預絞式金具產品的加工工序與設計方法

摘 要：當今世界上發達國家在架設高空線路的安裝設備上，普及使用預絞式的金具產品。因為預絞式的金具產品相較于傳統意義上所使用的金具，具有許多常用的架空金具難以企及的優勢：其在重量上更為輕巧，在安裝使用該金具時也更為簡易方便，不僅如此它還具有抗腐蝕性、抗高溫、環保節能、堅固不易損傷、受壓力均勻等更為出眾的優勢。

關鍵詞：預絞式金具；架空輸配線路；加工工序；優勢

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0059-02

1 預絞絲的特點

美國PLP公司的創始人托馬斯于1947年創造了預絞絲，剛開始的時候只是簡單的預絞式的護線條。那什么是護線條呢？簡單的區分一下，護線條大概分為預絞絲和錐形兩種類型，它是為了保護架空線路的懸掛點因為各種原因的震動而導致的損傷，其一般被安裝在線路導線的線夾處，為的就是減少線路導線因為震動及壓迫而產生的變形和損傷，提高所保護位置的剛硬程度和抗震動的能力。目前我國普及使用預絞絲類型的護線條用來作為防震的裝置，預絞絲作為一種鋁鎂硅合金線條材料，已經被列入預絞式金具產品中。

在線條式預絞絲的基礎上，為適應生產力的發展和社會生產的需要，逐步出現了多種類型的預絞式金具產品，而在這眾多的產品中，因特點突出，技術性能優越使預絞式電力金具在光纜和電力的行業中被越來越廣泛的關注和使用。根據相關資料記錄，在高達425kV以上的高壓電線路中，預絞式電力金具已經成功的適用了數年之久，而預絞式金具里的其他產品如懸掛式線夾也被普遍適用于外國的特高壓線路中[1]，并留有長期運行的記錄，典型的例子就是美國1975年的750kV項目和南非1982年的750kV項目。在目前相關專業統計中，預絞式金具已被安裝使用在全世界數百萬公里的OPGW和ADSS光纜的線路上。雖然我國在該項技術領域的開發和利用方面起步較晚，但是由于其優勢突出，預絞式金具已經逐漸被各大電力企業認可和投入使用，被廣泛應用于輸配電、光纖通訊、電氣化鐵路、有線電視、建筑、農業等各個領域。

2 預絞式金具的加工工序及性能影響因素

預絞式電力金具在設計和加工其預絞絲時，其第一道工序叫做成型，具體而言就是采用特殊規格的模具把特定選擇的金屬絲整合，最終成果就變成了被切割成固定長度的具有特殊內徑和長度的螺旋狀的預絞絲。緊接著這些已經初步成型的預絞絲將經過或分組、或清洗、或粘膠、或噴砂、或絞合、或制彎等一系列的加工程序，當然并不是每一個預絞式金具都要經歷這些全部的程序，不同的產品根據其特性需要經歷不同的加工工序，最后經歷過無數工序的淬煉，最終形成了最后的預絞式金具產品經歷過一道道工序的成品，其預絞絲的內徑比需要配套使用的導線或者光纜的外徑稍小，因此，當把其使用在導線或者是光纜上的時候，會在二者相接觸的位置產生摩擦力，使其壓應力均勻，進而將配套使用的導線或者是光纜緊緊卡住。

螺旋預絞絲的內徑與所適用的導線或光纜的外徑的比例關系、預絞絲上一個完整螺旋的長度及磨砂的多少、螺旋的方向、預絞絲的長度及制作金具產品的選材等決定了一個成品預絞式金具產品的性能。螺旋預絞絲的內徑必須比所適用的導線或光纜的外徑小，這樣才能在二者相接觸的面產生均勻的壓應力，進而轉化成摩擦力，使預絞絲金具牢牢的鑲嵌在配套使用的導線或光纜上，但是，究竟內徑需要比外徑小多少，這一點沒有統一的標準，它是根據不同的產品系數而定，這也是制作預絞式金具產品所需要參考的重要的技術參數之一。

而螺旋的長度即螺距，在預絞絲的長度一定的情況下，如果它的長度越長，那么在一個預絞絲的范圍內，需要的節距數量就越少，也就是說產生的接觸面就越少，那么摩擦力就會減弱。因此如若想增強預絞絲的握力也就是摩擦力的話，就要增大接觸面積，增大均勻的壓應力面積，因此要減少螺距。而這樣的情況下，會導致所使用的材料增多，加大了金具產品成型的難度，導致成本的增加，而且安裝變得不再便捷。因此每個預絞絲金具產品的螺距都不相同，這也是預絞式金具產品制作加工時需要考慮的技術參數之一。從以上分析不難得出，預絞絲的長度其實也影響著一個產品摩擦力壓應力的大小，是影響一個預絞式金具產品的重要的技術參數之一。雖預絞絲的長度越長，其接觸面就越大，進而摩擦力就增大，但這并不意味著越長就越好。因為預絞絲的長度直接與材料的使用相關聯，長度越長，使用的材料就增多，會造成材料的不必要的浪費。因此只需根據所需成品的技術參數，設計特定的長度，達到材料的應用最大化即可。

存在于預絞絲內壁上的磨砂，也可以增加預絞絲與導線或光纜接觸面的摩擦力，其意義不言而喻。而旋向指的是導線或光纜最外層的捻向.順時針的方向稱為右旋，逆時針的方向則稱為左旋。這個旋向最終決定著成品的旋向，同時也反映了最終產品的設計功能。最后選擇生產預絞絲的原材料一定要考慮材料的強度和其抗腐蝕性。一般情況下，選擇要安裝的預絞絲的材質需要盡可能與其接觸的部分相同，至少也要保證電負性接近，同時，原材料本身的選擇也要考慮其所制作的最終產品的技術參數。

3 預絞式金具在架空線路中的運用優勢

3.1 高度耐磨損性

在高空的輸配電線路運行過程中，高強度作業的通常是各種部件中的導、地線部分，它們在高強度的作業下很容易受到損傷。這些發生損傷的區域通常在桿塔側導、地線與金具相接觸的區域上，因為這些區域的動態彎曲和靜態彎曲應力最大。

預絞式金具的出現就解決了上述問題。預絞式金具因為具有長長的預絞絲，它們與導線或光纜的接觸面，可以均勻地分散金具對導、地的靜態壓應力，避免金具對導線或是光纜的壓力集中在某一個點上[2]。同時，由于預絞式金具的纏繞，導、地線與金具相接觸的區域的彎曲剛度有所增強，極大的削弱了由微風振動引起的動態彎曲應力對這些區域的影響[3]。預絞式金具和傳統機械式金具在同等的使用條件下，前者明顯減小作用在導、地線上的靜態和動態應力，緩解了了導、地線與金具產品相接觸區域面的嚴肅的應力環境，減少導、地線因微風振動和高強度作業所受到的損傷。

3.2 操作便捷、維護省心

預絞式金具在安裝的時候不需要使用專用工具，預絞式產品在設計的時候，在生產工廠這個環節已經進行了預成形處理，因此在安裝施工的時候，只需將預絞式綁線向兩側纏繞在導線上就行了，即可以徒手進行安裝，簡便快捷的操作極大的提高了金具產品的安裝速度和工人的勞動效率。舉個例子來說明一下，如果一個工人操作熟練，那么他安裝一套預絞式金具只需花費幾分鐘的時間。而且因為是徒手進行操作，所以可以僅靠觀察就能檢查金具的安裝質量，也不會出現因為不同人使用不同工具進行操作而使安裝出現差異的情況發生。

預絞式金具在設計的時候，完全考慮到在后期運行過程中，運行張力的出現會使導線或是光纜處于一種越來越緊的狀態，而預絞絲的特殊的結構設計，使其完全適應這種越拉越緊的狀態，也就不會產生傳統金具在這種情形下會出現的問題。因此使用預絞式金具，同時可以省掉后期大量的運行維護工作，這些特點使得應用預絞式金具變得經濟便捷。

3.3 材料耗廢低

在以往的時候，我國的一些金句產品在選擇原材料的時候，普遍使用鐵磁材料，然而鐵磁材料往往存在者磁滯和渦流損失的問題，這樣使得金具的能耗非常嚴重。隨著社會的高速發展，我們生活的各個領域都離不開電，導致電力的輸送量的大大的提高，高消耗的傳統金具已經無法滿足當今社會的發展。預絞式金具的出現很好的解決了這個問題，因為預絞式金具大部分的材料都是由鋁合金材料構成，不僅能耗很小而且滿足了輸配電線路對配套金具的強度要求。

3.4 適用性強

預絞式金具可應用于幾乎所有的常用導、地線以及絕緣電纜。

3.5 抗腐性強

選擇生產預絞絲的原材料一定要考慮材料的強度和其抗腐蝕性。一般情況下，選擇要安裝的預絞絲的材質需要盡可能與其接觸的部分相同，至少也要保證電負性接近，這樣可以減小不同種金屬之間在電氣環境下所引起的電腐蝕，增強了金具產品的使用期限。

4 結束語

電力金具在架空輸配電線路中占據著重要的地位，被廣泛的使用，預絞式金具的廣泛推廣不僅能耗很小而且滿足了輸配電線路對配套金具的強度要求，同時可以省掉后期大量的運行維護工作，符合高速發展的當今社會的需要。

參考文獻

[1]楊勝平.預交絲金具產品質量控制及其特點分析[J].電力設備，2016，7（9）：55～57.

[2]張 玲.全金屬預交式金具[J].電力建設，2017，28（10）：95～96.

[3]鄧洪洲，朱松曄，王肇民.大跨越輸電塔線體系動力特性及風振響應[J].建筑結構，2014（7）：25～28.

收稿日期：2018-8-10

作者簡介：韋英泰（1989-），男，助理工程師，本科，主要從事電力鐵塔放樣工作。