并溝線夾（用于電力線路工程中的器件）

簡(jiǎn)介

可靠供電是供電企業(yè)供電能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)，反映了對(duì)用戶電力需求的滿足程度，同時(shí)也是考核電能質(zhì)量的一個(gè)重要內(nèi)容。線路器材的可靠性是影響供電可靠性的一個(gè)重要因素，而其中運(yùn)行于城鄉(xiāng)電網(wǎng)中數(shù)目巨大的各類并溝線夾，其性能的優(yōu)劣將直接影響到可靠供電。并溝線夾可靠性不高，供電企業(yè)就需要增加巡視次數(shù)，縮短維護(hù)周期，增加運(yùn)行成本。若并溝線夾引發(fā)故障或事故，可導(dǎo)致大范圍停電并威脅到城鄉(xiāng)居民的人身安全。

并溝線夾均為非承力型，主要有螺栓式并溝線夾、H型(或C型)并溝線夾和楔型并溝線夾等3種，其中螺栓式并溝線夾又分為等徑并溝線夾和異徑并溝線夾兩種。

型號(hào)尺寸

并溝線夾型號(hào)尺寸如圖1：

圖1

機(jī)電特性

根據(jù)國(guó)標(biāo)GB2314《電力金具通用技術(shù)條件》和電力行標(biāo)DL/T765.1《架空配電線路金具技術(shù)條件》的規(guī)定，非承力型并溝線夾對(duì)導(dǎo)線的握力不得小于導(dǎo)線計(jì)算拉斷力的10%，導(dǎo)電能力不得低于被接觸導(dǎo)線的電阻，同時(shí)為了保證穩(wěn)定性和可靠性，對(duì)通流后的電阻變化指標(biāo)作了明確的要求，滿足這些要求，可以保證線路在正常運(yùn)行或過載甚至發(fā)生短路時(shí)，并溝線夾不先于導(dǎo)線發(fā)生故障，確保線路的安全和可靠。

導(dǎo)體與導(dǎo)體間的電流傳導(dǎo)可從導(dǎo)體的機(jī)械接觸面積和電流傳導(dǎo)途徑兩方面進(jìn)行分析。導(dǎo)體的機(jī)械接觸面積:從微觀上看，導(dǎo)體表面是由無數(shù)個(gè)高低不平的峰谷構(gòu)成的，導(dǎo)體表面越光潔，峰谷之間的高度差就越小。當(dāng)受外力作用使兩個(gè)導(dǎo)體接觸時(shí)，其接觸主要以峰一峰相觸的形式存在。所以，實(shí)際上的機(jī)械接觸面積遠(yuǎn)小于線夾設(shè)計(jì)的標(biāo)稱接觸面積，真正的機(jī)械接觸面積約為標(biāo)稱接觸面的7%。

導(dǎo)體間電流傳導(dǎo)途徑：一是在外壓力作用下，兩個(gè)導(dǎo)體的鋁一鋁界面上活性三氧化二鋁(Al2O3)層受擠壓或摩擦而使其局部破裂，使鋁電子在表面峰一峰間自由流動(dòng)，形成一定的導(dǎo)電能力。壓力越大，接觸的峰一峰點(diǎn)就越多，接觸電阻就越小。線夾安裝施工工藝中，要求在導(dǎo)體表面涂抹含銅、銀離子的導(dǎo)電脂，防止氧化層破裂點(diǎn)的再氧化。二是活性Al2O3本身具有的導(dǎo)電能力，使未破損的區(qū)域也具有一定的導(dǎo)電能力。同時(shí)在外電源的作用下，導(dǎo)電脂中的銅、銀離子進(jìn)一步滲入活性Al2O3層內(nèi)，使導(dǎo)電界面在帶電運(yùn)行后導(dǎo)電能力比初始值略有增加，增加幅度一般為0.5%-9%。三是由于鋁的塑性較好，當(dāng)兩個(gè)界面受壓接觸后，線夾內(nèi)壁中的部分鋁將產(chǎn)生塑性變形，進(jìn)入導(dǎo)線外層的絞制空隙中，使有效接觸面積增大，分子間的相互滲透更加活躍，隨著氧化層中鋁原子數(shù)量進(jìn)一步增多，電界面上的導(dǎo)電性能得以改善。

螺栓式結(jié)構(gòu)

螺栓式并溝線夾采用板-板式結(jié)構(gòu)、鋁合金材料制造，依靠螺栓的緊固壓力將被接續(xù)導(dǎo)線固定在上下帶有槽形的夾板中完成連接，再通過平墊片和彈簧墊圈傳遞，向接續(xù)導(dǎo)線提供比較均勻和恒定的壓力作用，安裝后可拆卸，往往使用在線路耐張端的跳線或?qū)У鼐€搭接處，為保證線夾對(duì)導(dǎo)線有足夠而均勻的壓力，并溝線夾一般采用兩螺栓或三螺栓結(jié)構(gòu)，同時(shí)安裝中要求緊固各螺栓時(shí)用力均勻。有時(shí)為保證運(yùn)行可靠性，線路施工時(shí)采用兩只或3只線夾等距并接的方式。螺栓式并溝線夾對(duì)導(dǎo)線的握力約為導(dǎo)線計(jì)算拉斷力的10%-20%。

螺栓式等徑并溝線夾一般只對(duì)同直徑的導(dǎo)線進(jìn)行接續(xù)，允許的導(dǎo)線跨徑一般包含兩個(gè)相鄰規(guī)格，如JB-4并溝線夾適用的導(dǎo)線截面為185mm和240mm兩種，所以在結(jié)構(gòu)上采用對(duì)稱設(shè)計(jì)。

螺栓式異徑并溝線夾允許對(duì)一定直徑范圍的導(dǎo)線進(jìn)行跨徑組合連續(xù)，在結(jié)構(gòu)上采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)，且將壓板設(shè)計(jì)成左右可調(diào)型，以保證在接觸時(shí)兩異徑導(dǎo)線均可獲得較穩(wěn)定的壓力，但人為因素對(duì)螺栓的緊固程度影響較大。

楔型結(jié)構(gòu)

楔型并溝線材料一般為鍛鋁，由弓形本體和楔塊兩部分組成;安裝或拆卸均使用槍形專用工具，但不可重復(fù)使用。楔塊兩側(cè)邊的斜度與本體的斜度相同，可使導(dǎo)線在被接觸段內(nèi)均勻受力又可建立材料間的自鎖；弓形本體提供了為維持穩(wěn)定壓力所需的彈力。弓形本體內(nèi)槽的曲率半徑和楔塊外槽的半徑均略大于最大適用導(dǎo)線的半徑。在安裝時(shí)，將被接續(xù)的兩根平直導(dǎo)線放入本體兩側(cè)的對(duì)應(yīng)位置，用人力將楔塊推至標(biāo)志線位，再擊發(fā)槍形專用工具，使之產(chǎn)生瞬間推力將楔塊壓入工作位。對(duì)楔塊的壓力主要由專用子彈中的藥量決定，減少了人為因素對(duì)安裝質(zhì)量的影響，所以楔型并溝線夾安裝的一致性較好。楔型并溝線夾可接續(xù)等徑和異徑的兩根導(dǎo)線。楔型并溝線夾對(duì)導(dǎo)線握力約為導(dǎo)線計(jì)算拉斷力的20%-45%。

H型結(jié)構(gòu)

H型并溝線夾屬于壓縮式結(jié)構(gòu)，純鋁或鋁合金材料，安裝后無法拆卸。該線夾因線夾斷面類似于字母H而得名。借助專用液壓鉗，可將線夾與被接續(xù)的兩根導(dǎo)線壓成一整體。壓接后接觸部位呈橢圓柱形，外形比較緊湊。與楔型并溝線夾類似，其壓縮過程受液壓鉗輸出壓力控制，人為影響較小。H型并溝線夾可接續(xù)等徑和異徑的兩根導(dǎo)線，同槽中的導(dǎo)線跨徑一般為3-4個(gè)規(guī)格。H型并溝線夾與導(dǎo)線接續(xù)時(shí)，因環(huán)向受力，線夾內(nèi)壁的鋁產(chǎn)生塑性變形，嵌入導(dǎo)線外層的絞制空隙中，有效接觸面較大，H型并溝線夾對(duì)導(dǎo)線的握力約為導(dǎo)線計(jì)算拉斷力的40%-65%??。

可靠性

從金屬材料的特性中我們知道，在受力情況下，導(dǎo)線不可避免會(huì)產(chǎn)生一定的蠕變，在局部壓力較大的并溝線夾內(nèi)部更加嚴(yán)重，使導(dǎo)線略微變細(xì)，直徑減小，如果沒有適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償功能，并溝線夾對(duì)導(dǎo)線的握力就會(huì)下降，產(chǎn)生應(yīng)力松弛。當(dāng)材料確定后，導(dǎo)線蠕變與時(shí)間、壓力、拉力和環(huán)境溫度有關(guān)，對(duì)導(dǎo)線的壓力或拉力越大，環(huán)境溫度越高，導(dǎo)線蠕變就越嚴(yán)重，而且變化曲線呈指數(shù)狀，并隨時(shí)間的增長(zhǎng)而不斷增大。

要保持并溝線夾對(duì)導(dǎo)線握力的穩(wěn)定，施工安裝時(shí)，就需有足夠的外力使之對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生合適的壓力，以防止并溝線夾與導(dǎo)線產(chǎn)生松動(dòng)或相對(duì)滑移；更須保證當(dāng)外力消失后，并溝線夾應(yīng)能對(duì)導(dǎo)線提供較恒定的壓力，以補(bǔ)償因電流、溫度、風(fēng)速、腐蝕等變化引起的導(dǎo)線蠕變影響。

螺栓式并溝線夾安裝時(shí)，對(duì)螺栓或螺母施加的扭矩往往因人而異，一般也沒有使用專用的計(jì)量器具對(duì)扭矩進(jìn)行復(fù)核，導(dǎo)致同一線夾的不同螺栓或不同人員安裝的線夾間所產(chǎn)生的對(duì)導(dǎo)線的壓力不一致。壓力過大，使導(dǎo)線蠕變過大；壓力過小，使線夾與導(dǎo)線在運(yùn)行初期就缺少足夠的壓力和握力。彈簧墊圈的質(zhì)量也嚴(yán)重影響了線夾的機(jī)械穩(wěn)定性。若選用不良的彈簧墊圈，受外力作用后，彈簧墊圈塑性變形較大，將導(dǎo)致安裝后的線夾在導(dǎo)線發(fā)生蠕變時(shí)得不到應(yīng)有的壓力補(bǔ)償。

H型并溝線夾采用專用液壓工具進(jìn)行安裝，對(duì)導(dǎo)線的壓力比較均勻和恒定。其與導(dǎo)線接續(xù)屬一次性液壓定型，使線夾部分內(nèi)壁材料嵌入導(dǎo)線外層空隙，因線夾與導(dǎo)線外股屬同一鋁基材料，既可減少應(yīng)力松弛又可補(bǔ)償導(dǎo)線蠕變。

機(jī)械穩(wěn)定性最好的應(yīng)屬于楔型并溝線夾。由于采用弓形結(jié)構(gòu)和楔塊，當(dāng)導(dǎo)線因各種原因發(fā)生蠕變時(shí)，弓形結(jié)構(gòu)和楔塊都能對(duì)蠕變進(jìn)行補(bǔ)償，而安裝時(shí)的初始?jí)毫τ蓪Ｓ米訌椞峁侠砜刂扑幜考纯蓪?shí)現(xiàn)控制壓力的目標(biāo)。