一种新型的接地线套管固定装置

王邦磊，刘峰，王宏光，王兴，杨东

（国网山东五莲县供电公司，山东五莲262300）

一种新型的接地线套管固定装置

王邦磊，刘峰，王宏光，王兴，杨东

（国网山东五莲县供电公司，山东五莲262300）

传统的配电台架接地线套管采用电缆抱箍进行固定，该固定方式存在电缆抱箍固定长度不灵活、不易调整支撑长度等问题。设计了一种新型固定装置来固定台架接地线套管，主要由固定穿钉、支撑撑铁、螺栓型U型抱箍组成。实践证明该固定装置具有可靠性高、安装灵活等优点，有效缩短配电台架安装时间，节省人力、物力，提高了配电台架安装后的美观程度。

配电台架；接地线套管；固定装置

0 引言

随着农村日益增长的用电需求，为建设农村电气化标准台区，国家电网公司推行了10 kV柱上变压器台架［1-2］。相对传统配电室电源布点来说，中间下线型配电台架占地面积少、节省投资，但是需要对进出线电缆、接地线进行套管敷设，防止外力破坏和锈蚀风化。随着农网改造升级工程任务量加大，配电台架标准化、模板化建设日益完善，若接地线敷设及套管不规范，将会严重影响配电台架的使用寿命，影响电网的安全运行。

1 传统固定接地线套管的方法

通常采用电缆抱箍对接地线套管进行固定，为保证接地线套管中心线和两根电杆中心线位于同一平面内，通常一个配电台架的接地线套管采用D260／D280／D320 3个抱箍进行固定，一端固定在电杆上，另一端固定PVC管，每个抱箍需要4套螺栓固定，配电台架接地线套管传统固定方式如图1所示。电缆抱箍安装过程中，施工人员通过扳手对抱箍固定螺栓进行紧固，由于电杆是锥形物体，造成电缆抱箍在受到扳手的切向拧紧力后会发生抱箍绕电杆旋转问题，使3套电缆抱箍固定的接地线套管不在同一平面内，使接地线套管的3个固定点产生位移角，导致接地线及套管受力不均，长时间会导致接地线套管断裂，严重威胁低压台区供电可靠性。同时采用电缆抱箍安装会增加耗材的使用，加长台架的安装时间。

传统电缆抱箍固定不仅给作业人员攀爬电杆带来安全隐患，而且影响配电台架的美观和安全使用寿命。如何节省固定的时间、物力，减少配电台架支撑铁附件的数量，优化配电台架接地线套管的安装流程，成为迫切需要研究和解决的问题。

图1 配电台架接地线套管传统固定方式

2 新型接地线套管固定装置

由于避雷器层、变压器层、JP柜层均是双横担，同时接地线套管位于双横担的中间，可以研制横担内置式接地线套管固定支架来代替传统电缆抱箍，安全高效地完成接地线套管的固定。为能够在生产中得到运用，需要对装置的结构、各部件、材料及安装进行进一步优化。

2.1 装置支架部分优化

装置支架部分有工型和I型2种结构形式。

工型支架。制作支架模型，在配电台架实训基地进行模拟安装试验，由于双横担的限位作用，安装后支架不发生位移，同时也能实现接地线套管的居中固定。

I型支架。由于I型支架需要固定在电杆上，对电杆的杆体进行打孔安装，破坏了杆体，带来不安全因素。

综合考虑安装的实用性和安全性，应选用固定简便、安全性高的工型支架。

2.2 装置支架材料优化

装置支架的材料可采用碳钢或铝合金［3］。

碳钢工型支架。对碳钢支架进行20次弯曲应力试验，保持承受147 N拉力，时间定为10 min，记录支架工作正应力情况，其中抗弯截面系数为［4-5］

式中：Wz为抗弯截面系数；Iz为矩形横截面对中性轴的惯性矩；ymax为矩形横截面的形心；b为矩形横截面的长度；h为矩形横截面的高度。

支架的最大工作正应力为

式中：σmax为支架的最大工作正应力；Mmax为支架横截面的弯矩；［σ］为材料的许用正应力。

对20次试验数据进行统计分析，绘制碳钢支架试验正应力分布图，如图2所示。

试验分析发现，每次碳钢支架受力后未发现变形、弯折。由图可以看出，每次试验均未达到碳钢支架的许用正应力65 MPa，经查《实用金属材料手册》得知：常用碳钢密度为7~7.85 g／cm3，较重；硬度大于250~450 HB，硬度高，材质稳定性好；市场价格较低。

铝合金工型支架。对铝合金工型支架进行20次弯曲应力试验，保持承受147N拉力，时间定为10 min，每次均发生弯折变形。经查《实用金属材料手册》得知：铝合金密度为2.8 g／cm3，较轻；硬度为20~150 HB，硬度不高，材质稳定性不好；市场价格较高。

综合考虑安装的实用性和稳定性，应选用承受力较大、不易被氧化和腐蚀的碳钢支架。

2.3 装置固定部分优化

装置的固定可选用双头螺纹螺栓和普通螺栓固定。

通过实际安装配电台架发现，避雷器层、变压器层、JP柜层双横担均使用双头螺纹螺栓固定。从经济性和安装灵活性方面考虑，固定装置可借助每层横担的双头螺纹螺栓进行固定，一方面节省了多套螺栓耗材的使用，另一方面优化了配电台架的安装流程，提高了安装效率。因此，装置的固定应选用双头螺纹螺栓。对双头螺纹螺栓进行20次弯曲应力试验，保持承受1 100 N拉力（由支架和变压器的重力测算），时间定为10 min，记录双头螺纹螺栓工作正应力情况，其中抗弯截面系数为

双头螺纹螺栓的最大工作正应力为

对20次试验数据进行统计分析，绘制双头螺纹螺栓试验正应力分布图，如图3所示。

图3 双头螺纹螺栓试验正应力分布

由图可知，双头螺纹螺栓承受的外力对应的正应力远小于许用正应力240 MPa，试验发现，双头螺纹螺栓均能承受接地线套管及变压器的受力而不发生变形，满足固定的要求。

2.4 装置连接部分优化

装置和接地线套管的连接部分有绳索连接和螺栓型U型抱箍连接2种形式。

绳索连接。通过绳索连接的试验发现，绳索在一段时间内，发生松动现象，导致接地线套管滑落。绳索质量轻，成本低，但是安装不牢固，捆绑时间较长，存在较大安全隐患［6］

螺栓型U型抱箍连接。经试验发现，螺栓型U型抱箍安装连接时间短，安装牢固。

通过在配电台架的试验分析，螺栓型U型抱箍的连接符合安装要求。

2.5 固定装置长度

固定装置所处的位置不同，分别是在避雷器横担之间、变压器横担之间、JP柜横担之间，由于电杆是锥形物体，分别测量结果是避雷器层的横担的间距为300 mm左右，变压器层横担间距为350 mm左右，JP层的横担间距为370 mm左右。要使3层固定支架通用，考虑电杆是锥形物体，则选取避雷器层情况下的支架即可满足其他两层支架固定要求；避雷器层固定双角铁横担所用的双头螺纹穿钉型号为M18×350 mm，穿钉内螺纹长度为200 mm，为保证固定支架在穿钉轴方向上不发生转动，在支架两端各加一个螺帽进行位限位固定。最终得出判断：固定穿钉的内螺纹长度200 mm不大于支架固定平面长度，且小于避雷器层支撑角钢间距300 mm。综合考虑支架稳定性、安全性、经济性各方面指标，确定支架固定平面的长度为200 mm，即可满足3层横担之间安装的要求。固定支架模型及三视图如图4所示。

图4 碳钢支架模型及三视图

2.6 固定装置安装

在配电台架进行各层横担安装时，接地线套管固定装置需要提前预置到3层横担之间，通过每层横担的双头螺纹螺栓紧固，实现横担和固定支架的合并安装，大大提高工作效率。固定装置实际安装效果如图5所示［7］。

图5 固定装置实际安装效果

3 新型固定装置安装应用效果

2015年对五莲供电公司利用新型固定装置安装的配电台架进行分析统计，安装用时比传统的固定方式减少约30 min，安装后配电台架更加美观、简洁。固定支架安装前后的对比如图6所示，固定装置安装后的配电台架整体安装效果如图7所示。使用新型接地线固定装置后，整个配电台架实现了零电缆抱箍安装，做到了精益化建设。

图6 配电台架安装前后对比

图7 固定装置安装后配电台架整体效果

4 结语

新型的接地线套管固定装置制作简单、成本低，易于安装，可靠性高，大大提高工程施工效率，解决了传统电缆抱箍安装带来的弊端，做到了10 kV柱上配电台架传统电缆抱箍从有到无的跨越，实现了低压台区配电台架的优化安装，为农网改造升级工程更好、更快的实施鉴定了基础。

［1］帅军庆.国家电网公司380／220 V配电网工程典型设计［M］.北京：中国电力出版社，2014.

［2］刘振亚.国家电网公司配电网工程典型设计10 kV配电分册［M］.北京：中国电力出版社，2014.

［3］任志俊，薛国祥.实用金属材料手册［M］.南京：江苏科学技术出版社，2007.

［4］刘鸣放，刘胜新.金属材料力学性能手册［M］.北京：机械工业出版社，2011.

［5］罗迎社，喻小明.工程力学［M］.北京：北京大学出版社，2006.

［6］Q／GDW 1799.2—2014国家电网公司电力安全工作规程［S］．

［7］王邦磊.接地线套管固定装置：中国，201620394112.4［P］.2016-05-05.

A New Fixing Device for Ground Wire Casing

WANG Banglei，LIU Feng，WANG Hongguang，WANG Xing，YANG Dong
（State Grid Wulian Power Supply Company，Wulian 262300，China）

The traditional distribution platform grounding wire casing is usually fixed with the cable clamp，which has some shortcomings，for example，the length of the cable clamp is not flexible，the supporting length is not easy to be adjusted and so on.A new fixing device for fixing the ground wire casing is introduced，which is composed of fixing nail，supporting iron and U-shaped hoop bolt.Practices prove that the fixing device has advantages of high reliability and flexible installation.The fixed method can shorten the installation time of the distribution platform，save manpower and material resources，and improve the aesthetic degree of the distribution platform after installation.

distribution platform；wire casing；fixing device

TM862

B

1007－9904（2016）12－0075－04

2016-06-25

王邦磊（1988），男，高级技师，从事农网改造升级工程管理工作。