ts-导线额定抗拉力。架空避雷线用的悬垂线夹,其握力应不小于避雷线最大使用张力之半。二、悬垂线夹的握力及线槽的曲率半径计算352、悬垂线夹船体线槽的曲率半径R悬垂线夹船体线槽的曲率半径R(见图3-15)取决于导线材料的弹性模量及导线弯曲后产生的附加弯曲应力。理论上可用以下公式计算,即:式中 -弯曲附加应力,Mpa; d铝股丝直径,cm; R线槽曲率半径,cm; Ea铝的弹性模量,Ea=0.63107Mpa。我国设计标准规定:悬垂线夹线槽的曲率半径R不小于被安装导线直径的8倍。图3.15 线槽曲率半径示意图36 3、线夹线
20、槽半径的标准化系列 悬垂线夹的线槽直径应与安装导线的直径相配合,并考虑导线可能包缠铝包带或护线条。目前导(地)线规格已形成标准系列,如最小直径为7.8mm(截面35mm2),及最大直径为36.2mm(截面720mm2),以及变电所采用的扩径导线直径51mm或70mm。如果对应每一种导线直径分别设计线槽直径,则线夹的规格尺寸必然复杂而不合理。 目前对几个金具厂生产的线夹产品进行统计,常规的400720导线所选用的线槽半径值,从15mm到27mm之间共有13个规格,现除数值2mm及25mm外,其余11种线槽半径都列有线夹产品;然而从送电线路的使用经验说明,取用17、20、23、27等四种线槽半径值
21、就能满足要求。因此,希望能形成一项规定,即取线槽半径的级差为3mm,以及(表3-13)的线槽半径的标准化系列。线槽半径(mm)4710131720232730333740最大安装直径(mm)81420263440465460667480最小安装直径(mm)5.08.114.120.126.134.140.146.154.160.166.174.1注:线槽半径值取正公差表3-13 线槽半径的标准化系列37 按表3-13的线槽半径所设计的线夹产品,要求能适用于几种规格的导线,而且相邻规格的线夹所适用的范围是连续的。因此,若规定了线槽半径的级差为3mm,则此线夹应能适用的最小至最大的导线直径范围即为
22、6mm。这样的设计原则是否合适,取决于线夹对最小和最大直径导线的握力值能否达到标准中的规定值,以及线槽曲率半径值是否满足最大导线直径的8倍。表3-13的规定还须通过线夹的实际产品进行验证,否则可改变线槽半径的级差值,或采取不等级差的系列。 由图可见:最大偏转角不仅与导线两侧的悬垂角有关,而且与导线(或避雷线)的直径(包括所缠铝包带厚度或护线条直径)有关。导线直径越大,U形螺丝越往上移, 0 越小。设计中,若0则必须采取措施,如改用双线夹、调整塔高、塔位或设计新型线夹(如滑轮式线夹、滚筒式线夹、履带式线夹等)等。 38三、悬垂线夹出口角的校验及线夹偏转角计算 1、线夹出口角及导线悬垂角 线夹出口
23、角线夹出口处圆弧的切线方向与线夹船体线槽中心线之间所夹锐角。其与线夹船体的长度l、圆弧的起始位置l2及线槽的曲率半径R有关。见图3.16。其值由下式计算。图3.16R 由上式可知,当线夹船体的长度l、圆弧的起始位置l2及线槽的曲率半径R一定时, 为一定值,设计中一般要求25 当导线悬挂在悬垂线夹上时,由于档距不同及杆塔高差的存在,则导线的悬垂角是变化的,且造成悬垂线夹两侧导线的悬垂角不等,并由此而引起线夹相对于绝缘子串产生垂直面上的偏转。 导线悬垂角导线与线夹最外侧接触点处圆弧的切线方向与水平线之间所夹锐角。当线夹处于水平位置时,线夹出口角等于导线悬垂角。39图3.17 1) 定义:线夹发生偏
24、转时,线夹船体中心线与挂板中心线所夹的锐角为偏转角,如图3.17(a)所示。由图可见,线夹船体的偏转角是有一定限度的。当线夹船体转到某一角度0时,船体上的U形螺丝将被挂架挡住,如图3.17(b)所示。此时的0称为悬垂线夹的最大偏转角。 悬垂线夹正常运行的条件之一为: 0。2、线夹偏转角及计算402)线夹偏转角的求解:作图法和解析法(1)作图法(详见教材P31,图3-32):按导线悬垂角的定义,在图纸上作出导线(避雷线)在线夹两侧的悬垂角A、B,并取导线(避雷线)直径之半d/2画出其外缘线;取一张透明纸,在其上画出悬垂线夹船体底部线槽轮廓(其出口处的曲率半径、线夹出口角及线夹回转中心位置均应与悬
25、垂线夹制造图一致)。将透明纸与图纸重合,调整透明纸,使线夹船体出口角上的某一点与导线外缘线相切。此时,过线夹回转中心o分别作线夹两侧导线中心线的垂线得垂足a和b,量出线段oa和ob的长度。并根据已知的线夹两侧导线的张力PA、PB计算PAoa和PBob并使其相等(PA与PB对线夹回转中心的力矩相等)。若不相等,则再调整oa和ob,直至满足PAoa=PBob ,此时量出的线夹中心线与垂线之间所夹锐角即为所求。4142(2)解析法(i)中心回转式悬垂线夹偏转角的计算(详见图3-33):设导线与线槽的接触长度为l,导线在悬垂线夹两侧的悬垂角分别为1、2,线夹偏转角为,如图3-33所示。线夹两侧导线的应
26、力分别为:1 = 0/cos1 ,2= o/cos2 。则由力矩平衡条件得: 0/cos1 (l/2)sin(1-)=o/cos2(l/2)sin(2+ )由此得:图3.33 中心回转式悬垂线夹的偏转角求解图43(ii)提包式悬垂线夹偏转角的计算(详见图3-34):设h为导线中心线与线夹旋转轴中心线之间的垂直距离。l为导线与线槽的接触长度。根据力矩平衡条件,即可求得线夹偏转角为:图3.34 提包式悬垂线夹的偏转角求解图44(iii)上扛式悬垂线夹偏转角的计算(详见图3-35)设h为导线中心线与线夹旋转轴中心线之间的垂直距离。l为导线与线槽的接触长度。根据力矩平衡条件,即可求得线夹偏转角为:图3
27、.35 上扛式悬垂线夹的偏转角求解图45 注意: (1)如果规定了悬垂线夹的最大出口角,则线夹(船体)的长度也就确定了。一般希望线夹的长度l越短越好。 l,材料耗量,振动性能。 但由于目前出口角和长度这两项参数尚没有确切的设计原则,故在金具标准或有关技术资料中,对此都不作明确的规定或要求。 (2)送电线路经过地区的地形条件千变万化,为使悬垂线夹能适用于较大范围的地形条件,一般要求标准型悬垂线夹的最大出口角取为20左右。例如在绝大多数的地形条件下使用的悬垂线夹的出口角一般为23。 (3)悬垂线夹最小出口角的取值,对标准型线夹应取为0,但对大跨越档距用的线夹,它仅限在特定的场所下使用,为了减小线夹
28、长度,则线夹最小出口角可取为5或以上。 综上,应根据实际的使用条件来确定它的最大和最小出口角。特别是在特大跨越档距情况下,为了降低导线在线夹中承受的弯曲应力,往往将线夹船体的曲率半径值增大为导线直径的20倍一50倍。因而,将最小出口角的取值提高,是减小线夹长度的有效措施。461、悬垂线夹除能承受垂直载荷外,为什么还需要具有一定的握力?握力的大小有什么规律?2、U型螺栓型悬垂线夹(CGU型)由哪些部分组成?一般由何种材料制造?3、为什么防晕型悬垂线夹能防晕?其分为哪些形式?4、悬垂线夹的设计要点是什么?其基本设计参数有哪些?5、悬垂线夹的机械强度由什么保证?线路金具强度的安全系数如何考虑?强度安
29、全系数一般取多少?6、简述螺栓式悬垂线夹(CGU)、铝合金悬垂线夹(CGF)和预绞丝悬垂线夹(AGS)的特点。作业47第4章 耐张线夹的设计及选用v4-1 概述v4-2 耐张线夹的类别及应用场合v4-3 耐张线夹的设计计算48一、耐张线夹(strainclamp )的作用耐张线夹用于将导线或地线固定在非直线杆塔的耐张绝缘子串上,起锚固作用或用于固定拉线杆塔的拉线的金具。其常用类型及结构如图4.1所示。图4.1耐张线夹a)b)c)a)螺栓型耐张线夹;b)楔型及螺栓型压缩线夹;c)压缩型耐张线夹4-1概 述49 1、类别 耐张线夹按结构和安装条件的不同,大致可分为两类: 第一类:耐张线夹承受导线或
30、地线(拉线)的全部拉力,线夹握力应不小于被安装导线或地线额定抗拉力的90%,但不作为导电体。 这类线夹在导线安装后还可以拆下另行使用。该类线夹有螺栓型耐张线夹和楔型耐张线夹等。 第二类:耐张线夹除承受导线或地线的全部拉力外,又作为导电体。 这类线夹一旦安装后就不能再行拆卸,又称死线夹。由于是导电体,线夹的安装必须遵守有关安装操作规程的规定认真进行。这类线夹主要有各类压缩型线夹。二、耐张线夹的类别、工况及主要失效形式50 2、运行工况 (1)承受电气荷载 压缩型耐张线夹与导线压接为一体,因此,其要承受运行导线所通过的电荷载的作用。 (2)承受机械荷载 作为锚固金具,各类耐张线夹均承受导线的各种机
31、械荷载,如导线张力、风压荷载、振动的动应力等的作用。 (3)受运行环境的影响 自然气象参数:风、冰、雨雪雾等; 环境:污染加剧513、耐张线夹的主要失效形式 1)螺栓式耐张线夹的弯曲延伸部分出口处的曲率半径过小,弯曲应力过大而引起的疲劳破坏。 2)压缩型耐张线夹因压接质量不好或运行中压接性能劣化(接触面氧化,接触电阻增加)而引起的局部过热。 3)压缩型耐张线夹因内部存在空隙,运行中潮气侵入将引起锈蚀。 4)耐张线夹与导线的连接处两种不同金属间产生的双金属腐蚀问题。 5)耐张线夹与导线接触区域由于微风振动、导线震荡或其他因素引起的应力过大。 6)过载引起的钢锚断裂、引流线夹开裂等。 7)振动等引
32、起的锚固失效(握力降低),导线从线夹内 滑移甚至脱离等。 52三、耐张线夹的一般技术要求 1)承受电气负荷的耐张线夹应符合下列规定: a)导线接续处两端点之间的电阻:对于压缩型金具:不大于同等长度导线的电阻;对于非压缩金具,应不大于同等长度导线的1.1倍。 b)导线接续处的温升应不大于被接续导线的温升。 c)载流量应不小于被安装导线的载流量。 2)耐张线夹无论是承受张力还是不承受张力,均不能降低导线的导电能力。 3)耐张线夹对导线、地线的握力与导线、地线计算拉断力之比不小于下表的规定。金具类别金具类别百分比(百分比(%)架空电力线路用压缩型金具(耐张线夹、接续金具)、预绞式接续金具和预绞式耐张
33、线夹95架空电力线路用非压缩型金具(螺栓型耐张线夹、楔型耐张线夹)90绝缘线用耐张线夹、变电站用耐张线夹65接触金具(T型线夹及设备线夹)10表3-13耐张线夹握力与导线、地线计算拉断力之比53 4)非压缩型耐张线夹与承受张力的导线相互接触时,其弯曲延伸部分出口处的曲率半径应不小于被安装导线直径的8倍。 5)压缩型耐张线夹应采用防止氧化腐蚀的导电脂填充金具内部的空隙并使其内部的空隙为最小,以防止运行中潮气的侵入。 6)耐张线夹与导线的连接处应避免两种不同金属间产生的双金属腐蚀问题。 7)耐张线夹与导线接触区域不应出现由于微风振动、导线震荡或其他因素引起的应力过大导致的导线损坏现象。 8)耐张线
34、夹应避免应力集中现象,防止导线或地线发生过大的金属冷变形。54 一、螺栓型耐张线夹(NL型) -其是借U形螺丝的垂直压力与线夹的波浪形线槽所产生的摩擦效应来固定导线的。 1、螺栓型耐张线夹的类别 其包括:倒装式、冲压式、铝合金式等型式,见图4.2所示。此类线夹与导线的安装方式有两种: 在被安装的导线上缠以与导线相同材料制造的金属带; 制造时就在线夹的线槽内及压板上衬以垫片。通常安装铝绞线及钢芯铝绞线时缠绕110mm的铝包带。 安装螺栓型耐张线夹时最好采用测力矩扳手,将螺栓均匀地拧紧,而且尽可能在地面上或特制的操作台(栏)上进行,以确保线夹对导线有足够的握力。 图4.2螺栓型耐张线夹55 1)耐
35、张线夹一般技术条件应符合GB231485电力金具通用技术条件的规定。 2)材质与紧固件 a.耐张线夹本体按GB700-79普通碳素结构钢技术条件,采用抗拉强度不低于372.5N/mm2(372.5MPa)的钢或按GB978-67可锻铸铁件分类及技术条件,采用牌号不低于KT33-8的可锻铸铁制造; b.U形螺丝按GB700-79普通碳素结构钢技术条件,采用抗拉强度不低于372.5N/mm2(372.5MPa)的钢制造; c.螺母按GB 41-76六角螺母(粗制); d.垫圈按GB 95-76垫圈(粗制); e.弹簧垫圈按GB 93-76弹簧垫圈; f.销钉按SD 29-82平头销钉; g.闭口销
36、按SD 26-82闭口销。 3)耐张线夹的破坏荷重应不小于以下数值: NLD-1、ND-201型18.4kN; NLD-2、ND-202型41.0kN; NLD-3、ND-203型71.0kN; NLD-4、ND-204型91.0kN。 2、螺栓型耐张线夹的技术要求56(1)倒装式螺栓型耐张线夹(NLD-型) 线夹本体和压板由可锻铸铁制造,其充分利用了线夹弯曲部分产生的摩擦力,从而减轻了U形螺丝的承载应力,提高了线夹的握力,减少了螺栓数量。 适用于安装中小截面铝绞线、铜绞线及钢芯铝绞线。线夹的形状及规范见图4.3及表4-1。图4.3 倒装式螺栓型耐张线夹结构示意图3、螺栓型耐张线夹的类别、结构
37、特点及适用场合57表4-1图4.4 倒装式螺栓型耐张线夹组装示意图联接板联接板线夹本体线夹本体58 倒装式螺栓型耐张线夹的受力侧(即档距侧)没有U形螺栓固定,所有U形螺栓均装在跳线侧。安装这种线夹不能反装,否则会降低线夹的机械强度,甚至造成断裂事故。线夹的正确安装方式见图4.6,线夹的不正确安装方式见图4.7. 图4.6图4.759 (2)冲压式螺栓型耐张线夹(ND-型) 该线夹以钢板冲压制造而成,其U形螺栓向上安装,适用于安装中小截面的铝绞线及钢芯铝绞线。线夹的形状及规范见图4.8及表4-2。 表4-2图4.8 冲压式螺栓型耐张线夹结构示意图60 (3)铝合金螺栓型耐张线夹(NLL- (开档
38、尺寸)型) 该线夹高强度铝合金铸造而成,具有强度高、抗腐蚀能性,并具有节能效果。线夹的形状及规范见图4.9及表4-3。 图4.9 铝合金螺栓型耐张线夹结构示意图61表4-362 二、压缩型耐张线夹(NY型) -用压缩方法(液压或爆压)接续导线或地线的耐张线夹。 1、压缩型耐张线夹的基本结构及特点 该线夹主要由管体、引流板、引流线夹和钢锚等组成。见图4.10。其中管体用热挤压成型的铝管制造,引流板用热挤压成型铝板制造,引流线夹由铝管部分压扁而成,而钢锚一般采用优质碳素结构钢锻制成型。 钢锚的作用是用来接续和锚固钢芯铝绞线的钢芯,然后套上管体,以压力使金属产生塑性变形,从而使线夹与导线结合为一个整
39、体。按通常采用的结构型式,线夹的钢锚承受导线全部压力,故它的机械强度是与导线额定抗拉力相配合的。 特点:这种线夹安装方便,跳线段导线通过引流线夹另行安装,其长度有调整的余地,但增加了电气接触点,安装时必须认真清理引流板与引流线夹接触面,才能确保有良好的电气接触性能。图4.10压缩型耐张线夹63图4.1164 2、压缩型耐张线夹的安装方法 压缩型耐张线夹的安装可采用液压或爆压。 采用液压时必须用一定规格的钢模与液压机进行压缩。定型的压缩型耐张线夹不论钢管和铝管,均为圆形,压缩后为正六角形,六角形的对边尺寸应为管外径的0.866倍。 采用爆压时,可以用一次爆压或二次爆压(即先压钢锚,套进铝管再爆压
40、铝管),爆压前将铝线端头剥露的钢芯后部铝线内层铝丝剥留10mm,插入钢锚的防烧孔内,以防止爆压时烧伤钢芯。 制造压缩型耐张线夹所用的材料应符合标准和工艺要求。由于压缩型耐张线夹不但承受导线全部拉力,而且作为导电体,因此,不论采用液压或爆压进行线夹的安装,都必须严格遵守有关操作规程。65 3、压缩型耐张线夹的技术要求 1)耐张线夹的一般技术要求应符合 GB2314-2008电力金具通用技术条件的规定。 2) 2) 材质与紧固件: a.耐张线夹铝管按GB3190-82铝及铝合金加工产品的化学成分采用牌号不低于L3制造的挤压铝管,管材抗拉强度不低于78.4MPa。铝板按GB3193-82铝及铝合金热
41、轧板,采用牌号不低于L3 铝板。 b.拉环按GB700-79普通碳素结构钢技术条件,采用抗拉强度不低于372.5N/mm2(372.5MPa)钢。 c.耐张线夹钢管按GB699-65优质碳素结构钢钢号和一般技术条件,采用10 号优质碳素结构钢无缝钢管或抗拉强度不低于372.5MPa的钢,硬度不大于布氏HB133。 d.螺栓按GB 5-76六角头螺栓(粗制)。 e.螺母按GB 41-76六角螺母(粗制)。 f.弹簧垫圈按GB 93-76弹簧垫圈。 g.垫圈按SD 27-82加厚大垫圈。 3) 3) 钢锚的钢管内壁应无锌层。 4) 4) 耐张线夹握力应不少于规定数值:66 按使用对象分:普通钢芯铝
42、绞线用耐张线夹、铝合金绞线用耐张线夹、钢芯铝合金绞线用耐张线夹、地线用、跳线用、良导体地线用、扩径导线用耐张线夹等。 按外形分:冲锋枪型、变管型和锄头把型3种,见图4.12所示。图4.124、常用压缩型耐张线夹及应用场合:67(1)普通钢芯铝绞线用压缩型耐张线夹 -其铝管采用拉制铝管,跳线引流端子板由铝管压扁而成。 结构特点: 线夹安装方便,跳线由接线端子另行安装,其长度有调整的余地。但这种线夹增加了电气接触点,安装时必须认真清理端子接触面,才能确保良好的电气接触性能。其钢锚采用锻造。 线夹的结构形状见图4.13。图4.13 压缩型耐张线夹结构示意图 a)变管型 b)锄头把型68 (2)(83
43、)标准钢芯铝绞线用压缩型耐张线夹(冲锋枪型 ) -该线夹为(74)标准钢芯铝绞线用耐张线夹的改进型式。其与前者的区别:该线夹钢锚的外径与直线接续管外径相同,采用相同规格的压缩钢模;钢管壁薄,压缩力大为降低;钢锚环箍位于钢管后部,环箍承受导线全拉力,而钢管仅承受钢芯握力。 线夹的结构形状见图4.14规格见表4-4。 图4.14(83)标准钢芯铝绞线用压缩型耐张线夹69表4-47071 (3)铝合金绞线用压缩型耐张线夹(NY-H型) 该线夹由铝管本体与钢锚组成。见图4.15。 结构特点: 由于铝合金绞线没有钢芯,因此钢锚仅有环箍而没有钢管。环箍部分与铝管压缩后为一整体,以传递整根导线拉力。 线夹的
44、形状及规范如图4.15和表4-5。图4.15 铝合金绞线用压缩型耐张线夹72表4-573 (4)钢芯铝合金绞线用压缩型耐张线夹 该线夹与(83)标准导线用耐张线夹相同,即钢锚的钢管仅承受钢芯拉力,导线全部拉力由钢锚的环箍承担。 线夹的形状及规范如图4.16。图4.16 钢芯铝合金绞线用压缩型耐张线夹74(5)良导体地线用压缩型耐张线夹 其主要用于安装作为架空避雷线的铝包钢绞线、铝合金绞线及铝钢截面比为1.71的高强度钢芯铝绞线。 良导体导线的接续特点:钢芯截面大,钢管外径超过绞线总外径,用耐张线夹接续时,铝管压缩部分均要增加铝套以填充铝管与导线之间存在的较大间隙。 根据试验,铝包钢绞线用钢管接
45、续是可行的。用钢管接续后,再套上铝管本体,则导流由铝管承担,机械荷载由钢管承担,铝管基本上不承受机械荷载的作用。 线夹结构形状和尺寸见图4.17和图4.18。75图4.17 铝包钢绞线及铝合金绞线用耐张线夹76图4.18 高强度钢芯铝绞线用压缩型耐张线夹77(6)避雷线用压缩型耐张线夹 其主要用于安装GJ-35GJ-150钢绞线及作非直线杆塔避雷线的终端固定或接线的终端固定。线夹为整锻结构。 线夹结构形状和尺寸见图4.19。图4.19 避雷线用压缩型耐张线夹78 (7)拉线用耐张线夹 压缩型调整式耐张线夹用来固定拉线和调整接线。线夹由钢压接管、可调整的长U形螺丝及拉板组成。 结构特点:加工工艺
46、简单,安全可靠,安装方法可采用液压或爆压。 线夹结构形状和尺寸见图4.20,尺寸规范见表4-7。图4.20 拉线用压缩型耐张线夹钢压接管长U形螺丝拉板79表4-680(8)扩径导线用耐张线夹 LGKK型铝钢扩径导线是以金属软管作支撑的。导线采用耐张接续时,钢锚应插入空心的金属软管中进行压缩,否则软管受压变形将影响接续质量。 扩径导线用耐张结构形状和尺寸见图4.21图4.21 扩径导线用压缩型耐张线夹81 (9)30跳线用压缩型耐张线夹 在架设500kV超高压输电线路时,采用正方形排列的四分裂导线。为了避免上两根导线和下两根导线引下线在跳线处产生碰击和磨伤,上两根导线的耐张线夹的跳线按30安装。
47、 该线夹适用于四分裂导线跳线的直跳、绕跳和空中跳安装,如图4.22所示。线夹的形状及尺寸规范如图4.23和表4-7。图4.22 30跳线用压缩线夹安装图82图4.23 30跳线用压缩线夹结构示意图83表4-784 (10)爆压型耐张线夹 -采用爆炸压接的方式连接导线的承力线夹。 该线夹适用于四分裂导线跳线的直跳、绕跳和空中跳安装,如图4.24所示。a)变管型 b)锄头把型图4.24 爆压型耐张线夹结构示意图8586 适用于架空电力线路和变电所在耐张杆塔上固定钢芯铝绞线的耐张线夹。87 包括普通楔形耐张线夹、楔形UT型耐张线夹、不可调式楔形UT型耐张线夹等。 结 构:由可锻铸铁制造的线夹本体和楔
48、子组成。 工作原理:钢绞线弯曲成与楔子一样的形状安装在线夹中,当钢绞线受力后,楔子与钢绞线同时沿线夹筒壁向线夹出口滑移,愈拉愈紧,逐渐呈锁紧状态。即该线夹是利用楔的劈力作用,使钢绞线锁紧在线夹内。其组装后如图4.25所示。图4.25 楔型耐张线夹安装示意图 特 点:安装和拆卸较方便。线夹在安装好钢绞线后,线夹出口端头与出承力线以8号镀锌铁线绑紧或采用钢线卡子将端头在切线点固定,三、楔型耐张线夹88图4.26 各类楔型耐张线夹组装图89图4.27 楔型耐张线夹结构示意图表4-8(1)普通楔型耐张线夹(NE型) 此线夹用于安装钢绞线,紧固地线及拉线杆塔的拉线。 其结构及尺寸规范如图4.27及表4-
49、8所示。90(2) 楔型UT型耐张线夹(可调式NUT型) 此线夹由楔母、楔子和具有一定调整范围的长U形螺丝组成。其既可以用于拉线的固定,又可用于拉线的调整。适用于安装型号为GJ-2570的镀锌钢绞线。一般安装在拉线下端伸出的拉线棒附近。如图4.28所示。 图4.28 楔型UT耐张线夹安装示意图 线夹的形状及规范如图4.29及表4-9所示。91图4.29 楔型UT耐张线夹安装示意图表4-992(1) 楔型UT型耐张线夹(不可调式NU型) 此线夹由楔母、楔子和一不可调整的长U形螺丝组成。主要用于固定拉线杆塔的上端拉线。其安装方便,可以减少连接金具。线夹的结构及尺寸规范见图4.30及表4-10所示。
50、 表4-10图4.30 楔形UT型耐张线夹93 注意:定型的楔型耐张线夹和UT形耐张线夹均为单楔结构,安装时必须注意楔子的方向,否则将使钢绞线在线夹出口处受到极大的弯曲应力,从而导致钢绞线破断和线夹机械强度降低。 线夹的安装方法见图4.31.图4.31 线夹的安装方法94四、预绞型耐张线夹 此类线夹用于安装钢绞线及铝包钢绞线。有绞合式和非绞合式两种类型。结构如图4-32所示。 -非绞合环:标准形式型式;绞合环:适用于较大直径的导线;-色标:安装的起始标记;-标签:标明产品型号;-预绞丝:采用铝包钢丝或镀锌钢丝。 95 用途: 此类线夹可以代替常规的螺栓型、压缩型及楔形线夹,用于安装输配电线路中
51、裸导线、钢绞线及铝包钢绞线、拉线等,并通过配套金具(如嵌环、碗头挂板、鸡心环等)与杆塔相连。 结构特点: (1)握力大 用于输电线路导线的预绞式耐张线夹的握着强度可达导线计算拉断力的95%;用于配电线路导线上的预绞式耐张线夹的握着强度可达导线计算拉断力的65%; (2)耐腐蚀性能好 所用材质与导线材质相同,可避免双金属腐蚀。 (3)安装简单 无需任何专用工具,一人徒手即可完成现场安装。安装快捷、方便。 (4)通用性强 可与多种金具配套使用。 96 配套金具 (1)嵌环。(2)碗头挂板(3)鸡心环97图4.33 预绞式耐张线夹在地线、耐张杆塔及拉线上的安装如图4.32及图4.33所示。98图4.
52、34图4.3599 1、设计参数的确定及主要设计内容: 设计的依据是保证线夹有足够的握力。由于螺栓型线夹是依靠螺栓压紧导线后,线槽与导线接触面上的摩擦力来承受导线张力的,而接触面上的摩擦力由两部分组成:螺栓压紧处导线与接触面的摩擦力,其取决于螺栓的压紧力;导线弯曲部位与接触面上的摩擦力,其取决于线夹本体的形状(圆弧的长度、曲率半径及包角)和材料的摩擦系数。保证导线与线槽接触面有足够的摩擦力是线夹设计的关键问题。 设计内容: (1)线夹本体的结构设计确定线夹线槽的形状(圆弧段的包角)。 (2)螺栓压力计算保证足够的静摩擦力。 4-3 耐张线夹的设计一、螺栓型耐张线夹设计100 2、线夹本体的结构
53、设计确定线夹线槽的形状(圆弧段的包角)。 设导线安装后,在导线张力及尾部螺栓压紧力的共同作用下,线夹圆弧段上产生的压力为均布载荷q,如图4.35(a)所示。取其上一微段dl为分离体,则:图4.35 线夹受力分析图(4-1)(4-2)(a)(b)101式中,因d很小,可取sin(/2)/2,cos(/2)1,略去二次微量dTsin(d/2),则以上两式简化为:将式(3-3)代入式(3-4)整理后,得:(4-3)(4-4)(4-5)对式(3-5)两边进行积分, 得:(4-6)式中 T1导线张力,N; T2线槽尾部张力,N f摩擦系数;线夹圆弧段的包角,rad; e自然对数的底。102 由式 可知,
54、当T1一定,越大,线槽圆弧越长,导线与线槽的接触面积越大摩擦力就大线槽尾部的张力T2就越大压紧可靠。 大圆弧面上的摩擦力Ff为:Ff=T1-T2=fqR=T,由此可得,圆弧段上导线对线夹单位长度的压力为式中:q-圆弧面上单位长度的压力,N/cm; T1-导线张力,kN; T2螺栓压紧后产生的摩擦力,T2=zfF0,F0为螺栓的预紧力,z为螺栓的个数。 由图3.29(a), 取Ty=0得:(4-7)(4-8)103 由上可见:线夹上导线接触部位圆弧的长度与包角和圆弧的曲率半径有关。 R一定时, 越大,线槽圆弧越长,线夹结构尺寸大,重量增加;一定时,R越大,圆弧长度越大,导线与线槽的接触面积大,摩
55、擦力越大。因此,从结构及受力角度考虑,设计中不仅要选取合理的圆弧包角及圆弧曲率半径R,还可以从线夹结构上进行设计,即在安装U形螺栓处设计一些小的凹槽,安装时将导线压入凹槽,利用凹槽弧面的摩擦力来提高线夹的握力。联立式(3-7)和(3-8)得线夹接触面上的摩擦系数为:(4-9)1043、螺栓压力计算 保证足够的静摩擦力。 (1)不考虑导线刚度 (螺栓压紧处为光滑表面) 由机械设计基础可知,对于M10-M68的粗牙螺纹,其拧紧力矩可近似由下式计算: M0.2Fad式中 M拧紧力矩,N.m Fa为螺栓的预紧力,N;一般要求其达到材料屈服极限的50%-70%(以充分发挥螺栓的工作能力和保证预紧可靠)。
56、 d螺栓的公称直径,mm. 当采用单个U形螺栓时,螺栓的紧固力为: P=2Fa2M/0.2d,以此相应,其产生的摩擦力为:T2=f.P。 当采用z个螺栓时,导线与线夹的摩擦力为T2=zfP。因此,线夹对导线的握力为:105(2)考虑导线刚度情况(螺栓压紧处为小圆弧情况) 将导线与线夹的接触情况看作为简支梁。如图4.37所示。 设耐张线夹的线槽轮廓如图4.36所示,对导线的握力由四个螺栓的压力P1、P2、P3、P4以及三个小圆弧产生的摩擦力 t1、t2、 t3 和大圆弧上的摩擦力T 组成。图4.36耐张线夹的线槽轮廓图4.37导线与耐张线夹线槽的接触示意图106 设线夹上压紧导线所需的力为P1,
57、使导线产生变形量为所需的力为P,则使导线与小圆弧接触面压紧所需的力为:P1+P=2P。其中P由材料力学知:式中 E-导线材料的弹性模量; J导线的抗弯截面模量; L小圆弧的弦长, mm. 因此,每个小圆弧段上,压紧导线的力为: P1=2P-P=P2=P3=P4由其所产生的摩擦力T2=fP1。若螺栓的个数为n,则压紧产生的摩擦力为:线夹的总握力为:式中ti计算见教材P49页;T为大圆弧上的摩擦力,T=fqR107 二、压缩型耐张线夹设计 包括液压型和爆压型耐张线夹的铝压缩管直径(内、外径)和长度的确定、钢锚直径(内、外径)和压接长度的确定以及压缩比的计算等。 1、液压型耐张线夹的设计 1) 钢接
58、续管的设计: 材料:普通碳素钢(Q235)或优质碳素钢。HBS=133; 制造方法:冷拔或圆钢加工成形。 设计参数:钢管内径d2、外径d1、压接长度Lg、压缩比K等。 钢管内径d2一般取其等于所压接钢绞线的外径dg,但考虑到钢绞线的外径误差,按镀锌钢绞线标准,允许外径公差为上偏差+0.07,下偏差取-0.01,故钢管内径d1(钢管内径在钢管镀锌后加工)应比钢绞线外径大7%。即108式中1钢管材料的抗拉强度,Mpa; d1钢管外径,mm; K1钢管压成六角形后的内包面积相当于外接圆的百分数,经计算K10.83 ; K压实系数,经计算K0.9; d钢绞线外径,mm; T导线的全拉力,Mpa。耐张钢
59、锚的外径一般按下列公式计算:将上式推导简化得:钢管长度一般只计算压接长度Lg:其值按下列公式计算。Lg=12d(对19股绞线)Lg=13.5(对7股绞线)109 压缩比K的检查 压缩比K钢管压缩前断面积S1与压后断面积S2的差值与压前断面积S1的比值。是压力的重要标志,也是表征压接可靠性一个参数。即:将上述参数代入计算得:式中 S1钢管压缩前的断面积, S3-钢管压缩前的断面积,K1- 钢管压成六角形后的内包面积相当于外接圆的百分数,取K10.83 ;K压实系数,取0.9; d1钢管外径,mm; d2钢管外径,mm。其值为d21.07d(d为钢绞线的直径)。 我国一般取钢管的外径与导线外径的比
60、值d1/d 2.1, 钢管的压缩比K=12.7%。110 2) 耐张铝接续管的设计 材料及加工:采用强度不低于80Mpa的L3铝,用挤压铝管(YB610-66)时,外径一般不加工。铝管的外径公差如下: 薄壁管(壁厚t6%。计算公式同前,但应注意铝管压缩前后断面积的计算与钢管的区别,(详见教材)。 由压缩比的计算公式,可导出铝管压缩前的直径D1=1.327D(导线外径)1132、爆压型耐张线夹的设计计算 爆压管的设计通常按经验进行,按江苏省送变电公司推荐的方法,所论及的压接管均为一次爆压。钢管上的压力系经过铝管间接传递的。这里介绍的爆压管是采用导爆索和太乳炸药按照一定的装药量和药包长度制成的。
61、爆压管的设计参数:耐张钢锚的外径、施压长度;耐张铝管的外径、施压长度等。 1)耐张钢锚的设计 爆压型耐张钢锚的形状如图所示。其爆压方法是管外缠上索状炸药包,在有钢管的部位炸药包的层数要多一些,以得到更大的爆压力。 在引爆后,钢管首先受压和加热,此时因钢管内有较大的空气间隙,热空气迅速向外扩散,并循钢管口进入钢管而将引起钢线的烧伤。因此,在钢管前端要做一个防烧孔,孔径大于钢管内孔。对铝线的剥离则要留防烧孔这段长度的最里面一层或两层不剥,将其塞入防烧孔,好像一个塞子将钢管内孔封闭,从而防止烧伤钢线。另外,钢管上对铝线端的锚槽也做成向后的锯齿形,不阻碍热浪的扩散。 114钢锚的外径计算 因钢锚要承受
62、导线的全部综合拉力,其强度应按导线拉断力Tp来设计。现设圆形钢锚爆压后依然为圆形,则:式中:d1钢锚压缩后的外径,mm; d2钢锚压缩后的内径,d20.9d1mm; b钢管的拉断应力,Mpa。对于Q235钢,其值为380Mpa。 Tp导线的计算拉断力,N。整理上式得:令K1为钢锚在压缩前后的外径之比,根据实测结果,K1在1.015-1.02之间。取K1=1.02,则钢锚压缩前的直径d1按下式计算,即:115钢锚施压长度的计算 钢锚的施压长度-指钢锚上实际缠绕炸药包的长度(不包括锯齿锚槽部分)。 由于导线钢芯由耐张钢锚来握紧的,因此要保证有足够的握着强度,则需保持一定的压缩长度。钢锚的握力可近似
63、地正比于爆压后钢管内圆周长和压缩长度的乘积。总握力必须大于钢芯的计算拉断力Tg,即:式中 d2钢锚压缩后的内径,d20.9d(d为导线的外径); Lg钢锚在钢芯上的压缩长度; f钢锚内壁单位面积的握着力,其在规定药包作用下,最低值为23.8Mpa,考虑施工储备系数1.1,运行储备系数1.2后,其值约为18Mpa。 Tg=KMAg=12000.85Ag=1020Ag式中 Ag-钢芯压缩后的截面积,Ag=(0.9d)2/4=0.636d2;K-钢芯绞后的利用系数,一般取0.85。M钢绞线的抗拉强度,取1200Mpa。将数据代入上式计算得:Lg12.8d1162)爆压型耐张铝管的设计铝管外径的计算式
64、中 D1铝管压缩后外径; D2-铝管压缩后的外径,D20.9D(D为导线外径); t-冷拔铝管的拉断强度,取100Mpa; Tl导线铝股部分的拉断力,Tl=0.95lAl(0.95为绞后利用系数)l铝线的破坏强度,取160Mpa. Al铝部分的截面积。代入已知数据,化简得:令K2为铝管爆压前后的外径之比,经实测,K2在1.07-1.11之间,取K2=1.11,令D1表示压缩前的外径,则:117铝管施压长度的计算由下式:式中 D2-铝管压缩后的外径,D20.9D(D为导线外径); Lt铝管的施压长度,mm; Tl导线中铝股部分的拉断力,Tl=0.95160Al (0.95为绞后利用系数),N Al铝股部分的截面积。l铝管内壁单位面积的握力,Mpa。一般取4.55Mpa。代入已知数据,化简得:1181、耐张线夹按结构和安装条件的不同,可分为哪两类?各有何特点?2、对耐张线夹的握力大小有何要求?对其破坏强度的要求是什么?3、螺栓型耐张线夹的工作原理是什么?为什么要缠绕铝包带?4、压缩型耐张线夹由哪些部件组成?其工作原理是什么?5、指出下列各耐张线夹型号中各字符的意义:NLL-21、NLD-201、NB-300/70A。作业119