中强度铝合金导线用耐张线夹NY—450HA（B）的研制与计算分析

党宁鸽 王荣华 张颖 乔莎莎

摘 要：作者经过研制NY-450HA（B）型耐张线夹，揭示了改耐张线夹为节能导线的推广应用提供有效技术支撑和经验积累，同时介绍了此种耐张线夹的应用情况，对经济性进行简要分析，论证了输配电线路采用节能中强度铝合金导线用耐张线夹的必要性、可行性，并在研究的基础上做一强度计算分析。

关键词：中强度；铝合金；耐张线夹；研制；计算

1 产品研制的目的和意义

近年来，随着我国特高压、线路增容改造以及“两型三新”电网建设工程的推进，铝合金芯高导电率铝绞线、中强度铝合金绞线、钢芯高导电率铝绞线三类节能导线以其输电损耗低，节约运维费用，综合效益显著的优势在电网建设中得到越来越广泛的应用。推广应用节能导线已成为国家电网公司建设绿色电网的一项重要举措，开展节能导线配套金具的研究对于节能型输电工程建设具有重要、积极意义。由陕西省电力设计院总承包的“店塔电厂至榆横变750千伏送出工程”，为国家电网公司节能导线推广应用试点工程，西安电力机械厂创源金具公司于2013年10月中标该工程金具部分。本项目是以该工程为依托，设计研制“节能型中强度铝合金绞线”配套的耐张线夹NY-450HA（B）。并且将次耐张线夹发往中国电力科学研究院进行试验，机械性能满足国家标准要求的导线计算拉断力的95%。本项目的实施，一来实现项目产品首次在我国750千伏输电工程上的应用，使得企业此类金具研发走在行业前列，提高企业综合竞争力。二来为节能导线的推广应用提供有效技术支撑和经验积累。同时，项目产品符合国家推进社会实现绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会的方针政策。

2 产品研制的内容

中强度铝合金导线用耐张线夹NY-450HA（B）结构如图1所示，生产工艺主要有以下几个步骤：下料，主体、钢锚、引流线夹分别按尺寸加工，装配。

图1

此产品有几个特点：首先，本体铝管和引流焊接板分别采用L3挤压铝管和AL99.5铝板焊接为整体主体，夹角为90°，引流线夹采用L3挤压铝管，根据工程所需选择不同角度的引流，钢锚采用10#优质碳素结构钢，与主体进行压接。其次，耐张线夹强度计算。

2.1 钢锚计算

2.1.1 钢锚拉环强度计算：拉环许用载荷Pb=×F×σb.安全系数为Pb/108.26。

2.1.2 钢锚槽口（与铝管压接部分）的强度计算：①钢槽部的剪力强度：受剪的钢截面S0=πФ0×b1×n，τ=225MPa，钢槽部许用剪力Q0=S0×τ，安全系数=Q0/108.26。②钢管管部的剪力强度：受剪的铝截面S=πФ×b2×n，铝管部许用剪力Qa=S×τa=111kN，安全系数=Qa/108.26。

2.1.3 钢柱（非压接部分）强度计算：

钢柱许用载荷P=（π/4）Ф2×σb，安全系數=P/108.26。

2.2 铝管的计算

2.2.1 铝管内径、外径计算： ①铝管内径Ф1=1.2D，注：为了减少对导线的损伤，降低压缩比，因此钢管内径选1.2倍的D。②铝管外径D1的计算：压缩后的铝管破坏载荷≥导线之铝线的破坏载荷σa（π/4）〔0.83D12-（kuD）2〕≥σN（π/4） （kuD）2Q

经整理，得：D1≥×D=0.988×D

2.2.2 铝管强度校核：压缩后铝管截面S2=（π/4）〔0.83 D12-D2〕

铝管的许用拉力载荷Pa=σa×S2。安全系数K=Pa/108.26。

2.2.3 铝管压缩比计算：压缩前铝管截面S1=（π/4）（D12-（1.2D）2）， 压缩后铝管截面S2=（π/4）〔0.83D12 -D2〕，

铝管压缩比Ka=⊿S/S1=S1-S2/S1=

（注：通过减小对边距可明显提高压缩比，但也很容易使铝线过分施压而受到伤害，建议对边距范围为0.857～0.854，由试验确定）。

3 耐张线夹NY-450HA（B）的优越性

中强度铝合金导线用耐张线夹和传统耐张线夹相比，优越性有：①技术先进性。NY-450HA（B）型线夹通用性强，表面不宜氧化，在各种自然环境下均无锈蚀之虞，不仅施工十分方便，而且也大幅度提高了工作效率，促进了施工的安全性。此种耐张线夹采用一次压接新型结构型式，提高压接的稳定性；②经济合理性，主要表现在加工制造过程中的节约能源和线路运行中的节能降耗。③电连接的可靠性。采用NY-450HA（B）使电连接的可靠度大大提高，强度高，握力好，对导线无损伤，由于接头所产生的断线事故大大减少，对于大幅度提高电力供应十分有利。

4 应用情况

“店塔电厂至榆横变750千伏送出工程”使用了节能型中强度铝合金导线用耐张线夹NY-450HA（B），产品性能良好，安全可靠，满足了工程使用要求，为工程如期完工做出了积极贡献。

5 结束语

随着国家电网发展绿色节能、环保型国家电网的发展方向和发展趋势，线路数量多、使用范围广、通过的电流大，每年在这个环节中损失的电能数量巨大，因此，用新一代节能型、结构先进合理、施工方便耐张线夹代替老式高耗能的耐张线夹是线路建设和改造的必然需要。NY-450HA（B）的先进结构，减少了营运维修频率，大幅度节约了线路维修费。总之，从节能金具的加工生产、运行施工、线路检修诸方面可以综合分析出它的经济价值。全面推广节能金具，可获得相当可观的经济价值和社会价值。

参考文献：

[1]徐乃管.论开发应用节能型金具——铝合金线夹的重要意义[J].电力建设，1998（1）.

[2]城市电力网规划设计导则 Q/GDW 156-2006 国家电网公司.

[3]董吉谔.电力金具手册[M].中国电力出版社，2010.1.

作者简介：

党宁鸽，女，1986.04.29，陕西西安，助理工程师，学士，机械设计制造及其自动化，产品设计与研发。