基于铝包钢芯耐热铝合金绞线耐张线夹的特殊设计

房灵占 陈龙元 曹懋峰

（中国能源建设集团南京线路器材有限公司，江苏南京211599）

0 引言

近年来，随着工程的更新、升级和特殊应用需求的出现，一些新型导线陆续在部分工程中探索应用。其中，铝包钢芯耐热铝合金绞线作为一种新型导线，其相应配套耐张线夹的设计，逐渐成为工程应用的一种现实需要。实践中发现，此种导线耐张线夹的设计存在试验结果难以达到要求、分散性较大的特点，与常规导线耐张线夹有所不同。

本文将探讨此种特殊导线耐张线夹的设计难点及问题解决方法。

1 导线参数

导线为特种导线铝包钢芯耐热铝合金绞线，其参数如表1所示。

表1 导线参数

2 问题与影响因素分析

根据程应镗《送电线路金具的设计、安装、试验和应用》一书中的常规设计方法进行设计，耐张线夹样式如图1所示。多组多次试验发现，荷载值难以达到95%计算拉断力的要求，即使同组试验值比较也存在较大区别，试验结果存在较大分散性。经咨询以往相关设计及试验情况，并综合分析试验失败数据，推测导线本质特性和试验荷载要求两个因素对此种导线耐张线夹的设计具有关键影响。

2.1 导线本质特性影响

导线芯部为铝包钢绞线，其单丝外层为覆包铝，在受压接触时铝易产生分层滑移；导线外层为耐热铝合金绞线，单丝材质较硬，延展性较差，易产生脆断。由此构造而成的导线，相比于常规钢芯铝绞线，试验结果分散性更大。

图1 耐张线夹样式

2.2 试验荷载要求影响

导线出厂试验数据为导线计算拉断力的95%，而耐张线夹也要求为计算拉断力的95%，考虑到导线本质特殊性及金具压接损失，工程实际要求最大荷载是否应使用两个95%×95%的计算拉断力值，或者选取一个较小一些的值作为工程的荷载要求，尚值得商榷。

3 钢锚的改进

针对铝包钢芯部材质特性，采取增大压力和接触面的方法增强握着力，具体通过减小钢管内径和增加压接长度来实现，如图2所示。考虑铝包钢芯不至于太难穿入钢锚，此处内径也不至太小，内径取1.07dg（铝包钢绞线内径）。压接长度，此处取16.5dg（铝包钢绞线内径），适度增大。

图2 钢锚的改进

4 本体的改进

针对耐热铝合金外层绞线，采取减小压力和增大接触面积的方法，以免握力太大损伤导线，并保证整体握力，同时外径不能太小，从而满足耐热情况下金具的稳定性，改进思路如图3所示。铝管外径，适用耐热导线时，通常增加5～10 mm，此处取70 mm。铝管内径，建议取1.09D～1.15D（导线外径），铝管内径的增大可以减小导线受压以及减少起鼓，具体根据导线和试验情况选择与变通，此处取1.15D（导线外径）。压接长度，建议取10.5D～13.5D（导线外径），具体根据导线和试验情况选择与变通。拔稍的设计是必需的，因内径的增大，拔稍的设计需考虑空压导致的拔稍实际有效长度减小，拔稍长度宜适度。

图3 本体的改进

5 荷载要求与试验

此种铝包钢芯耐热铝合金绞线，在以往多个工程应用中，存在同种金具不同厂家导线试验结果不同以及同一厂家同种金具出厂试验合格而现场试验不能通过的情况。这固然可以认为是试验结果的分散性较大造成的，但试验过程中发现也与所使用的95%计算拉断力的值有关。试验中观察到，荷载接近95%计算拉断力时，试验结果极其不稳定。初步推测，此时达到导线的极限荷载，稍微的操作，如不同批次压接操作微小的不一致，或压接后导线的松散性稍微不一致，都会被瞬时放大，以致试验结果不能够稳定。经设计院和多个厂家最终确定，此工程中荷载取92%计算拉断力作为试验荷载。

以92%计算拉断力作为工程要求荷载，改进的耐张线夹不须特别的压接操作，经现场常规方法压接后，结果达到92%荷载要求，试验数据呈现稳定性。

6 结语

通过对失败试验数据的分析，找到了可能的导线本质特性和试验荷载要求两个影响因素，主要通过钢锚加大握力、本体减小压力和荷载合理减小三种方式进行优化，最终解决了试验难以通过及试验结果不稳定的问题，为以后相应导线耐张线夹的设计提供了理论和工程应用参考资料。

考虑到此类导线的本质特性、试验结果稳定性、工程安全性以及耐热特殊性能，在实际应用中，笔者建议荷载要求选取95%×95%的荷载或90%～92%作为工程参考荷载，同时，建议每批次工程均进行试验，以保障工程的安全稳定进行。