一種架空導線、地線拉力試驗工裝研制

羅富斌 楊凱 何興國

摘? 要：本文主要介紹型號為LAW-1000臥式拉力試驗機進行導線、地線拉力試驗夾具工裝的設計特點、計算原理，并按照GB/T4909.3-2009《裸電線試驗方法 拉力試驗》的要求使用試驗工裝進行大量試驗，驗證夾具的合理性。

關鍵詞：拉力試驗;架空導線、地線;夾具工裝;鋼芯鋁絞線

中圖分類號：TM244? ?文獻標識碼：A

0 引言

導線、地線拉力試驗，是對原材料的檢測，原材料檢測有助于確保供應商提供的材料滿足的規范，充分了解原材料的本質、特征、安全性、對產品的適用性，確保工程質量。該試驗工裝是GB/T4909.3-2009《裸電線試驗方法 拉力試驗》中的試件加工方法中夾具法夾具裝置的研究與制作。使得運用該裝置，滿足試高驗效率的試驗需求，可適用于不同型號導線、地線[1]。

1 設計思路

（1）借鑒電力金具導卡線器結構原理及其特點：電力金具導卡線器一般采用高強度鋁合金材料制成，重量輕、強度高、鉗口采用微紋結構、提高對導線握裹力、不打滑、不傷線的特點[2]。

（2）利用杠桿原理，形成拉力與壓力之間的相互傳遞。

2 結構模型及計算

利用理論力學杠桿原理進行夾具模型設計如圖1所示。

利用理論力學杠桿原理進行夾具模型進行分析，該工裝為對稱結構，力學分析選取一半。

利用杠桿原理，當導線安裝在夾具上進行拉力試驗時，夾具受到拉力機的作用拉力F，然后通過拉桿CD、壓桿AD把F成倍力放大到對壓鉗的壓力，最后形成壓鉗對導線的夾緊力，導線與夾鉗間形成2個摩擦付，其產生的摩擦力f大于導線破斷拉力F，最終完成導線拉力試驗[3]。受力分析如圖2所示。

2.1根據受力模型各桿件受力

（1）CD桿件以D點為園心，根據力的平衡和分解建立x-y坐標系，則CD桿件通過拉力機受到拉力作用T

（2）AC桿件以A點為圓心，根據杠桿原理通過作用點B點對壓鉗形成壓力N2，其中N2的力臂為235mm，T的力臂為590mm

（3）夾具對導線一個摩擦付摩擦力f

式中μ為鋼-鋼、鋼-呂摩擦系數取0.3，

（4）以B點為圓心，桿件AC對夾具導管A點形成向上的拉力N1，其中N1的力臂為235mm，T的力臂為387.2mm

2.2 受力驗算

根據常規導線拉力試驗，本夾具設計導線最大破斷拉力為20噸，則：T=20000kg;N1=32800kg;N2=50200kg;f=15060kg（夾鉗一個摩擦付摩擦力）;

2.2.1 CD桿件設計驗算

材料選用Q345結構鋼，根據桿件結構CD的薄弱點在C點銷孔A-A、B-B兩個斷面，下式中αj-應力集中系數取2.25;b-拉桿寬80mm;d-銷孔直徑30mm;δ1-拉板厚度12mm;δ2-拉桿加強板厚度20mm。

結構尺寸如下圖3示：

A-A斷面應力為：

滿足強度要求。

B-B斷面應力為：

滿足強度要求

拉桿中間斷面應力

滿足強度要求

2.2.2 AC桿件設計驗算

AC桿件受力薄弱點在銷孔，主要驗算A點銷孔A-A、B-B兩個斷面，如下圖4示，下式中αj-應力集中系數取2.25;b-拉桿寬80mm;d-銷孔直徑30mm;δ1-拉板厚度20mm;δ2-拉桿加強板厚度30mm。

滿足要求

2.2.3夾具導管耳板設計驗算

夾具導管受力薄弱點在導管耳板，主要驗算A點A-A、B-B兩個斷面，如下圖5示，下式中αj-應力集中系數取2.25;b-拉桿寬80mm;d-銷孔直徑30mm;δ1-耳板厚度30mm;δ2-拉桿加強板厚度30m;δ3-拉桿加強板厚度30mm。

滿足強度要求

2.2.4 銷軸設計驗算

銷軸材料采用40Cr，期屈服強度σs=7850kg/cm2，銷軸直徑φ=30mm、n=1.15

滿足要求

2.2.5 壓鉗設計計算

壓鉗材料采用40Cr，期屈服強度σs=7850kg/cm2，尺寸見下圖6示：

滿足要求

為適用于不同規格的導地線，通過制作適應不同規格導地線的壓鉗來實現。

3夾具工裝驗證試驗

3.1拉斷力試驗

標準GB/T4909.3-2009中要求安裝導線試樣，導線試樣的兩端應制作合適的端頭。導線的拉斷力按當絞線的一根或多根單線發生斷裂時的負荷來確定[4]。

導線拉斷力實測值等于額定拉斷力計算值的95%。

3.2驗證試驗

運用夾具工裝對不同型號的導地線進行拉力試驗，試驗結果如表1所示。可見夾具工裝適用于不同規格導地線拉力試驗。

4結語

架空導線、地線拉力試驗工裝研制解是GB/T 4909.3—2009標準中進行的導線拉斷力試驗試樣加工方法夾具法具體體現，形成了一個工裝，提高了試驗效率，大大降低了試驗成本，消除壓接金具對拉斷力試驗的影響。

參考文獻

[1]裸電線試驗方法 第3部分：拉力試驗（GB/T 4909.3-2009）[S]北京：中國標準出版社，2009.

[2]電力金具試驗方法 第1部分：機械試驗（GB/T 2317.1-2008）[S]北京：中國標準出版社，2009.

[3]王春紅.壓接金具對鋁包鋼芯鋁絞線拉斷力試驗的影響[J].光纜與電纜及其運用技術，2018（4）：42-43.

[4]中國電器工業協會.圓線同心絞架空導線：GB/T1179—2008[S].北京：中國標準出版社，2008.

收稿日期：2021-08-11

作者簡介：羅富斌（1994—），男，彝族，云南昆明人，本科，助理工程師，研究方向：建筑工程檢測技術。