基于鋁包鋼芯耐熱鋁合金絞線耐張線夾的特殊設計

房靈占 陳龍元 曹懋峰

（中國能源建設集團南京線路器材有限公司，江蘇南京211599）

0 引言

近年來，隨著工程的更新、升級和特殊應用需求的出現，一些新型導線陸續在部分工程中探索應用。其中，鋁包鋼芯耐熱鋁合金絞線作為一種新型導線，其相應配套耐張線夾的設計，逐漸成為工程應用的一種現實需要。實踐中發現，此種導線耐張線夾的設計存在試驗結果難以達到要求、分散性較大的特點，與常規導線耐張線夾有所不同。

本文將探討此種特殊導線耐張線夾的設計難點及問題解決方法。

1 導線參數

導線為特種導線鋁包鋼芯耐熱鋁合金絞線，其參數如表1所示。

表1 導線參數

2 問題與影響因素分析

根據程應鏜《送電線路金具的設計、安裝、試驗和應用》一書中的常規設計方法進行設計，耐張線夾樣式如圖1所示。多組多次試驗發現，荷載值難以達到95%計算拉斷力的要求，即使同組試驗值比較也存在較大區別，試驗結果存在較大分散性。經咨詢以往相關設計及試驗情況，并綜合分析試驗失敗數據，推測導線本質特性和試驗荷載要求兩個因素對此種導線耐張線夾的設計具有關鍵影響。

2.1 導線本質特性影響

導線芯部為鋁包鋼絞線，其單絲外層為覆包鋁，在受壓接觸時鋁易產生分層滑移；導線外層為耐熱鋁合金絞線，單絲材質較硬，延展性較差，易產生脆斷。由此構造而成的導線，相比于常規鋼芯鋁絞線，試驗結果分散性更大。

圖1 耐張線夾樣式

2.2 試驗荷載要求影響

導線出廠試驗數據為導線計算拉斷力的95%，而耐張線夾也要求為計算拉斷力的95%，考慮到導線本質特殊性及金具壓接損失，工程實際要求最大荷載是否應使用兩個95%×95%的計算拉斷力值，或者選取一個較小一些的值作為工程的荷載要求，尚值得商榷。

3 鋼錨的改進

針對鋁包鋼芯部材質特性，采取增大壓力和接觸面的方法增強握著力，具體通過減小鋼管內徑和增加壓接長度來實現，如圖2所示。考慮鋁包鋼芯不至于太難穿入鋼錨，此處內徑也不至太小，內徑取1.07dg（鋁包鋼絞線內徑）。壓接長度，此處取16.5dg（鋁包鋼絞線內徑），適度增大。

圖2 鋼錨的改進

4 本體的改進

針對耐熱鋁合金外層絞線，采取減小壓力和增大接觸面積的方法，以免握力太大損傷導線，并保證整體握力，同時外徑不能太小，從而滿足耐熱情況下金具的穩定性，改進思路如圖3所示。鋁管外徑，適用耐熱導線時，通常增加5～10 mm，此處取70 mm。鋁管內徑，建議取1.09D～1.15D（導線外徑），鋁管內徑的增大可以減小導線受壓以及減少起鼓，具體根據導線和試驗情況選擇與變通，此處取1.15D（導線外徑）。壓接長度，建議取10.5D～13.5D（導線外徑），具體根據導線和試驗情況選擇與變通。拔稍的設計是必需的，因內徑的增大，拔稍的設計需考慮空壓導致的拔稍實際有效長度減小，拔稍長度宜適度。

圖3 本體的改進

5 荷載要求與試驗

此種鋁包鋼芯耐熱鋁合金絞線，在以往多個工程應用中，存在同種金具不同廠家導線試驗結果不同以及同一廠家同種金具出廠試驗合格而現場試驗不能通過的情況。這固然可以認為是試驗結果的分散性較大造成的，但試驗過程中發現也與所使用的95%計算拉斷力的值有關。試驗中觀察到，荷載接近95%計算拉斷力時，試驗結果極其不穩定。初步推測，此時達到導線的極限荷載，稍微的操作，如不同批次壓接操作微小的不一致，或壓接后導線的松散性稍微不一致，都會被瞬時放大，以致試驗結果不能夠穩定。經設計院和多個廠家最終確定，此工程中荷載取92%計算拉斷力作為試驗荷載。

以92%計算拉斷力作為工程要求荷載，改進的耐張線夾不須特別的壓接操作，經現場常規方法壓接后，結果達到92%荷載要求，試驗數據呈現穩定性。

6 結語

通過對失敗試驗數據的分析，找到了可能的導線本質特性和試驗荷載要求兩個影響因素，主要通過鋼錨加大握力、本體減小壓力和荷載合理減小三種方式進行優化，最終解決了試驗難以通過及試驗結果不穩定的問題，為以后相應導線耐張線夾的設計提供了理論和工程應用參考資料。

考慮到此類導線的本質特性、試驗結果穩定性、工程安全性以及耐熱特殊性能，在實際應用中，筆者建議荷載要求選取95%×95%的荷載或90%～92%作為工程參考荷載，同時，建議每批次工程均進行試驗，以保障工程的安全穩定進行。