架空导线耐张压接管压接尺寸与机械荷载的验证

2010-07-12 17:37应伟国胡旭光黄旭骏
浙江电力 2010年7期
关键词:铝管钢芯钢铝

应伟国,胡旭光,黄旭骏

(金华电业局, 浙江 金华 321017)

架空导线耐张压接管压接尺寸与机械荷载的验证

应伟国,胡旭光,黄旭骏

(金华电业局, 浙江 金华 321017)

介绍了新建输电线路竣工验收中对重要隐蔽工程导、 地线连接 (耐张线夹即压接管)压接的尺寸检测项目,对压接尺寸不合格的试件进行试验验证,试验表明这些试件将导致线路导线的综合破断力大大下降,因此要提高输电线路耐张压接管的压接质量,防止导线掉线事故的发生。

输电线路;耐张液压管;压接;尺寸;机械荷载

LGJ-240 及以上的架空输电线路用避雷线、钢芯铝绞线与金具间的受力连接主要采用直线接续管和耐张线夹 (压接管)。为确保新建线路导、地线压接工艺符合标准要求,直线接续管、耐张压接管的握力应不小于导、 地线 95%的计算破断力。 以下结合二条新建 220 kV 线路竣工验收 中发现的问题,对压接管尺寸、试验结果及常用导线综合破断力等作一分析。

1 钢芯铝绞线铝钢截面积比与破断力的关系

目前架空线路上常用的 83型钢芯铝绞线有54 种型号, 钢铝截面有 9 种, 分别为 58%, 23%,20%, 16%, 13%, 9%, 7%, 6%, 5%, 早期 74 型导线有 3 种结构, 如 LGJQ 轻型, 钢铝截面为12.45%; 普 通 型 LGJ 的 钢 铝 截 面 为 18.88% ; 加强型 LGJJ 的钢铝截面为22.7%, 即输电线路上常用的钢芯铝绞线有 12种钢铝截面比。 钢芯铝绞线的计算破断力(综合破断力)由铝股和钢芯一起承担,具体参数见表1。

表1选用了 83型钢铝截面比的钢芯铝绞线,从中可看出,钢铝截面比值为 58%的 LGJ-95/55导线, 其铝截面只承受全部计算破断力的 18%左右,而钢芯承受的破断力为全部计算破断力的82%左右; 另一种钢铝截面比值为 5%的 LGJ-400/20 导线, 铝截面承受的破断力为全部计算破断力的 73%左右,而钢芯承受的破断力只有全部计算破断力的 27%左右。 可见, 钢芯铝绞线的钢铝截面比值不同,相应铝股、钢芯承所受的拉力是不等的,即线路上常用的普通钢芯铝绞线铝股部分要承担导线计算破断力的 60%以上, 从而纠正了普遍认为钢芯承担导线大部分综合破断力的错误认识[4]。

2 压接尺寸不符要求的现象和原因

某新建的 220 kV 变电所开口环入新建的双回路线路, 采用 2 × LGJ-400/35 普通钢芯铝绞线。冲锋枪式耐张线夹的耐张钢锚为2个凹槽结构, 槽尺寸为 3 cm, 规程规定钢凹槽处的铝管必压区长度不得小于 6 cm, 即从凹槽沿光钢管段量为 3 cm (见图1), 400/35 耐张钢锚段钢管的总长度为 14.2 cm(见图2)。 耐张钢锚上铝管压接完成后, 从钢锚端部(U 型环处)至铝管头部的长度为8.2 cm。

图1 冲锋枪式耐张钢锚压接尺寸

图2 钢锚段总长 14.2 cm, 铝管必压区 >6 cm

这二回新建线路共计 13 基耐张塔, 有 312 只耐张压接管,本次竣工验收共检测查出不符合标准压接尺寸的有 53 只,占总数的 17%。 以图3 为例的耐张管从铝管压痕处量至钢锚端部 (U 型环处)全长 16.2 cm, 其中左侧铝管段压接 7.2 cm, 证明钢芯压接管处(不压区)的铝管过压 1.2 cm, 右侧暴露钢管段长 9 cm, 表明钢锚段上至少应压 6 cm 的铝管欠压长度 0.8 cm。

图4 的耐张管从钢锚端部(U 型环处)量至铝管压痕处的长度为 11 cm, 表面上看钢锚段上的铝管液压了 6 cm 以上, 但与标准的 14.2 cm 相比短了 3.2 cm, 相当于耐张钢锚头上的 2 个钢凹槽未与铝管压接, 表明 6 cm 铝管压接段均压在光钢锚段上,验收出的不合格耐张压接管多数存在钢凹槽有1个或2个未压接。

图3 钢锚端部至铝管压痕处为 16.2 cm

图4 钢锚端部至铝管压痕处为 11 cm

另外,部分压接管的导线钢芯压接段外的铝管不压区存在着过压尺寸长短不一现象,其原因是目前施工架线基本采用高空平衡挂线方法,即导线驰度符合要求后,压接人员站在悬空的耐张塔紧线钢丝绳上进行耐张压接管压接操作,悬空压接导线环境不如地面平稳,以致耐张压接管的压接尺寸不符合规程规定的要求,监理人员更是无法旁站监督此类重要隐蔽项目的施工质量。

表1 83型钢芯铝绞线的有关技术参数

表2 合格与不合格耐张压接管试验对比

3 典型不合格压接尺寸耐张管的试验

根据线路验收检测复核出的典型不合格耐张管压接尺寸,分别给予复制并与合格铝管进行试验对比分析,试验结果见表2,括号内数值为钢锚端部 (U型环处)至铝管压接端痕处之间的尺寸。

从表2可见,导线钢芯不压接,铝管在钢锚的光钢管上压接 6 cm 长度,压接管只能承担导线综合破断力的 16.4%; 铝管在钢锚的光钢管上压接 6 cm 长度且压住了 1个钢凹槽位置, 压接管可承担导线综合破断力的 65.8%; 当导线钢芯不压接, 铝管在钢锚的光钢管上压接 6 cm 长度且压住了2个钢凹槽位置时,该压接管可承担导线综合破断力的 85.1%; 当导线钢芯按标准压接,钢锚管上的铝管压接长度也按规程要求的标准尺寸 6 cm 压接, 只是铝管未压在 2个钢凹槽位置上,此时的压接管只能承受导线综合破断力的70.05%。 可见钢锚管上的铝管压接尺寸 6 cm 长度和应压接的位置, 必须符合 SDJ226-1987 《架空送电线路导线及避雷线液压施工工艺规程》要求的标准压接尺寸才行。

表中钢芯按标准压接, 不压区过压 1.9 cm 和2.8 cm 的 2 个试验管, 虽然试验合格, 但由于钢锚凹槽处的铝管被过压已造成剪切损伤,在长期的运行中,导线常年的振动波、产品绞制形成的交变力及微风震动波传递至耐张铝管剪切损伤处,将会加重损伤处的受力,所以对不压区应认真控制,过压将导致架空导线的安全系数下降。

4 类似事故的教训和防范措施

在连续阴雨雪天和冰冻数日后,某电业局的2 条新建 220 kV 线路先后发生 3 只耐张压接管中钢芯拉断、钢锚拔出事故。事后检查发现,耐张压接铝管未按标准要求的尺寸压在钢凹槽段,基本等同文中竣工验收检测核查出的压接状况。当线路处在设计临界档距状态(覆冰、低温或大风)时,导线承受最大设计张力,超过了钢芯铝绞线的钢芯破断力, 而原应承受 60%导线计算破断力的铝截面未按规程尺寸压接,导致导线钢芯拉断、铝管拔出或避雷线压接管拔出掉线事故。

在输电线路工程施工建设中,施工单位和监理单位必须认真、严格执行 SDJ226 的规定。 液压操作员施工压接导线及避雷线应规范尺寸、画印,不得随意过压或欠压,压接完成后应重新检测压接尺寸,在压接管上打上钢印标记,根据目前高空开断且悬空压接耐张线管的实际情况,监理人员可用望远镜观察等手段替代地面施工时的旁站监理,以加强线路导线及避雷线的压接质量,确保输电线路的安全运行。

[1]SDJ 226-1987 架空 送 电 线 路 导 线 及 避 雷 线 液 压 施 工 工艺规程[S].北京:水利电力出版社,1987.

[2]应伟国.从误开断损伤的钢芯铝绞线谈标准修订的必要性[J].电力建设,2008,(12):11-13.

[3]GB 50233-2005 110~500 kV 架 空 送 电 线 路 施 工 及 验收规范[S].北京:中国计划出版社,2005.

[4]周 立 波 , 黄 晓 明 , 包 建 强 , 等.220 kV 输 电 线 路 耐 张 压接管钢芯拉断原因与防范 [J]. 电世界,2008,49(10):38-40.

(本文编辑:杨 勇)

Analysis of Verification for Splicing Size and M echanical Load of Overhead Conductor Strain Clam p

YINGWei-guo, HU Xu-guang, HUANG Xu-jun
(Jinhua Electric Power Bureau, Jinhua, Zhejiang 321017, China)

This paper describes the splicing size inspection for conductor and ground wire (strain clamp is splicing sleeve)in important hidden works and test verification of the off-size specimen during the completion and acceptance of new transmission lines.The result shows that these specimen will cause comprehersive breaking force of conductor to be weakened greatly.Therefore, it needs to improve the splicing quality of transmission line splicing sleave and preventwire drop accidents.

transmission line; strain hydraulic sleeve; splicing; size; mechanical load

TM752

:B

: 1007-1881(2010)07-0014-03

2010-01-20

应伟国(1953-), 男, 浙江萧山人, 高级工程师,长期从事高压输电线路技术管理工作。

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