超特高压输电线路金具介绍

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第,5,章 接续金具,5-1,接续金具的作用及类别,5-2,常用接续金具的结构及应用,5-3,爆压接续金具设计简介,1,接续金具,(splicing clamp),用于接续导线、地线、拉线等，并能满足机械、电气性能的金属管件。,5-1,接续金具的作用及类别,一、,接续金具的作用及类别,：,作用,：主要用于架空电力线路的导线及避雷线两终端承受导线及避雷线全部张力和不承受全部张力的接续，也用于导线及避雷线断股的补修。,类别,：,按接续方法不同，接续金具可分为,绞接,、,对接,、,搭接,、,插接,、,螺栓接续,等几种。,定型的接续金具,按施工方法和结构形状的不同,分为,钳压接续管,、,液压接续管,、,爆压接续管,、,螺栓接续金具,和,预绞丝缠绕的螺旋接续金具,等五类。,线路常用各类接续金具名称及作用如下：,2,1),接续管,(splicingsleeve)-,用于接续导线，并能满足机械、电气性能要求的金属管件。其包括：,接续管,(,椭圆形,),(splicingsleeve(oval)-,横截面为椭圆形的接续管。,接续管,(,圆形,),(splicingsleeve(circular),-,横截面为圆形的接续管。,2),补修管,(repairsleeve)-,修补导线表面损伤用的金属管件。,3),并沟线夹,(parallelgrooveclamp,)-,平行接续导线，以传递电气负荷的线夹。,4),跳线线夹,(jumperclamp,)-,非直线杆塔跳线接续用的线夹。,3,二、,接续金具的一般要求,：,对于接续导线的接续金具，其既承受导线的全部拉力，同时又是导电体。因此，此类接续金具接续后必须满足以下条件：,（,1,）接续点的机械强度应不小于被接续导线计算拉断力的,90%,。,（,2,）接续点的电阻应不大于被接续等长导线的电阻；,（,3,）接续点在额定电压下长期通过最大负荷电流时的温升不得超过导线的温升。,以上条件的满足除取决于金具的尺寸外，主要由金具的安装质量保证。因此，要求接续金具的安装必须严格遵照有关施工技术规程所规定的程序认真进行，以保证接续点的机电性能稳定可靠。,4,与各种导线配套的接续管系列如表,5-1,所示。,表,5-1,注：表中“”为标准系列；“”为非标准系列；空白为尚未开发系列,5,一、钳压接续金具,属于,搭接接续,的一种，将导线端头搭接在薄壁的椭圆形管内，以液压钳或机动钳进行钳压。,适用场合,：,接续中小截面的铝绞线、钢芯铝绞线、铜绞线和铁线,。,接续要求,：接续钢芯铝绞线用的接续管内附有,衬垫,。钳压接续时，接续管置于重叠的两线端之间，钳压时必须按照规定程序顺序交错进行，钳压的部位凹槽的深度必须附合安装规定，以保证接续管对导线的握力要求。,类 别,：,钢芯铝绞线用,钳压接续管、,铝绞线用,钳压接续管和,铜绞线用,钳压接续管,。,5-2,常用接续金具的结构及应用,6,（,1,）钢芯铝绞线用钳压接续管,此类接续管结构形状如图,5.1,，其尺寸规范因所接续导线标准不同而分为（,74,）标准钢芯铝绞线用及（,83,）标准钢芯铝绞线用钳压管两类。详见,金具手册,。,图,5.1,钢芯铝绞线用钳压接续管,接续管,衬垫,7,（,2,）铝绞线用钳压接续管,(JT-*,型,),此类接续管是一个单独的椭圆管，线与线之间不加衬垫，钳压时从接续管的一端依次交钳顺序钳压至另一端。主要用于铝绞线的接续。,接续管的结构形状如图,5.2,，其尺寸规范见表,5-2,所示。,图,5.2,铝绞线用钳压接续管,8,表,5-2,9,（,2,）铜绞线用钳压接续管,(QT-*,型,),此类接续管在输电线路上很少使用，仅在沿海或严重腐蚀地区可能使用。,(74,）标准的铜绞线用接续管形状及规范如图,5.3,和表,5-3,所示。,图,5.3,铜绞线用钳压接续管,表,5-3,10,以液压方法接续导线及避雷线时，用一定吨位的液压机和规定尺寸的压缩钢模进行压接，接续管在受压后产生,塑性变形,，使接续管与导线成为一整体。因此，液压接续有足够的机械强度和良好的电气接触性能。,接续管的形状有两种：一种接续管压缩前为,椭圆形,，压缩后为圆形；另一种接续管压缩前为圆形，压缩后为正六边形或扁六边形。后者具有压力均匀、材料省、施工方便等优点。,液压接续方法分为,钢芯对接,和,钢芯搭接,两种接续方法。其中,搭接法,为近年来才试验成功的接续方法。具有可缩短接续长度和减少压缩工作量的优点。钢芯液压接续时，先将钢芯端头搭接于薄壁无缝钢管中，搭接时钢芯必须散股，搭接后填充两根单股钢丝，然后再进行液压，压缩方法与常规液压方法相同。,常用的液压接续管有：钢芯铝绞线用、铝合金绞线用、良导体导线用和铝绞线用等。,二、液压接续金具,11,12,1),铝绞线接续管,(JY-, ,L,型,),铝绞线接续管通常采用椭圆形接续管进行钳压接续，这种压接管很长，钳压模数较多，施工不方便。若液压设备配套，采用对接液压接续管可缩短管长，减少压缩次数。,(83),标准铝绞线接续管的结构及尺寸规范见图,5.4,及表,5-4,。,图,5.4,铝绞线用液压接续管,表5-4,13,2),铝合金绞线接续管,(JY-, ,H,型,),铝合金绞线机械强度大，材料的硬度高，不适宜用椭圆形接续管进行搭接钳压接续，必须使用圆形接续管进行对接压缩。,接续管的结构及尺寸规范见图,5.5,及表,5-5,。,图,5.5,铝合金绞线用液压接续管,表5-5,14,3),钢芯铝绞线及钢芯铝合金绞线接续管,钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线由于存在钢芯，因此其压接通常采用,两次压接方式,，即钢芯和铝线部分分别压接。所用的接续管由钢管和铝管两部分组成。,钢管采用含碳量较低的钢或,10#,优质无缝钢管制造，或采用圆钢经钻孔制造，管材的布氏硬度不大于,133,。成品具有硬度低、塑性好、握力大的特点。,铝管采用纯度不低于,99.5%,的纯铝材经拉制而成，后的铝管应进行退火处理，其布氏硬度,HB,不大于,25,。,接续管的结构及尺寸规范见图,5.6,及表,5-6,。,图,5.6,钢芯铝绞线及钢芯铝合金绞线用液压接续管,15,表5-6,16,4),钢芯搭接液压接续管,(,JYD-, / ,型,),其适用于安装,GB1179-1999,圆线同心绞线,的钢芯铝绞线。 接续管的结构及尺寸规范见图,5.7,及表,5-7,。,图,5.7,钢芯搭接液压接续管,表5-7,17,18,5) (83),标准钢芯铝绞线钢芯对接型液压接续管,其适用于安装,(83),标准钢芯铝绞线。,接续管的结构及尺寸规范见图,5.8,及,金具手册,。,图,5.8,钢芯对接型液压接续管,19,6),良导体避雷线用液压接续管,作为架空避雷线的良导体有铝包钢绞线、钢芯铝合金绞线及铝钢截面比,K=1.71,的钢芯铝绞线。这些导线的共同特点是：钢芯部分的强度高、外径尺寸大。因此，接续时需采用对接方式。此外，由于接续用钢管的外径均大于导线的总外径，当钢管外再套上供载流用的铝管时，两者之间存在较大间隙，故需要在钢管两端加装铝套管后再进行液压。,接续管的结构及尺寸规范见图,5.9,及表,5-8,。,图,5.9,良导体地线用对接型液压接续管,20,表,5-8,架空避雷线良导体接续管规范,21,7),钢芯铝绞线接续管（钢芯散股搭接）,具有钢芯的各种组合绞线（钢芯铝绞线、钢芯铝包钢绞线、钢芯铝合金绞线等）习惯的接续方法是钢芯对接。但这种方法使用的接续管较长，当通过放线滑车时容易产生弯曲变形。若采用钢芯搭接则可使接续管的长度缩短,1/2,，铝管总长亦可相应缩短。但采用短钢管进行钢芯搭接接续时，钢芯必须散股自由搭接。为增加接续的密实度，钢芯搭接后需填入,3-3,根单股钢丝。接续时的液压方法与一般液压方法相同。,采用铅芯搭接具有钢管材料省，造价低、铝管短、节约铝材，施工时压模数减少，可提高施工效率等优点。,接续管的结构及尺寸规范见图,5.10,及表,5-9,。,图,5.10,钢芯散股搭接型液压接续管,22,表,5-9,23,8),钢绞线接续管,钢绞线,(,对接,),接续管和钢芯铝绞线（钢芯对接）接续管一样。,GJ-35,GJ-100,型钢绞线用接续管的结构及尺寸规范见图,5.11,及表,5-10,。,图,5.11,钢绞线接续管,表5-10,24,9),压缩型跳线线夹,对非直线杆塔，当采用螺栓型耐张线夹时，耐张绝缘子串跳线的接续采用并沟线夹、钳压接续管或压缩型跳线线夹。运行经验证明，采用钳压接续管和压缩型跳线线夹进行跳线接续时，其电气接触性能稳定，运行可靠。,压缩型跳线线夹由两个,0,设备线夹组成。跳线线夹的安装采用液压机（或液压钳）和标准钢模按规定压缩程序进行。压缩型跳线线夹的结构及尺寸规范见图,5.12,及表,5-11,。,图,5.12,压缩型跳线线夹,25,表5-11,26,三、爆压接续金具,爆压接续是利用炸药爆炸产生的巨大能量将导线或地线与各种规格的接续管压接为一体的接续方法。与液压接续相比，其不需要搬运笨重的液压工具，施工效率高，压接速度快、材料省、质量好（压接接头不仅存在机械结合，还存在焊接接合，压接较可靠）等。该方法特别适用于山区电力线路的架设。但压接所使用的炸药、雷管等属于危险品，在运输、保管等方面有特殊的要求，爆压过程中会产生较大的噪声。,保证爆压接续质量的关键在于严格按爆压操作规程进行施工。,采用什么样的爆压工艺取决于所采用接续管的结构形状和尺寸。有的液压管亦适用于爆压。大截面钢芯铝绞线配有专用的爆压接续管。,27,由于爆炸的巨大压力和爆压可适应于任何断面形状，当铝钢截面很大,(,如,LGJQ,型导线,),时，可以将钢芯的,对接,改为,搭接,(,将两根钢芯插入同一管内，两根钢芯被互相挤紧以产生很大的摩擦力,),型式,(,因为钢芯较小，铝管内径容许,),。,爆压采用的接续钢管仍然是无缝钢管，但管长可减少约一半，管壁减薄。其不但可节约材料，而且在放线时，可避免其过放线滑车时蹩弯压接管。,常用的爆压接续管有以下几种,:,图,5-13,爆压接续,28,1,）椭圆形爆压接续管,(JTB-,/,型,),-,接续管断面呈椭圆形，主要用于中小截面的铝绞线和钢芯铝绞线。导线,搭接于管中,。,爆压接续管的长度比钳压接续管短。定型的爆压椭圆形接续管的长度为：,70mm,2,及以下钢芯铝绞线用爆压接续管的长度为钳压管长度的,1/2,；,95mm,2,及以上钢芯铝绞线用爆压接续管的长度为钳压接续管长度的,1/3,。,在工程施工中，如果爆压接续管供货不及时，可以按上述原则用钳压管改制。,椭圆形爆压接续管的结构及尺寸规范见图,5.14,及表,5-12,。,图,5.14,椭圆形爆压接续管,29,表中型号中字母及数字意义为：,J,接续管；,B,爆压；,T,椭圆形；数字,适用导线的标称截面； 分子表示铝截面；分母表示钢截面。,表5-12,30,2),圆形爆压接续管,(JYB-,型,),-,接续管形状如图。其适用于钢芯铝绞线的接续。,i),圆形爆压接续管的主要尺寸参数（见图,5.15,）,接续管主要尺寸参数有：,铝管的长度,l,、外径,d,、内径,及铝管缩径部分的长度,a,；钢管的长度,l,1,、外径,2,及钢管的壁厚,b,。,不同型号的爆压接续管的尺寸应符合表,5-13,的规定：,a,图,5.15,圆形爆压接续管主要尺寸参数,31,型号中字母及数字意义为：,J-,接续管；,Y,圆形；,B,爆压；数字,适用导线的标称截面；分子表示铝截面；分母表示钢截面。,表,5-13,圆形爆压接续管规范,32,ii),圆形接续管的技术要求,一般技术条件应符合,GB23142008,电力金具通用技术条件,的规定。,接续管材料要求,a.,铝管按,GB319082,铝及铝合金加工产品的化学成分,，采用牌号不低于,L,3,铝挤压铝管，,管材抗拉强度不低于,78.4MPa,。,b.,钢管按,GB70079,普通碳素结构钢技术条件,抗拉强度不低于,372.5MPa,的钢或按,GB69965,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。,接续管的握力不小于以下数值：,JYB-300/40,型,87kN,；,JYB-300/50,型,98kN,；,JYB-300/70,型,122kN,；,JYB-400/50,型,117kN,；,JYB-400/65,型,128kN,；,JYB-400/95,型,163kN,；,JYB-500/65,型,146kN,。,33,3,）大截面钢芯铝绞线圆形爆压接续管,(JBD-,型,),其采用薄壁短钢管，钢芯散股,搭接,。安装时，钢芯铝绞线的内层铝线剥露,10mm,插入钢管内，套上铝管后一次爆压，以防止钢芯烧伤。,该接续管的铝管长度比常规对接爆压接续管减少约,30%,，有利于放线施工。,圆形爆压接续管的结构及尺寸规范见图,5.16,及表,5-14,。,图,5.16,大截面圆形爆压接续管主要尺寸参数,34,表5-14,35,4),钢绞线用接续管,(,圆形,),-,适用于架空电力线路上以液压或爆压方法接续镀锌钢绞线的接续管。,i),类别及尺寸规范,：,用于钢绞线的圆形爆压接续管有,JY,型,(,对接液压或爆压,),和,JBD,型,(,散股搭接爆压,),两种。见图,5.17,和表,5-15,和表,5-16,。,图,5.17,大截面圆形爆压接续管主要尺寸参数,(a)JY,型,(b)JBD,型,(a),(b),36,表,5-15 JY,型钢绞线用爆压接续管规范,表,5-16 JBD,型钢绞线用爆压接续管规范,37,ii),技术要求,（,1,）接续管一般技术条件应符合,GB23142008,电力金具通用技术条件,的规定。,（,2,）钢管按,GB70079,普通碳素结构钢技术条件,抗拉强度不低于,372.5N/ mm2(372.5MPa),的钢或按,GB69965,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,，其,布氏硬度不大于,HB133,。,（,3,）,JY,型接续管内壁应无锌层。,（,4,）,JY,型接续管接续管孔中心偏移不超过,0.25mm,。,(5),接续管的握力不小于以下数值：,JY-35G,，,JBD-35G,型,45kN,；,JY-50G,，,JBD-50G,型,60kN,；,JY-70G,，,JBD-70G,型,88kN,；,JY-100G,，,JBD-100G,型,123kN,。,38,四、螺栓接续金具,-,适用于接续导线或避雷线不承受张力的部位。其接续部位的电气性能靠螺栓的压力来保证。接续质量取决于安装质量和运行中的定期维护。,架空线路上导线和避雷线常用的螺栓型接续金具有,并沟线夹,和,钢线卡子,等。,(1),并沟线夹,-,其用于中小截面的铝绞线或钢芯铝绞线以及架空避雷线在不承受张力的位置上的接续，还用于非直线杆塔的跳线接续。其安装情况如图,5.18,所示。,图,5.18,耐张杆塔上并沟线夹安装,示意图,并沟线夹,39,图,5.19,所示分别为并沟线夹在配电线路及中小型降压或变电台使用的情况。,图,5.19,并沟线夹在配电线路及中小型降压或变电台使用,并沟线夹,并沟线夹,并沟线夹,并沟线夹,40,铝绞线及钢芯铝绞线用铝并沟线夹,-,其有两种结构型式：即,普通铝并沟线夹,和,异径并沟线夹,。前者采用铝合金制造，适用于两根直径相同的,16-240mm2,的铝绞线及钢芯铝绞线的接续；后者采用高强度铝合金型材以热挤压工艺制造，适用于不同直径的导线。两种结构型式的并沟线夹的规范见图,5.20,、图,5.21,和表,5-17,、表,5-18,所示。,图,5.20,普通铝并沟线夹的结构型式,表5-17,41,图,5.21,异径铝并沟线夹的结构型式,表5-18,42,钢绞线用钢并沟线夹,-,适用于架空避雷线在杆塔上连接跳线及引下线的接续，亦可用于拉线，作为辅助线夹。其形状及规范见图,5.22,和表,5-19,所示。,图,5.22,铝绞线用并沟线夹的结构型式,表5-19,43,楔形分歧线夹,-,其由锻铝,(LD),制成的,C,字形楔型本体和楔子组成,，适用于小截面的铝绞线或钢芯铝绞线,T,接引下线的接续。这种线夹安装时，以液压钳将线夹楔子与导线压紧，接续处有较为稳定的电气接触性能。其形状及规范见图,5.23,和表,5-20,所示。,表5-20,图,5.23,楔型分歧线夹的结构型式,44,(2),钢线卡子,-,其主要用于钢丝绳索的接续，广泛用于起重、运输行业，在架空输电线路上用于拉线杆塔拉线,(,钢绞线,),的接续。,由于钢线卡子握力有限，且极不稳定，故不能作为拉线的主要紧固金具，,只能用于临时拉线的紧固,。,钢线卡子的正确安装方法如图,5-24,所示。其形状及规范见图,5.25,和表,5-21,所示。,图,5.24,钢线卡子安装示意图,表5-21,图,5.25,钢线卡子结构图,45,-,其主要用于钢芯铝绞线同一截面处的损伤面积不超过其铝股面积的,7-25%,，以及单金属绞线截面损伤占总面积的,7-17%,时的修补。,常用补修用接续金具主要有,补修管,和,预绞丝补修条,两种。,(1),补修管,定型的补修管为抽匣式，以方便在运行中进行补修。其形状及规范见图,5.26,和表,5-22,所示。,图,5.26,压缩型补修管的结构型式,五、导线补修用接续金具,46,表,5-22,压缩型补修管的规范,47,(2),预绞丝补修条,(FYB-,/,),-,其是以,铝合金预制成型的富有弹性的螺旋状单丝,，安装时不需要任何工具，拆卸下的绞丝仍可重新利用。但这种补修条仅能用于断股损伤在,7%,以下、范围不大的线段上。使之不致使断股范围扩大。但此法达不到补强的效果。预绞丝的形状及规范见图,5.27,和表,5-23,所示。,表,5-23,图,5.27,预绞丝补修条,48,-,确定钢管和铝管的直径,(,内、外径、壁厚,),和长度等。,图,5.28,钢芯铝绞线直线接续管,5-3,钢芯搭接爆压接续金具的设计要点,49,1,、,钢管内径的确定,-,以能将两根钢绞线较容易塞入管内为原则。由断面平衡式可得：,式中,K,m,穿管空隙系数，取,2.1(,实验确定,),。,d,钢绞线外径，,mm,；,K,钢绞线压实系数，取,0.9,。,将上述数据代入上式，可得：,d,1,1.84d,50,2,、,钢管外径的确定,钢管的外径,d,2,按下列公式进行计算：,d,2,=d,1,+2t,式中,t,钢管的壁厚，,mm,。,钢管壁厚,t,的大小取决于搭接管的受力状态。若将钢管受力状态近似于受剪切，则按抗剪切强度计算时，钢管只需满足半根钢芯的拉力即可。因此，对于常用导线，钢管厚度取,3-3mm,即可，但考虑到长期运行的防腐要求，则在此基础上应适当加厚，,金具手册,建议用壁厚,t,为,3-5mm,的无缝钢管作爆压搭接管。对,GJ-25,和,GJ-35,，,t,取,3mm,，对,GJ-50,和,GJ-70,，,t,取,4mm,。,51,3,、搭接管的长度,搭接管的长度按下式计算：,式中,Tg,钢芯的计算拉断力，,T,g,=0.85,g,A,g,=0.851200A,g,=1020A,g,;,g,钢芯的抗拉强度极限，,g,=1200Mpa,；,Ag,钢芯的截面积，,mm,2,Ag,(0.2d),2,/4,0.636d,2,。,f,钢管内壁单位面积上的摩擦力，,Mpa,。 在规定药包作用下，,f,的最低值为,23.8Mpa,，考虑施工储备系数,1.1,和运行储备系数,1.2,后，其值约为,18Mpa,。,将以上数据带入上式中得：,L,g,11d,爆压搭接时，为防止铝管内的热浪冲进钢管内烧伤钢芯，导线上一般应留出一小段,(,约,15mm),铝股内层不要剥离，将其作为一个塞子塞住管口，如图,5.29,所示。,图,5.29,钢芯搭接直线爆压管,52,4,、直线爆压铝管的设计,直线爆压铝管爆压后的形状如图,5.30,所示，爆压铝管的内、外径的确定与耐张爆压铝管的设计相同。,图,5.30,爆压后的直线爆压铝管,铝管的,有效压接长度,按下式计算：,式中,D,2,铝管压缩后的内径,(mm),，,D,2,0.9D,；,D,导线外径，,mm;,L,l,铝管对铝线的施压长度，,mm,；,f,铝管内壁单位面积握力。由试验知其不低于,6Mpa,，考虑施工储备系数和运行储备系数分别为,1.1,和,1.2,，则,T,l,导线中铝股部分的拉断力，,T,l,=0.95,160,A,l,A,l,铝线的截面积，,mm,2,。,将上述数据代入上式得：,L,l,11.8A,l,/D,53,第,6,章 联接金具,6-1,联接金具的作用及类别,6-2,常用联接金具的结构及应用,6-3,联接金具设计,54,6-1,联接金具的作用及基本要求,联接金具,（,connect clamp,）,-,又称挂线零件。其为悬垂、耐张绝缘子串中和避雷线金具串中除绝缘子、线夹、均压屏蔽金具及机械保护金具之外的所有金具。主要用于,绝缘子连接成串,及,金具与金具,、,金具与杆塔等的连接,。基本任务是完成导线,(,通过绝缘子,),与杆塔联接。分为,专用联接金具,和,通用联接金具,两大类。,专用联接金具,用于联接绝缘子的联接金具。主要有球头挂环和碗头挂板等。,通用联接金具,用于将绝缘子组装成串，并将绝缘子串与横担或线夹相联。也用于将地线紧固或悬挂在杆塔上，或将拉线安装在杆塔上的联接金具。,联接金具的工况,：主要承受各类机械荷载，如拉、扭、弯、剪切等。,一、联接金具的作用,55,56,二、对联接金具的基本要求,1),安全系数,联接金具用于各种情况的联接，,它们的机械强度按照标称破坏载荷系列划分载荷等级，载荷等级相同的联接金具具有广泛的互换性。根据,DL/T5093-1999110-500kV,架空送电线路设计技术规程,的规定，金具的机械强度安全系数一般不小于下列数值：,线路正常情况,：,2.5,线路事故情况,：,1.5,注意,：,为简化金具的载荷等级，扩大金具的互换性，联接金具在设计时，其,机械强度一般不按导线拉力选定，而是按绝缘子的机械破坏载荷来确定,。每一种型式或相同载荷的绝缘子与相同载荷等级的金具配套。,我国现行标准绝缘子是以,1h,机电载荷的,1/2,计算值作为绝缘子的允许使用荷载，而国际上一般是以绝缘子机电破坏荷载的,1/3,作为绝缘子的允许使用荷载。由于悬式绝缘子的载荷与绝缘子劣化有一定的关系，为减轻绝缘子载荷，绝缘子可以按机电破坏载荷的,1/2.5,计算，则导线、金具及绝缘子串的安全系数一致，均取,2.5,。,57,2,）绝缘子串上的联接金具的破坏载荷,：,单串,XP-70,型绝缘子联接金具的破坏载荷不小于,70kN,；,单串,X-4.5,型绝缘子串联接金具的破坏载荷不小于,60kN,，为简化载荷等级，均使用,70kN,级。,两串绝缘子用的金具其破坏载荷,不少于,单串,绝缘子破坏载荷,的,2,倍，三串绝缘子用的金具其破坏载荷不少于绝缘子破坏载荷的,3,倍。,为了使相同机械强度的联接金具具有普遍的互换性，方便运行检修，相同机械强度的联接金具所用的销钉、螺栓直径及受力部位尺寸,力求统一,，国标,GB/T2315-1999,电力金具标称破坏载荷系列及连接型式尺寸,中作出了规定。标准中的所有载荷等级及尺寸均以抗拉强度不低于,375Mpa,的钢计算而得。,联接金具的破坏载荷系列,分为,13,个等级，即,40,、,70,、,100,、,120,、,160,、,210,、,250,、,300,、,400,、,500,、,600,、,800,、,1000kN.,58,3),螺栓的直径系列,：,为了满足载荷要求并便于互换配合，标称破坏载荷与相应的联接螺栓直径应符合表,3-59,的规定。,表,3-59,59,4),螺栓联接尺寸,：,螺栓联接尺寸应符合图,3.63,及表,3-60,的规定。,表,3-60,图,3.63,螺栓联接的尺寸参数,60,5),圆环联接尺寸,：,圆环联接尺寸应符合图,3.64,及表,3-61,的规定。,表,3-61,图,3.63,圆环联接的尺寸参数,61,在选用联接金具时：,使用载荷小于,标称载荷系列,的应选以相应载荷的联接金具；,使用载荷大于,标称载荷系列,的，应选用大一级的联接金具。,使用载荷比标称载荷仅多几千,N,的情况，亦可以选用小一级的联接金具,(,因金具设计破坏载荷较实际破坏载荷有一定的裕度,),。,此时若选用大一级的联接金具会造成联接上不配套等许多问题。,各种载荷系列的金具各部位统一尺寸见表,3-62,。,三、 联接金具的选用,62,表,3-62,63,按照联接金具的使用条件和结构特点，联接金具可分为两大类别三大系列：,球,-,窝系列联接金具,其属于,专用联接金具,。它是根据与绝缘子联接的结构特点设计出来的，用于直接与绝缘子相联接。,环,-,链系列联接金具,属于,通用联接金具,。其采用环与环相联接的结构，是线,-,线接触金具。,板,-,板系列联接金具,属于,通用联接金具,。它必须借助于螺栓或销钉进行联接。,6-2,联接金具的类别及结构,一、联接金具的类别,64,挂环,(link)-,两端均为环形的连接件。,挂板,(clevis&tongue)-,两端均为螺栓组装的板形连接件。,U,形挂环,(shackle)-,由,U,形环与双片挂板所构成的一种连接件。,U,形螺丝,(U-bolt)-,由,U,形环与螺纹杆所构成的一种连接件。,联板,(yokeplate)-,将多个分支并联组装用的一种板形连接件。,牵引板,(towingplate)-,带有牵引孔的一种挂板。,挂钩,(,hook)-,由圆环与挂钩所构成的一种连接件。,吊架,(,hanger)-,在电杆上支持避雷线代替横担的组合件。,调整板,(adjustingplate)-,可调节连接长度的板形连接件。,花篮螺丝,(turnbuckle)-,用左右旋螺纹来调节连接长度的组合件。,球头挂环,(ball-eye )-,由脚球与环所构成的一种连接件。,球头挂钩,(ball-hook)-,由脚球与挂钩所构成的一种连接件。,碗头挂板,(socket-clevis eye )-,由帽窝与双片或单片挂板所构成的一种连接件。,球头挂板,(ball-clevis)-,由脚球与双片或单片挂板所构成的一种连接件。,通用联接金具,专用联接金具,65,66,图,6.1,通用联接金具,67,68,图,6.2,专用联接金具,69,1,、球,-,窝系列联接金具,是与球窝型结构的悬式绝缘子配套使用的联接金具，包括各种,球头挂环,、,碗头挂板,等。,此类金具的,结构特点,：没有方向性，挠性大，可转动，装卸方便，有利于带电作业。需与销紧件,(W,型和,R,型推拉销,),配合使用。,球,-,窝系列金具的结构如图,6.3,。,销紧销的作用、类别及特点：,用于球,-,窝联接金具上的销紧销主要起,避免球、窝脱离的作用,。有,W,型和,R,型两种。其结构特点为易装卸，安装时将销子从碗头的销孔塞入，即可保证球头和碗头的联接，拆卸时，只需将销子从销孔中拉出,(,但不脱离碗头,),，无需取出销子即可使球头与碗头脱离。装卸方便、销子不易丢失。,W,型推拉销,适用于,160kN,级以下,XP,系列绝缘子的联接。,R,型推拉销,适用于,210kN,级以上的绝缘子的联接。其安装情况见图,6.4,。,图,6.4,锁紧销的安装,(a)W,型锁紧销；,(b)R,型锁紧销,(a),(b),70,图,6.4,球头及球窝结构尺寸,球头与球窝形状及结构尺寸参数见图,6.4,，其尺寸规范见相关手册。,71,常用的球,-,窝系列金具的类别,:,(1),球头挂环,-,用于与球窝型悬式绝缘子上端钢帽联接，避免因联接点产生点接触而造成应力集中现象。常用的球头挂环有以下,3,种型式,(,图,6.5),，其结构尺寸规范见相关手册。,图,6.5,球头挂环的类型及结构参数,Q,型,QH,型,QP,型,72,根据使用条件，球头挂环分为,圆环接触,(Q,型,),和,螺栓平面接触,(QP,型,),两种。见图,6.6,。一般不宜采用图,6.7,的联接方式。,图,6.6,球头挂环的正确联接方式,(a),圆环接触；,(b),螺栓平面接触,图,6.7,球头挂环的不正确联接方式,73,(2),带钩或环的球头挂环,带钩的球头挂环,(,见图,6.8(a),可直接吊挂在横担拉板上，亦可与横担上的,U,形螺栓联接。,结构特点：吊装和拆卸方便，不需拆卸螺母和闭口销。但为了确保安全运行，挂钩应有锁止装置。耐张绝缘子串使用这种挂环时，过牵引距离比一般联接金具大。,带椭圆环的球头挂环,用于与带凸缘,(,加强型,),的,U,型螺栓相联,(,见图,6.8(b),，而一般球头挂环无法与带缘的,U,型螺栓相联。,两种球头挂环的形状及尺寸规范见图,6.9,及表,6-1,所示。,图,6.8,带钩球头挂环和带椭圆环球头挂环,(a),带钩球头挂环；,(b),带椭圆环球头挂环,(a),(b),74,图,6.9,带钩球头挂环和带椭圆环球头挂环的尺寸参数,(a),带钩球头挂环；,(b),带椭圆环球头挂环,表,6-1,75,(3),球头联棍,(,双球头,),-,用于,两个碗头,(,绝缘子钢帽窝,),之间的联接，如两个棒式绝缘子的相互联接。一般用于高压试验大厅。球头联棍的结构及联接方式如图,6.10,所示。,球头联棍的尺寸规范见表,6-2,。,图,6.10,球头联棍结构及的联接方式,(a),球头联棍的结构及参数；,(b),球头联棍的联接方式,(a),(b),表,6-2,76,(4),碗头挂板,-,-,用于与球窝型悬式绝缘子下端的钢脚,(,又称球头,),联接。常用的碗头挂板按结构和使用条件不同分为单联碗头挂板,(,图,3.73),和双联碗头挂板,(,图,3.74),两种型式。尺寸规范见相关手册。,图,6.11,单联碗头挂板结构型式,(a),普通单联碗头挂板；,(b),鼓形单联碗头挂板,(a),(b),图,6.11,所示两种单联碗头挂板的区别在于，鼓形碗头挂板可改善槽形联接螺栓的受弯条件,(b,较大,),。,77,图,6.12,双联碗头挂板结构型式,(a)W,销双联碗头挂板；,(b)R,销双联碗头挂板,图,6.12,所示两种碗头挂板的应用场合不同，,W,销碗头挂板适用于,16t,以下绝缘子的联接；,R,销碗头挂板适用于,20t,以上的绝缘子的联接。,78,碗头挂板,选用注意事项,：,(1),单串悬垂绝缘子串与悬垂线夹相联时，应选用较短的单碗头挂板，以减短绝缘子串长度。,(2),单串耐张绝缘子串与耐张线夹相联时，应选用长尺寸的单联碗头挂板，以避免耐张线夹的跳线与绝缘子瓷裙相碰。当长尺寸的单联碗头挂板不能满足要求时，应选用较短尺寸的单联碗头挂板，再加装挂板以延长距离。,79,2,、,环,-,链系列联接金具,其是联接金具普遍使用的结构型式，其结构简单，受力条件好，转动灵活，不受方向限制，转动角度比球窝型大得多。,环,-,链系列金具包括,U,形挂环,、,直角环,、,延长环,(,又名平行环或椭圆环,),及,U,形螺丝,等。,(,1)U,形挂环,其由圆钢锻制而成，有普通型和加长型,(,用于与楔形线夹配套使用,),两种结构，如图,6.13,所示。,U,形挂环的用途较广，可以单独使用，也可以两个串装使用。使用时，为避免点接触，尽可能不采用图,6.13(b),的组装方式。,图,6.13 U,形挂环的结构,(a),普通形；,(b),加长型,(a),(b),80,图,6.14 U,形挂环的组装方式,(a),正确组装方式,(,环,-,环,),；,(b),错误组装方式,(,环,-,销,),环,-,销联接,(,点接触,),(a),(b),81,(2),直角环,-,由圆钢锻制而成的两个互为,90,交错的圆环组成。主要用于联接,槽型悬式绝缘子,的上端钢帽。直角环下端环半径应与槽型绝缘子的钢脚尺寸一致。其结构形状见图,6.15,，安装方式见图,6.16,。,图,6.16,直角环的组装方式,图,6.15,直角环的结构,82,(3),延长环,-,由圆钢对焊或整体锻制而成。,用于环形金具的联接，以加长联接尺寸或转变联接方向。,其结构形状见图,6.17,，组装方式见图,6.18,。,延长环的其它应用：,(i),孤立档的紧线时采用延长环以避免过牵引,见图,6.19,；,(ii),耐张塔上跳线距杆塔横担距离不足时，将其用于耐张串的加长。见图,6.20,。,图,6.17,延长环的结构,图,6.18,延长环的组装,83,图,6.19,延长环在紧线中的应用,图,6.20,延长环在运行中的应用,84,(4)U,形螺丝,-,用于直线绝缘子串与横担相联、避雷线悬垂组合的横担上的首个零件。其有普通型,(,图,6.21),和加强型,(,带缘台的,)(,图,3.85),两种类型。这种螺栓的制造不能采用缩杆工艺和减少螺纹底径的方式。,(i),普通型,U,形螺丝,-,适用于,35-110kV,、垂直载荷较小、风偏横向弯矩不大的地区及中小截面导线。其与横担相联时可以直接与球头挂环或,U,形挂环相联，如图,6.22,所示。,图,6.22,普通型,U,形螺丝组装图,(a),与球头挂环联接；,(b),与直角环联接,横担塔材,图,6.21,普通型,U,形螺丝结构图,(a),(b),85,(ii),加强型,U,型螺栓,其与普通,U,型螺栓的区别在于没有下螺母，是将普通,U,型螺栓的下螺母改为与螺杆锻为一体的凸台,(,见图,6.23),。螺丝的螺纹部分安装在横担钢板的上方。,结构特点,：该联接金具在绝缘子串风偏时，其横向载荷由螺栓的凸台作为支撑点，螺杆受则不损伤螺纹，可提高,U,型螺栓的横向承载能力。,适用场合,：电压等级为,220kV,及以上，导线截面较大的悬垂串的联接。,由于螺杆带凸缘，用一般球头挂环无法组装，必须加装长椭圆头环或加装,U,形挂环，如图,6.24,所示。,图,6.23,加强型,U,形螺丝结构图,图,6.24,加强型,U,形螺丝组装图,86,U,形螺丝安装时应注意尽量,避免与板件的直接联接,(,如图,6.25,所示,),，因为这种安装会造成,点接触和横向摆动,不灵活。,普通型,U,形螺丝和加强型,U,型螺丝的允许荷载见表,6-3,所示。,图,6.25 U,形螺丝的错误使用,表,6-3,87,(5),避雷线悬吊架,其由钢锻制的吊杆和铸铁铸造的垫块组成,(,如图,6.26,所示,),。主要用于,190,和,230,锥形钢筋混凝土电杆及,300,、,400,等径电杆上吊挂避雷线悬垂线夹。如图,6.27,所示。,图,6.26,避雷线悬吊架结构示意图,图,6.27,避雷线悬吊架的应用,88,(6),延长拉环,其由圆钢锻制而成，用于延长联接距离和转换联接方向,(,拉环两端耳环互为,90,角,),。,用延长环可使垂直排列的分裂导线的上下导线的耐张线夹错开，避免上下两根导线的耐张线夹相碰或保持跳线的四根导线线束的距离。延长环的形状见,图,6.28,所示。,图,6.28,延长环结构示意图,89,(7),花篮螺丝,(,调节螺丝,),其由一套正牙及反牙的螺母、两个端头带有拉环的螺杆及拉杆组成，在螺杆端部备有夹板，并以螺栓固定，以保证螺杆在运行中不致产生松动。,花篮螺丝分为平环和圆环两种，,两者的区别,在于,:,平环花篮螺丝两端的螺杆拉环环孔均为平面，而圆环花篮螺丝的螺杆拉环一端环孔为平面，另一端环孔为圆形，其良好的适应性，可满足不同的安装条件且接触良好。如图,6.29,所示。,图,6.29,花篮螺丝结构示意图,(a),平环花篮螺丝；,(b),圆环花篮螺丝,(a),(b),90,3,、,板,-,板系列联接金具,属于通用金具，是联接金具普遍使用的简单结构型式。它必须借助于螺栓或销钉进行联接。,常用的板,-,板系列联接金具主要有,平行挂板,、,直角挂板,、,U,形挂板、联板,、,牵引板,、,调整板,、,十字挂板,、,联板支撑,等。各类板,-,板联接金具的结构、应用场合和尺寸规范等详见相关手册。,板,-,板系列联接金具多数采用中厚钢板,(,抗拉强度不低于,372.5Mpa),以冲压、剪割工艺制成。一般不采用铸造加工工艺。,图,6.30,板,-,板系列联接金具,91,图,6.31,单板平行挂板,图,6.32,双板平行挂板,图,6.33,三腿平行挂板,图,6.34,可调长度平行挂板,(1),平行挂板,-,用于单板与单板、单板与双板的联接，仅能改变组装件的长度，而不能改变联接方向。其由中厚钢板冲压或剪割工艺制成。定型的平行挂板有单板平行挂板、双板平行挂板及单板转换双板的平行挂板等。见图,6.31,图,6.34,。,用于与槽型绝缘子组装、延长耐张串长度及与其它金具联接,用于与楔形线夹配套使用,用于双板与单板的过渡联接和槽型绝缘子耐张串与耐张线夹的联接。有时也用于悬挂重锤的挂架的加长。,专门用于双联转角绝缘子串及耐张绝缘子串使用。,92,图,6.35,三腿直角挂板,图,6.36,四腿直角挂板,图,6.37 500kV,线路用直角挂板,(2),直角挂板,-,用于改变联接方向的转向联接金具。由于其联接方向互为直角，因此，变换灵活，适应性强。其一般采用中厚钢板冲压弯曲而成，也可用钢板加工制造。对于载荷等级较大的直角挂板，可采用球墨铸铁或铸钢制造，但不允许用可锻铸铁铸造。直角挂板有三腿和四腿挂板两种。结构见图,6.35-6.37,所示。,用于单板与双板的联接。,用于联接互为直角的单板。可以直接与横担相联，作为绝缘子串与横担联接的首件，也可用于联接绝缘子及其它改变联接方向的任何联接。,由球墨铸铁或铸钢制造。,93,图,6.38 U,形挂板,(3)U,形挂板,-,用于将悬垂绝缘子串或耐张绝缘子串与杆塔横担相联，使绝缘子串在顺线路方向转动灵活，风偏时，摆动中心移至挂板下端螺栓中心，从而可避免第一片绝缘子瓷裙与杆塔相碰。,U,形挂板的结构型式有以下两种,(,见图,6.38),。其正确的安装方式见图,6.39,。,图,6.39 U,形挂板的正确安装方式,94,(4),联板,-,用于双联绝缘子串或多联绝缘子串的并联组装、绝缘子串与两根导线及多根导线的组装、双根拉线的组装等。根据使用条件，联板分为,L,型、,LF,型、,LJ,型、,LE,型、,LL,型 、,LS,型、,LV,型及六分裂导线联板、联板支撑等。,(,见图,6.40,图6.44),。,(i)L,型联板,其有以下三种型式。,图,6.40,用于单串绝缘子与两根分裂导线组装的,L,型联板,95,图,6.41,用于单联绝缘子串与与两根分裂导线组装的,L,型联板，可装均压环，适用于,500kV,线路,图,6.42,用于组成三联绝缘子串的,L,型联板,96,(ii)LF,型联板,用于双联绝缘子串,(,悬垂串或耐张串,),中联接两根分裂导线。其结构型式及使用中的受力如图所示。,图,6.43 LF,型联板结构示意图,图,6.44 LF,型联板受力图,97,(ii)LJ,型联板,用于单联悬垂绝缘子串与二分裂导线的,330kV,线路和双联耐张绝缘子串与二分裂导线的,330kV,线路。联板上可安装均压屏蔽环。其有图,6.45,所示两种结构。,图,6.45 LF,型联板结构示意图,(a),(b),98,(,iii,)LE,型联板,用于,500kV,线路上由单联悬垂绝缘子串与四分裂导线联接的整体式联板。其结构形状见图,6.46,所示。,图,6.46 LE,型联板结构及受力图,99,(,iv,)LK,型联板,用于,500kV,线路单联悬垂绝缘子串与四分裂导线联接的上扛式联板。其结构形状及受力情况如图,6.47,所示。,图,6.47 LK,型联板结构及受力图,100,(v)LL,型联板,用于,500kV,线路单联悬垂绝缘子串与四分裂导线联接的组合式联板。其结构形状及受力情况如图,6.48,所示。,图,6.48 LL,型联板结构及受力图,101,(,vi,)LS,型联板,用于双联耐张绝缘子串与根导线和三根导线的组装、变电所的联板和双联悬垂绝缘子串与双悬垂线夹的组装。其结构形状如图,6.49,所示。,图,6.49 LS,型联板结构图,102,(,vii,)LV,型联板,用于双拉线的组装及单联绝缘子串紧固双母线。其组装情况及结构形状如图,6.70,所示。,双拉线的组装,紧固双母线,图,6.70 LV,型联板的应用及结构示意图,103,(5),牵引板,-,串联于耐张绝缘子串与横担固定端的其他联接金具组装中，供紧线时牵引耐张绝缘子串使用。其结构及使用情况见图,6.71,所示。,图,6.71,牵引板的结构及应用示意图,104,(,6),调整板,-,是一块孔距不等的多孔钢板。按使用场合不同，起不同的调整作用。当其串联于耐绝缘子串端的联接金具中时，可以调整双联并联绝缘子串的长度；串联于分裂导线的耐张绝缘子串的联接金具与耐张线夹之间，可以调整两根分裂导线的弧垂。其结构见图,6.72,所示。,图,6.72,调整板的结构示意图,105,(7),十字挂板,-,用于在变电所单联耐张或悬垂绝缘子串上安装均压屏蔽环的特殊挂板。其结构及使用情况见图,6.73,所示。,图,6.73,十字挂板的结构及应用示意图,106,(8),联板支撑,-,用于,500kV,线路中保持双联耐张串两串绝缘子间的距离的联接金具。其结构及使用情况见图,6.74,所示。,图,6.74,联板支撑的结构及应用示意图,107,1,、基本联接件的设计计算,基本联接件：销钉、眼孔和螺栓。,(1),销钉的设计,受力分析：,销钉在垂直荷载,P,作用下，既受剪切又受弯曲,(,见图,6.75,所示,),。,设计准则：按抗弯强度设计，按抗剪强度进行校核。,弯曲应力的计算,：,式中,M,-,销钉弯矩，,Mpa,；,a,-,挂板厚度，,mm,，,l,-,两支点间的距离，一般取,l=,1.05,A,；,A,为联接金具的开档距离。,W,抗弯截面模量。对于圆截面 。,d,为销钉直径，,mm,；,s,销钉材料的屈服极限，,Mpa,；,S,安全系数，一般取,1.5,。,图,6.75,销钉受力图,6-3,联接金具的设计计算,108,剪切强度校核：,式中,p,销钉材料的许用剪切应力，,Mpa,；对于,Q235,和,Q245,等碳素结构钢，可取,p=,80,Mpa,。,109,(2),眼孔的设计,眼孔,与销钉配合的单板上的圆孔。,眼孔的受力如图,6.76,所示。 由于应力在眼孔截面上的分布受材料屈服延伸的影响而不均匀，破坏力矩加在危险断面,(C-C,截面,),上将是个梯形，相当于抗拉强度,B,及屈服强度,S,的平均值。因此，眼孔的破坏力为：,图,6.76,眼孔受力示意图,式中,A,侧截面的面积，,A=,h,t,mm,2,；,t,板件的厚度，,mm,。,试验得出的近似计算公式为：,式中,K,孔的弯曲度，,K=h/R,；,h,孔的壁厚，,mm,；,R,-,孔壁的平均半径，,mm,。,110,两个,U,形环的链式铰接时，其受力情况与眼孔相似，亦可以采用上述公式进行联接的破坏力的计算。见图,6.77,所示。,图,6.77,两个,U,形环的联接,111,(3),螺栓的设计,(,略,),螺栓联接的受力型式有两种：松螺栓联接和紧螺栓联接。前者螺栓仅受轴向拉力，而后者螺栓既受轴向拉力又受扭转产生的剪应力。因此两类联接螺栓的强度应按,机械设计基础,中的相关计算公式计算。,112,2,、球头和碗头设计,确定球头和碗头的尺寸,(1),球头和碗头的尺寸要求,(i),球头与碗头的间隙量,联接部位,(,球头和碗头处,),应保证规定的间隙量,(,见图,6.78,所示,),，以方便装拆。,图,6.78,球头与碗头的间隙量,(a),球头在碗头进口处；,(b),球头在碗头窝内,113,(ii),锁紧销子对球头的封闭量,S,图,6.79,所示为球头在碗头进、出口处的情况。 图中,T,为锁紧销子的高度，,S,为封闭量。,S,值的要求如下。,图,6.79,锁紧销子对球头的封闭,球杆直径（,mm,）,11 16A 16B 20 24 28 32,S,最小值（,mm,）,0.9 1.5 2.4 2.5 2,0 2.8 3,3,114,(iii),球头在碗头内的滑移和翘移,球头在碗头的滑移和翘移分别用角度,和,表示,如图,6.80,所示。其分别反映锁紧销子处于拉出和推进状态时球头在碗头内的偏移情况。,和,的值应满足相关规程的规定值。,图,6.80,球头在碗头内的滑移和翘移,(a),滑移；,(b),翘移,115,(2),球头的尺寸和碗头的尺寸,球头和碗头的尺寸参数见图示,6.81,及图,6.82,所示，其取值应符合标准规定，并应采用检查样板,(“,过规”,),进行配合尺寸检查。,图,6.81,球头的尺寸,图,6.82,碗头的尺寸,球碗配合检查样板,116,(3),碗头销子孔的尺寸,(i),采用,R,销,(ii),采用,W,销,图,6.83,碗头上的,R,销孔,图,6.84,碗头上的,W,销孔,117,(6),锁紧销子的尺寸,(i)R,销与,W,销在锁住与开放时的位置,(,见图,6.85,所示,),图,6.85 R,销和,W,销在锁住与开放时的位置,(a)R,销在锁住位置；,(b)R,销在开放位置；,(c)W,销在锁住位置；,(d)W,销在开放位置,118,(ii)R,销的尺寸和,W,销的尺寸,(,见图,6.86,和图,6.87,所示,),图,6.86 R,销的尺寸,图,6.87 W,销的尺寸,119,(iii),锁紧销的检验,锁紧销子对保证球、碗连接的可靠性关系很大,IEC,标准对于锁紧销的性能检验规定了以下的检查项目：,(1),尺寸检查：用专门制造的“规“。,(2),抗弯曲试验：,R,销在规定的曲率半径下弯曲,75,。,(3),硬度试验：,R,销等于或大于维氏,l60,度，,W,销等于或大于维氏,l50,度。,(4),操作试验：,R,销由锁住位置拉出的力，对于球杆直径为,11,时,F,min,30N,，,F