架空输电线路安装安全线夹的必要性介绍

架空输电线路耐张串防掉串的

安全措施及建设

项目背景

技术报告

1、立项必要性

2、总体技术路线

3、研究的相关原理

4、应用的关键技术

5、整体设计方案

试验报告

研制厂家信息

安装说明

项目背景：

近年来，随着国民经济的高速发展，国家基础设施的迅速建设和投运。尤其是高速铁路和高速公路的不断开行。全国各地越来越多的三跨（跨越铁路、公路重要设施）地区导（地）线出现接头现象。这对于电力行业的相关设计和施工标准的安全要求显然是一种潜在的隐患。

去年（2015）年底，在国网辽宁出现了500 千伏核南线线路压缩耐张线夹的压接质量问题。详见国家电网公司部门文件基建安质〔2016〕21 号“国网基建部关于500 千伏核南线线路因覆冰舞动导致断线暴露导线压接质量问题的通报”。暴露出部分导线耐张线夹压接工艺控制不符合要求（附件）。上述问题反映出当前输变电工程施工质量管理中，仍然存在标准规范执行不严、培训交底不实、过程质量控制不到位、质量验收流于形式等问题。

故障统计表：

故障点（产品）照片

3126 号耐张线夹损坏图片

现场取回的压缩耐张样品（解剖）照片

PS: 正常压接情况下，耐张线夹区钢锚凸轮与铝管应用明显的咬合痕迹，结合紧密，无空隙。经过对500 千伏核南线3126#损坏的个别

耐张线夹解剖后发现有压接工艺控制不到位的情况（具体见上图）。耐张管压接工艺

不同生产厂家、不同型号的压接管加工尺寸、施工工艺要求不同，辽宁省送变电先后与四平线路器材厂、南京线路器材厂、锦州锦兴金具厂进行联系沟通，取得各规格耐张管的技术数据。对不同型式的压接管、不同压接工艺操作方法及控制标准进行详细规定，确保每个施工步骤都有明确规定。（各单位金具尺寸具体见图24-图27）

南方某地的引流板“断裂” 南方某地耐张线夹断裂

综上情况，我们可以看出，尽管压缩耐张线夹已经问世并应用多年，但是实际的线路中，现场施工情况很难控制。并且金具的安装受到施工条件和人员技能的影响。这一问题，在实践中很难彻底消除。

技术报告

1.立项必要性

在架设导线时，导线与杆塔连接处需要用到压缩耐张线夹，

而传统压缩耐张线夹易受到工人熟练程度和施工工艺的影

响，进而出现损伤导线或压接不实的情况。由于架空线路自

身张力较大，又要长期受到微风振动或覆冰的影响，很容易

在压缩耐张线夹出口处发生疲劳断股甚至断裂事故。此外，

在长期的微风振动中，耐张线夹引流板处的螺栓产生松动（此

现象无法避免），进而产生较大的接触电阻，在电流通过时，

会在引流板发热较为严重，超过线路安全运行的规范要求。

上述现象的存在，为线路的安全运行带来不小的隐患。会影

响架空线路的使用寿命，造成停电事故。在架空线路下方如

果有高速铁路、高速公路或加油站等重要设施，一旦发生线

路断裂掉线，势必造成重大次生灾害。

为了消除可能的隐患，需要开发一种安全备份线夹，确保在事故发生时依然能够拉紧导线（满足正常工作张力），导通电流，减小由于停电事故造成的损失，给抢修赢得时间。在未发生事故时，安全备份线夹可以分担部分电流，减小事故发生的概率。

2. 总体技术路线

2008年，国家电网公司提出“两型三新”线路设计和建设。

预绞式金具作为一种与传统压缩型金具不同的产品（新技术、新工艺）得到广泛推广。预绞式电力金具因其结构、原理、材料的独特

性，在全国各地区电网建设的施工、运行维护和故障抢修中均有卓越而稳定的表现，符合国网公司推荐的两型三新产品应用，受到设计、施工、运行和检修等各部门的好评，与传统金具相比，预绞式电力金具的优点主要表现在：

施工简便快捷，安装一致性好：预绞式电力金具基于螺旋形预绞丝的创新结构设计，使得它在电力线路施工中可以不需要专门的安装工具，可以徒手安装；而金具本身采用了新型的节能材料，重量轻，方便携带和运输。这些都极大地降低了野外线路施工的劳动强度和难度，提高了劳动效率，针对特定地区独特的山区丘陵地貌，特别是正在推进“户户通电”工程的高山峻岭、沟壑纵横的农村山区，尤其适用。同时，因预绞式电力金具的标准化制造，经培训后的熟练工人按照安装要求安装的预绞式电力金具，可以马上通过目测来检验金具的安装质量，由此杜绝了传统螺栓型金具无法避免的因操作人员的不同、安装设备/工具的状况的不同、气候和工作环境的不同而可能带来的金具安装质量的不同，保障施工的质量和安全。

出色的抗疲劳特性：在架空线路中，导线通常是承受各种荷载最集中的部件。它极其容易在疲劳的情况下受到损伤。几乎所有的导线疲劳损伤都发生在跨距中导线与金具相接触的区域上（亦即有高度动态弯曲应力和高度静态压应力共同作用的地方）。预绞式电力金具没有任何的螺栓作用在导线上，其具有的相对较长的螺旋形预绞丝、橡胶垫等，使其在缠绕上导线后，明显减小了导线上的静态和动态应力，使导线免受破坏性的振动和疲劳，大大延长了金具和导线的使用寿

命。各地的电网基建和检修项目中大量使用，各运行单位反映均为优良，未发生质量事故。

适用性广：预绞式电力金具不仅可以应用于镀锌钢绞线、铝包钢绞线、铜包钢绞线，铝绞线、铝合金绞线、钢芯铝绞线、钢芯铝合金绞线、扩径导线等所有常用导、地线，还可以应用于高温导线、绝缘导线等线路，适用的电压等级从0.4kV-1000kV, 适用的缆型16mm2-1000mm2。通过前期运用和效果评定，预绞式电力金具几乎可以应用在所有的电力架空线路上。

防腐性强：预绞式电力金具一般采用与导线表面相同的材料制成，减小了由于不同种金属在电气环境下所引起的电化学腐蚀，在南方地区潮湿、多雾、酸雨等自然环境下延长了电力金具和导线的使用寿命。

防电晕性能：

对于使用在500kV及以上线路的预绞式金具，预绞丝的末端都经过了特殊的处理，有效提高线夹的起息晕电压。

性价比高：综合考虑电力线路建设和运行维护的相关费用，采用预绞式电力金具性能价格比高。预绞式电力金具多采用铝合金材料，重量轻，方便野外施工的携带和运输；不需要特殊的施工安装设备和工具，工人经简单培训后即可徒手操作，降低了施工的设备成本、人力成本、工人的劳动强度和相应的安装时间，提高了劳动效率；采用预绞式电力金具施工可以实时地通过目测方式掌控电力金具的施工质量，杜绝施工的质量隐患。在实际的应用

中，采用预绞式电力金具可以免维护运行，正确安装的预绞式电力金具正常情况下可以达到甚至超过适用的导线、地线的使用寿命，节省大量的检修、更换金具的费用，提高电网的输电效率和效益，创造新的价值；

基于此，我们将预绞式安全备份线夹作为此次项目的解决方案。

3.研究的相关原理

3.1预绞式金具的基本原理

成型预绞丝的内径比所适用的导线或光缆的外径小，当其安装在导线或光缆上时，可以在其与导线或光缆的接触面上产生一个均匀的压应力。

3.2影响预绞式金具性能的主要因素:

ID/OD（螺旋预绞丝内径/所适用的导线或光缆的外径）的比率、螺距、磨砂、旋向、原材料、质量控制

A. 主要因素- ID/OD 的比率

*螺旋预绞丝的内径（ID）与所适用的导线或光缆的外径（OD）的比例关系。

B. 主要因素-螺距

*预绞丝上一个完整螺旋的长度。

C. 主要因素-磨砂

在螺旋预绞丝的内径上粘有磨砂，以增加预绞丝与导线或光缆之间的摩擦力。

F=N*f

其中F：摩擦力（握紧力）

N：正压力

f：摩擦系数

D. 主要因素-旋向

导线或光缆最外层的捻向称为旋向，顺时针称为右旋，逆时针称为左旋。预绞丝产品的旋向取决与导线的旋向，同时也与预绞丝产品的设计功能有关。

E. 主要因素—原材料

F. 主要因素-质量控制计划

为保证输电线路工程产品质量，做好充分的质量控制工作，使相关人员能够认真关注该项目产品，把好产品质量关，特制定本计划。

▲外购件质检流程

▲自产产品生产流程

注: a. 所有工序均自检加质检员抽检

b.

▲自产产品总体控制计划

注：自产产品关键工序及关键点质量控制

1. )自产品关键工序为：成型、清洗、分组、粘胶、铺砂、标识、包装。

2. )成型工序关键控制点：线材、线材直径、产品外径、螺距、长度。

3. )清洗关键控制点：产品表面不得有任何影响粘胶的污渍油渍及影响产品性能的划伤、磕伤。

4. )分组关键控制点：分组数，螺距一致性，端部长短差。

5. )粘胶关键控制点：固含量、洁净度、胶泡，胶坠。

6. )铺砂关键控制点：砂号，铺砂段，砂层厚度、均匀性、附着力。

7. )标识关键控制点：标识位置、颜色、宽度。

8. )包装关键控制点：产品型号、箱子型号、产品标识、箱体标识、计划单号、工号、日期、数量、套数、安装说明书、封箱方式。

4、应用的关键技术

4.1强度高：备份线夹可以满足不低于40%工作张力;

4.2耐腐蚀性：所用材质和导线基材相同，从而保证良好的抗腐蚀性能。

4.3导电性：用于导线、跳线的预绞式分流条，其内层磨砂具有良好的导电性，因而接续后导线的通流能力不受影响。实际运行中由于拉伸的作用，导电性能会愈来愈好。同时增大了散热面积，有利于线路的安全运行；

4.4安装方便：安全备份线夹的安装简单、方便。无需专用工具和特殊专业技能；安装质量易于保证：不需专门训练，肉眼即可进行检验，外观简洁美观。

4.5适应性：重量轻、富有弹性，对振动疲劳的耐受力强。

4.6免维护：单位面积上拉线受力很小，对导线有超强保护作用，保证了导线的使用寿命。

5. 整体设计方案

安全备份线夹(专利申请号201520791715.3)

对客户而言，安全备份线夹并非一个单一的产品，

而是一套完整的解决方案。

产品示意图

部件说明

作为压缩耐张线夹的安全备份部分，用于导线压缩耐张线夹外侧，由两套系统组成。其中提供机械张力的系统是由一套预绞式耐张线夹、一套补强接续条、一段钢绞线填充条、一套心型环和一套U型挂环组成。另外提供电气导流作用的系统是由一套分流条组成。具体如下：

1.U型挂环 1套

2.心型环 1套

3.预绞式耐张线夹 1套

4.补强接续条 1套

5.分流条 1套

6.填充条（钢绞线） 1套

用途

分担压缩耐张线夹的机械和电气性能，增加整体系统安全系数。

应用场合

用于高压输电线路跨越重要设施（如电气化铁路，高速公路）处，

分担了压缩耐张线夹的机械和电气性能，增加整体系统安全系数。

一旦压缩耐张线夹失效，此安全备份线夹可以起到防止导线跌落

从而引起更大的事故，给抢修赢得宝贵时间。

性能：

电气：安全备份线夹导电性能不低于导线本身

机械：备份线夹对导线握力为不低于40% RTS 的工作张力。

特点：

1.预绞式产品将应力均匀分配到较长的一段导线上，没有应力集中点，有助

于减轻微风振动造成的疲劳损坏。

2.此产品对压缩耐张线夹对导线的应力集中现象有所缓解，降低压缩耐张线

夹的事故概率。

3.此产品减小了压缩耐张引流板螺栓松动的概率，提高了线路安全运行寿命

4.遇到突发事故可以短期内保证线路顺利运行，便于在时间窗口抢修。

5.操作简单，牢固耐用；

设计目标

精确计算预绞式耐张线夹的各相关参数，以保证握紧导线，达到高强度要求，保证握力不低于40% RTS 的工作张力。

线夹以一定的长度均匀地缠绕导线外面，将导线所受的应力均匀分布在一个比其他形式耐张线夹的受力区域大得多的区域上，使导线无应力集中点，保证导线的使用寿命。

采用性能优异的原材料，耐腐蚀性好，避免电化学腐蚀，又能够满足机械设计要求。

安装简单：可快捷简便地手工操作，无需任何专用工具。

安装质量易于保证：不需专门训练，肉眼即可进行检验，外观简洁美观。

实物照片如下：

检测报告

1 安全备份线夹接续电阻、温升、握力

2 （安全备份线夹）分流条接续电阻、温升