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第三章耐張線夾耐張金具定義:
用于固定導(dǎo)線的端頭,并承受導(dǎo)線張力
的金具。耐張金具作用:主要用于在耐張、轉(zhuǎn)角、終端桿塔的絕緣子串上固定導(dǎo)線和避雷線。圖3-1~圖3-5為耐張線夾在輸配電線路工程中的安裝圖例。1整理ppt圖3-1混凝土終端桿塔2整理ppt圖3-2鋼管轉(zhuǎn)角桿塔3整理ppt圖3-3拉線桿塔的拉線的耐張線夾圖3-4拉線桿塔的拉線的耐張線夾4整理ppt圖3-5架空絕緣導(dǎo)線用耐張線夾5整理ppt1.耐張線夾按結(jié)構(gòu)和安裝條件的不同,可分為兩類:第一類:耐張線夾要承導(dǎo)線、避雷線和拉線的全部拉力,線夾握力應(yīng)不小于被安裝導(dǎo)線或避雷線額定抗拉力的90%,但不作導(dǎo)體。這類線夾有螺栓型耐張線夾和楔形耐張線夾。特點(diǎn)是在導(dǎo)線安裝后可以拆下,另行使用。第二類:耐張線夾除要承導(dǎo)線和避雷線全部拉力外,又要作為導(dǎo)體(電流流經(jīng)線夾)。特點(diǎn)是安裝后不能拆卸,又稱死線夾。這類線夾又分為中間接續(xù)用和終端固定用的兩種。
6整理ppt中間接續(xù):直線壓接管和鉗接管;終端固定:耐張線夾和耐張壓接管。2.耐張線夾根據(jù)安裝電力線的情況分類1〕架空裸導(dǎo)線用耐張線夾〔圖3-6~圖3-14〕2〕架空絕緣導(dǎo)線用耐張線夾。圖3-6NLD系列螺栓型鋁合金耐張線夾圖3-7ND系列螺栓型鋁合金耐張線夾7整理ppt圖3-8NY系列耐張線夾圖3-10NYZ系列耐張線夾圖3-11NB系列耐張線夾圖3-9NY系列耐張線夾8整理ppt圖3-14NX楔型耐張線夾圖3-15四芯絕緣耐張線夾圖3-12UT線夾圖3-13NLY可調(diào)式耐張線夾9整理ppt圖3-16楔形絕緣耐張線夾圖3-17NEK-T楔形耐張線及絕緣罩10整理ppt3.線夾根據(jù)受力特性分類:1)導(dǎo)線用承力耐張線夾:用于固定導(dǎo)線的端頭,并承受導(dǎo)線的張力〔破壞強(qiáng)度不低于導(dǎo)線計(jì)算拉斷力的90%〕的線夾。2)導(dǎo)線用非承力耐張線夾:主要以連通電流為目的的接頭〔以下稱線夾〕。包括T型線夾,各種接線端子,設(shè)備線夾,并溝線夾等。4.線夾根據(jù)其結(jié)構(gòu)安裝特性:架空線路用預(yù)絞式耐張線夾。11整理ppt耐張線夾型號(hào)的含義介紹如圖3-18N表示耐張線夾L表示螺栓型,Y表示壓型附加字,D表示倒裝線夾組合編號(hào)或?qū)Ь€、避雷線標(biāo)稱截面圖3—1812整理ppt第一節(jié)耐張線夾的類型及結(jié)構(gòu)耐張線夾根據(jù)國標(biāo)GB2314—1997規(guī)定,按結(jié)構(gòu)和安裝條件大致可分為螺栓型、爆壓型、壓縮型三大類。一、螺栓型耐張線夾工作原理:借助幾個(gè)U型螺栓的垂直壓力與線夾的波浪型線夾所產(chǎn)生的摩擦效應(yīng)來固定導(dǎo)線的。螺栓型耐張線夾特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,在線路上使用時(shí),對(duì)于非終端桿塔可不斷開導(dǎo)線,以減少線路接頭;便于施工,有利于線路的平安運(yùn)行。螺栓型耐張線夾可用可鍛鑄鐵、鋁合金和鋼板沖壓制造。13整理ppt1.倒裝式螺栓型耐張線夾倒裝式螺栓型耐張線夾線夾本體和壓板用可鍛鑄鐵制造。用途:適用于安裝小截面鋁絞線及鋼芯鋁絞線。倒裝式螺栓型耐張線夾的實(shí)物圖如圖3-19,結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖3-20及表4--1圖3-19倒裝式螺栓型耐張線夾的實(shí)物圖圖3-20倒裝式螺栓型耐張線夾的結(jié)構(gòu)圖14整理ppt表4-1注:表中符號(hào)的含義,N表示耐張線夾,L表示螺栓型,D表示倒裝,
“—”后的數(shù)字表示適用絞線直徑范圍15整理ppt這種線夾的受力安裝特點(diǎn)是受力側(cè)〔即檔距側(cè)〕沒有U型固定螺栓,所有的U型固定螺栓均安裝在跳線側(cè),不能反裝〔如圖3-21〕,否那么會(huì)降低機(jī)械強(qiáng)度,甚至造成斷裂。因此又稱為倒裝式螺栓型耐張線夾。導(dǎo)線檔距側(cè)桿塔絕緣子導(dǎo)線跳線側(cè)圖3-21耐張線夾安裝示意圖16整理ppt2.鋁合金螺栓型耐張線夾采用高強(qiáng)度鋁合金鑄造的耐張線夾,稱為鋁合金螺栓耐張線夾。鋁合金螺栓耐張線夾特點(diǎn)1〕具有強(qiáng)度高2〕抗腐蝕性好3〕并且有節(jié)能效果。作用:適用于配電線路、輸電線路和變電所等場(chǎng)所導(dǎo)線的接續(xù)安裝。鋁合金螺栓型耐張線夾的實(shí)物圖如圖3-22,結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖3-23及表3-217整理ppt圖2-23鋁合金螺栓型耐張線夾的結(jié)構(gòu)圖圖2-22鋁合金螺栓型耐張線夾的實(shí)物圖表3-218整理ppt3、沖壓耐張線夾沖壓式耐張線夾以鋼板沖壓制造而成,其U型螺栓向上安裝,適用于安裝小截面的鋁合金絞線及鋼芯鋁絞線。沖壓耐張線夾結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖3-24及表3-3表3-3圖3-24鋁合金螺栓型耐張線夾的結(jié)構(gòu)尺寸圖19整理ppt
二、壓縮性耐張線夾壓縮性耐張線夾是有鋁管和鋼錨組成,鋼錨用來接續(xù)和錨固鋼芯鋁絞線的鋼芯,然后套上鋁管本體,以壓力使金屬產(chǎn)生塑性變形,從而使線夾與導(dǎo)線結(jié)合為一體。鋼錨承受導(dǎo)線的全部綜合拉斷力,故它的機(jī)械強(qiáng)度與導(dǎo)線拉斷力一致。耐張線夾鋼錨采用鍛造方法制成。按照壓接工藝的不同,壓縮型耐張線夾可分為液壓型和爆壓型兩類。
20整理ppt由于壓縮型耐張線夾不但承受導(dǎo)線的全部拉力,而且又作為導(dǎo)電體,因此,無論是采用液壓或爆壓進(jìn)行線夾安裝,都必須嚴(yán)格遵守有關(guān)操作規(guī)程。采用液壓時(shí),必須用一定規(guī)格的鋼模和液壓機(jī)進(jìn)行壓縮。定型的壓縮耐張線夾,無論是鋼管還是鋁管,均采用圓形管,壓縮后為正六邊形,六邊形對(duì)邊尺寸應(yīng)為管子外徑的0.866倍。采用爆壓時(shí),可用一次爆壓或二次爆壓〔即先壓鋼錨,套進(jìn)鋁管后再爆壓鋁管〕。爆壓前將鋁線端頭剝露的鋼芯后部的鋁線內(nèi)層鋁線剝落10mm,插入鋼錨的防燒孔,以防爆壓時(shí)燒傷鋼芯。21整理ppt1、常用鋼芯鋁絞線壓縮型耐張線夾線夾型號(hào)為NY—×××。NY--×××型耐張線夾的實(shí)物圖如圖3-25,結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖3-26及表3--4
圖3-25NY--×××型耐張線夾的實(shí)物圖圖3-26NY--×××型耐張線夾的結(jié)構(gòu)圖22整理ppt表3-4鋼芯鋁絞線壓縮型耐張線夾的鋁管是采用拉制鋁管,跳線引流端子板由鋁管壓扁而成。鋼芯鋁絞線壓縮型耐張線夾的特點(diǎn)1〕安裝方便,跳線端子另行安裝,長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié);增加了電氣接觸點(diǎn),安裝時(shí)必須做好其端子接觸面的清潔工作,才能保證良好的電氣接觸性能。23整理ppt2、鋁合金絞線用壓縮型耐張線夾,型號(hào)為NY--××H鋁合金絞線用壓縮型耐張線夾的實(shí)物圖如圖3-27,結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖3-28圖3-27鋁合金絞線用壓縮型耐張線夾的實(shí)物圖圖3-28鋁合金絞線用壓縮型耐張線夾的結(jié)構(gòu)圖鋁管本體鋼錨24整理ppt鋁合金絞線用耐張線夾由鋁管本體和鋼錨組成。因無鋼芯,鋼錨僅有環(huán)箍沒有鋼管。先將環(huán)箍局部與鋁管本體壓縮成一個(gè)整體,另一端與導(dǎo)線壓縮成一個(gè)整體,以此傳遞整根導(dǎo)線的拉力。例如NY—600H型適用導(dǎo)線型號(hào)為HL4J—600號(hào)導(dǎo)線的安裝。25整理ppt3、鋼芯鋁合金絞線用耐張線夾,型號(hào)為NY--××HG鋼芯鋁合金絞線用壓縮型耐張線夾的實(shí)物圖如圖3-29,結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖3-30圖3-29鋼芯鋁合金用壓縮型耐張線夾的實(shí)物圖圖3-30鋼芯鋁合金用壓縮型耐張線夾的結(jié)構(gòu)圖鋁管本體鋼錨26整理ppt先將導(dǎo)線的鋼芯與鋼錨的鋼管壓縮成一個(gè)整體,再將再將鋁管本體與環(huán)箍壓縮成一個(gè)整體。線夾的鋼錨僅承擔(dān)鋼芯的拉力,導(dǎo)線全部拉力由鋼錨的環(huán)箍承擔(dān)。例如NY--95HG型適用導(dǎo)線型號(hào)為HL4GJ—95號(hào)導(dǎo)線的安裝。27整理ppt4、良導(dǎo)體—鋁包鋼絞線、鋁合金絞線及高強(qiáng)度鋼芯鋁絞線用耐張線夾鋁包鋼絞線、鋁合金絞線及高強(qiáng)度鋼芯鋁絞線用壓縮型耐張線夾的結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖3-31,形式根本上與鋼芯鋁合金絞線用壓縮型耐張線夾相同。圖3-31鋁包鋼絞線、鋁合金絞線及高強(qiáng)度鋼芯鋁絞線用耐張線夾的結(jié)構(gòu)圖28整理ppt目前廣泛使用鋁包鋼絞、合金鋁絞線或鋁鋼截面比K=1.71的高強(qiáng)度鋼芯鋁絞線作為架空避雷線。由于接續(xù)鋼芯的截面較大,鋼管的外徑超過該導(dǎo)線的總外徑,因此采用耐張線夾接續(xù)的鋁管壓縮鋁線局部那么要增加鋁套管,以便填充鋁管與導(dǎo)線之間存在的較大的間隙。鋁包鋼絞線采用鋼管接續(xù)后,再套上鋁管本體上壓接,電流通過鋁管來承擔(dān),鋁管不承受機(jī)械荷載。例如NY—50/30型適用導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ—50/30號(hào)導(dǎo)線的安裝。29整理ppt5、避雷線用壓縮型耐張線夾,型號(hào)為NY-××G在架空輸電線路上,以壓接方法連接避雷線的承力線夾,稱之為避雷線壓縮型耐張線夾,NY-××G型耐張線夾的實(shí)物圖如圖3-32,結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖3-33及表3—5。圖3-32NY-××G型耐張線夾的實(shí)物圖圖3-33NY-××G型耐張線夾的結(jié)構(gòu)圖30整理ppt表3-5可以用來固定GJ—35~GJ—150型的鋼絞線及作為非直線塔的避雷線的終端固定或拉線的終端固定的金具。例如NY—35G型適用結(jié)構(gòu)為7/2.6鋼絞線的安裝。31整理ppt6、擴(kuò)經(jīng)導(dǎo)線用耐張線夾,型號(hào)為NYZ--×××KNYZ--×××K型耐張線夾的結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-34及表3—6。圖3-34NYZ--×××K型耐張線夾的結(jié)構(gòu)尺寸圖32整理ppt表3-5LGKK型鋁鋼擴(kuò)徑導(dǎo)線是以金屬軟管作支撐的。導(dǎo)線采用耐張接續(xù)時(shí),為保證金屬軟管具有良好的質(zhì)量,其鋼錨應(yīng)插入空心的金屬軟管中后再進(jìn)行壓縮操作。LGJK型為擴(kuò)徑鋼芯鋁絞線。33整理ppt7、跳線用壓縮型耐張線夾,型號(hào)為NY--××/××在500kV超高壓輸電線路設(shè)計(jì)中要求采用正方形排列布置四分裂導(dǎo)線時(shí),為了防止上下兩子導(dǎo)線引下時(shí)在跳線處產(chǎn)生碰撞和磨傷,這時(shí)兩根上子導(dǎo)線的耐張線夾應(yīng)選用安裝。跳線用壓縮型耐張線夾的實(shí)物圖如圖3-35,結(jié)構(gòu)如圖3-36NY-××/××適用于導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-50/8~LGJ-800/10034整理ppt圖3-35跳線用壓縮型耐張線夾的實(shí)物圖圖3-36跳線用壓縮型耐張線夾的結(jié)構(gòu)圖35整理ppt三、爆壓型耐張線夾爆壓型耐張線夾:在架空輸電線路和發(fā)電廠、變電站母線上以爆炸方法壓接的承力線夾。安裝后,不能再行拆卸,屬于第二類線夾。第二類線夾是當(dāng)?shù)谝活惸蛷埦€夾安裝大截面鋼芯鋁絞線時(shí),線夾的握力達(dá)不到規(guī)定的要求時(shí),所必須采用的線夾。爆壓型耐張線夾的型號(hào)為NB—×××A\B36整理ppt爆壓型耐張線夾的結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-37及表3—7。圖3-37爆壓型耐張線夾的結(jié)構(gòu)圖37整理ppt表3-7型號(hào)適用導(dǎo)線主要尺寸(mm)質(zhì)量(kg)ll1l2l3d0d1d2dφ1φ2NB-300/40ANB-300/40BLGJ-300/4030016011025016.522164025.58.62.66NB-300/50ANB-300/50BLGJ-400/5034017012027519.024184529.59.83.45NB-300/50ANB-300/50BLGJ-300/5034019011029518.024184026.09.62.49NB-300/65ANB-300/65BLGJ-400/653602001203.520.026204829.511.04.37NB-300/70ANB-300/70BLGJ-300/703502001103.519.024184227.011.53.92NB-300/95ANB-300/95BLGJ-400/9539022012033522.028204831.013.04.84表中的B型耐張線夾用于緊固四分裂導(dǎo)線正方形布置時(shí)的上兩根導(dǎo)線,以防止跳線的引下線與下兩根線相碰。38整理ppt四、楔形耐張線夾作用:用來安裝鋼絞線、緊固避雷線及拉線桿塔的拉線。特點(diǎn):安裝和撤除方便,線夾安裝好后,線夾出口端頭與承力線可用8號(hào)鍍鋅鐵線綁緊或采用鋼線卡子將端頭在切線點(diǎn)固定。原理:耐張線夾是依據(jù)“楔〞原理設(shè)計(jì)制作的。在楔的劈力作用下使鋼絞線鎖緊在線夾內(nèi)。安裝時(shí)將鋼絞線彎曲成與楔子一樣的形狀安裝在線夾內(nèi),當(dāng)鋼絞線受力后,楔子與鋼絞線同時(shí)沿線夾筒壁向線夾出口滑移,愈拉愈緊,逐漸呈鎖緊狀態(tài)。39整理ppt1、楔形耐張線夾,型號(hào)為NX--×NX--×楔形耐張線夾的實(shí)物圖如圖3-38,結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖3-39及表3—8。圖3-38NX--×楔形耐張線夾的實(shí)物圖圖3-39NX--×楔形耐張線夾的結(jié)構(gòu)圖楔形耐張線夾本體一般采用可鍛鑄鐵制造,其余用鋼件制造,全部熱鍍鋅防腐蝕處理。40整理ppt表3-8型號(hào)鋼絞線外徑(mm)主要尺寸(mm)破壞負(fù)荷(kN)重量(kg)NX--16.6~7.8161645451.2NX—19.0~11.0181888881.8NX--113.0~14.022242001432.6NX--115.0~16.024272201644.0圖3-40楔形耐張線夾及安裝〔a〕正確安裝〔b〕錯(cuò)誤安裝P(a)楔形耐張線夾斷頭側(cè)拉線PPP楔形耐張線夾斷頭側(cè)拉線(b)41整理ppt2、楔形NUT形〔不可調(diào)式〕耐張線夾及楔形UT形耐張線夾楔形NUT形〔不可調(diào)式〕耐張線夾及楔形UT形耐張線夾實(shí)物圖如圖3-41,結(jié)構(gòu)尺寸圖如圖3-42及表3—9圖3-41楔形UT形耐張線夾實(shí)物圖圖3-42楔形UT形耐張線夾結(jié)構(gòu)圖42整理ppt表3-943整理ppt3、拉線用可調(diào)式耐張線夾,型號(hào)為NLY--×××NLY--×××拉線用可調(diào)式耐張線夾的結(jié)構(gòu)圖如圖3-43,結(jié)構(gòu)尺寸如表3-10。圖3-43拉線用可調(diào)式耐張線夾的結(jié)構(gòu)圖44整理ppt型號(hào)鋼絞線型號(hào)主要尺寸(mm)破壞負(fù)荷(kN)重量(kg)LL1MCNLY-120GJ--12058040024941967.9NLY-135GJ—13558040024941968.4NLY-150GJ—1505804002410424512.2NLY-165GJ—1655524002710425512.5NLY-190GJ--1955704003010630014.4表3-10NLY--×××拉線用可調(diào)式耐張線夾由鋼壓接管、可調(diào)整的長(zhǎng)U形螺栓及拉板組成。作用:用來固定拉線和調(diào)整拉線。特點(diǎn):1)加工工藝簡(jiǎn)單、平安可靠,可采用液壓或爆壓工藝。2)由于熱鍍鋅后螺紋鍍鋅不均,拉線的實(shí)際拉力較難控制。45整理ppt五、大跨越用耐張線夾簡(jiǎn)介1、圓環(huán)型耐張線夾圓環(huán)型耐張線夾如圖3-44所示圖3-44圓環(huán)型耐張線夾圖46整理ppt圓環(huán)形耐張線夾其結(jié)構(gòu)是應(yīng)用尤勒原理,將導(dǎo)線在卷筒上繞3~4周,線尾用幾只螺栓卡住,因受導(dǎo)線彎曲應(yīng)力的限制,卷筒直徑要作到2米左右。本體為鑄鋼,線槽用鋁或氯丁橡膠作襯墊。特點(diǎn):1〕安裝方便,導(dǎo)線受力合理;2〕可以將幾十米的導(dǎo)線余線儲(chǔ)存在卷筒內(nèi)側(cè),便于“串線〞使用;3〕其缺點(diǎn)是較為笨重,鍍鋅困難。47整理ppt2、螺旋型耐張線夾〔蝸牛式〕螺旋型耐張線夾如圖3-45所示圖3-45螺旋型耐張線夾48整理ppt螺旋型耐張線夾的結(jié)構(gòu)仍是應(yīng)用尤勒原理,但更充分地用了螺線公式的特點(diǎn),比圓環(huán)形耐張線夾有較大的進(jìn)步。它將線夾分為出口段和卷筒兩局部,按導(dǎo)線控力的衰減情況分成兩局部直徑。一般出口段直徑為2.5米,卷筒局部直徑為1.2米。線夾本體為鋼板焊接,重量?jī)H為圓環(huán)形耐張線夾的四分之一。出口處導(dǎo)線的曲率半徑卻增加了25%,而且保存了圓環(huán)形耐張線夾的優(yōu)點(diǎn)。49整理ppt3、大跨越用澆鉛式耐張線夾澆鉛式耐張線夾如圖3-46所示圖3-46澆鉛式耐張線夾圖50整理ppt澆鉛式耐張線夾的本體是用鋼板焊接成錐體形狀鋼套。特點(diǎn):1〕結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單,安裝時(shí)將導(dǎo)線線股端彎成鉤,清洗干凈,裝入鋼套中,再注入熔化的鉛基合金,待冷卻后吊到塔上安裝。2〕清洗工藝要求高和嚴(yán);鉛基合金配方和工藝操作要求高;安裝工程量大,鉛對(duì)操作人員身體也有一定影響。51整理ppt由于鋁的退火溫度低,允許的最高運(yùn)行溫度與之接近,所以鋼芯鋁線不能澆鉛,一般只用于鋼絞線。鉛基合金的成份為鋁、鉍、鋅、錫,其熔點(diǎn)可以控制,根據(jù)配比,可以控制在60~280之間的某一溫度范圍內(nèi)。這樣,對(duì)于鋼絞線即不會(huì)在澆注時(shí)退火,也不會(huì)在運(yùn)行中熔化鉛合金。52整理ppt4、澆鉛壓接式耐張線夾澆鉛壓接式耐張線夾如圖3-46所示圖3-46澆鉛壓接式耐張線夾圖澆鉛壓接式耐張線夾〔又稱特殊壓接型耐張線夾〕。其結(jié)構(gòu)和澆鉛式一樣,只是在澆鉛出口處壓上一段帶有引流的鋁管。一方面加強(qiáng)握力,另一方面起到跳線引流的作用,適用于鋼芯鋁合金絞線導(dǎo)線。53整理ppt第二節(jié)耐張線夾的設(shè)計(jì)一、螺栓式耐張線夾設(shè)計(jì)力學(xué)知識(shí)1.導(dǎo)線與線夾受力分析典型的螺栓式耐張線夾的工作原理,是靠后面的幾個(gè)螺栓壓緊導(dǎo)線產(chǎn)生尾部的張力,而在前面的圓弧段產(chǎn)生更大的摩擦力而將導(dǎo)線拉緊,圓弧面上的摩擦力大小依摩擦系數(shù)及圓弧所包的角度而定。如圖3-46所示。
圖3-46導(dǎo)線與線夾受力分析簡(jiǎn)圖T2T1τX54整理ppt在線夾上取一微段dl為別離體,那么:再對(duì)其兩邊進(jìn)行積分有:故可得:55整理ppt式中:T1—導(dǎo)線的拉力,N;
T2—線槽尾部的張力,N;
e—
自然對(duì)數(shù)的底,e=2.718;
φ—
圓弧段所包含的角度,rad。根據(jù)歐拉公式有:由式〔3—1〕可以看出,加大φ角,就能增大摩擦力,但導(dǎo)線所受的附加彎曲應(yīng)力那么與曲率半徑R成反比。為了防止導(dǎo)線在線夾出口處受到過大的附加應(yīng)力,線夾的曲率半徑就要加大,這對(duì)于普通螺栓式耐張線夾,增大圓弧角φ和曲率半徑R是有“一定限度〞的,相反將導(dǎo)致過大,重量過重而不適用的問題。56整理ppt為了克服上述所討論的“一定限度〞的問題,一般情況是,將該線夾尾部做成一個(gè)個(gè)波浪形小凹槽,〔波浪太深對(duì)鋼芯鋁線是不適宜的〕,并采用U型螺栓把導(dǎo)線壓進(jìn)凹槽中去,以此增加一些弧面的摩擦力,如圖3-47。圖3-47耐張線夾的線槽導(dǎo)線線夾夾體57整理ppt但由于導(dǎo)線有一定的剛度,要將導(dǎo)線壓彎,需要一定的壓力。因此,安裝U形螺栓的擰緊力首先要克服導(dǎo)線的剛度,待導(dǎo)線壓到貼近槽底后剩余的力才可用來壓緊導(dǎo)線的〔重要的是壓緊鋼芯〕。常常由于壓緊導(dǎo)線的力不到,使弧面摩擦力主要發(fā)生在鋁絞線與線夾之間,而使鋁股拉斷鋼芯北拉出,形成所謂的“抽芯〞現(xiàn)象。因此必須考慮弧面的壓力考慮弧面的壓力。58整理ppt其計(jì)算方法如下:如右圖。圖3-47耐張線夾的線槽導(dǎo)線線夾夾體△TT1-T2=△T
=q×f×φ×R=∑τ(3—2)式中:φ—圓弧角,rad;R—
曲率半徑,m;q—單位長(zhǎng)度的壓力,N/cm;τ—
單位長(zhǎng)度上的摩擦力,N/cm.T1
—導(dǎo)線的拉力,N;T2—線槽尾部的張力,N;△T=q×f×φ×R59整理ppt(3—2)60整理ppt2.耐張線夾螺栓的壓力計(jì)算事實(shí)上,要對(duì)耐張線夾弧面上的壓應(yīng)力做出準(zhǔn)確的計(jì)算式困難的,特別是存在鋼芯鋁絞線的剛度問題。下面分析和估算引入某些假設(shè):61整理ppt1〕假定耐張線夾的線槽輪廓對(duì)導(dǎo)線的握力是由4個(gè)螺栓壓力P1、P2、P3、P2〕三個(gè)小圓弧產(chǎn)生的摩擦力△t1、△t2、△t33〕大圓弧摩擦力△T。1〕四個(gè)螺栓壓力P1、P2、P3、P4的計(jì)算U形螺栓的緊固力P為式中:M
—U形螺栓的緊固力矩,Ncm;
K—
螺栓擰緊力矩系數(shù),一般取K
=0.1~0.3;
d
—U形螺栓的公稱直徑,cm.。62整理ppt根據(jù)材料力學(xué)的關(guān)于簡(jiǎn)支梁的計(jì)算方法,使梁產(chǎn)生變形δ時(shí)的作用力假定為P/,那么兩個(gè)螺栓帽的總壓力為:圖3-48小波浪彎曲示意圖為了克服導(dǎo)線剛度,可將小波浪看作簡(jiǎn)支梁,如圖3-48所示。63整理ppt式中:δ—將小波浪示為簡(jiǎn)支梁的撓度〔cm〕E—材料的彈性模量;J—材料的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。用來壓緊導(dǎo)線的力P1為P1=2P-P/=P2=P3=P4〔3—7〕于是可得摩擦力T2為T2=P1×f(3—8)式中:f為鋼線夾與鋁股之間的摩擦系數(shù),取f=0.25。64整理ppt2〕三個(gè)小圓弧產(chǎn)生的摩擦力△t1、△t2、△t3和大圓弧摩擦力△T的計(jì)算65整理ppt值得注意,這時(shí)按計(jì)算出的線夾的總握力不應(yīng)小于導(dǎo)線的拉斷力的90%,即T≥0.9TB。導(dǎo)線的總拉斷力可按下式計(jì)算:
式中:σAB—鋁股絲破壞應(yīng)力,N/mm2;
σSB—鋼鋁絲破壞應(yīng)力,N/mm2;FA
—鋁股截面積,mm2;FS—鋼股截面積,
mm2。66整理ppt例題3-1
:耐張線夾為NLD-3,U形螺栓為4xM16使用導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ-150,其外徑D=1.7cm鋁股直徑d=0.259cm,截面積:鋁FA=1.47cm2鋼FB=0.276cm2總截面積F=1.746cm2鋁股絲的破壞應(yīng)力σAB=15000N/cm2鋼股絲的破壞應(yīng)力σBB=100000N/cm2小波浪弧面為36°=0.628rad大圓弧70°=1.22rad大圓弧半徑R=12.7cm鋼線夾與鋁股線之間的摩擦系數(shù)f=0.25求:線夾對(duì)導(dǎo)線的總握力T67整理ppt解:對(duì)導(dǎo)線的握力T將由壓力P1、P2、P3、P4以及小圓弧產(chǎn)生的摩擦力t1、t2、t3和大圓弧摩擦力△T組成。圖3-47耐張線夾的線槽導(dǎo)線線夾夾體△T(1)計(jì)算導(dǎo)線剛度剛度G=E×J
E:導(dǎo)線綜合彈性模量J:絞線面積慣性矩如圖2-4所示耐張線夾的線槽輪廓,68整理ppt但絞線與圓棒的差異很大,絞線各股之間可以滑動(dòng),所以很大程度上是平行移動(dòng)的。設(shè)d為單股絞線的直徑,以1.4d代替D,那么:F為絞線的截面積:F=1.746cm2
鋁EA=0.63x107
N/cm2鋼EA=2.1×107N/cm3絞線綜合彈性模量E=0.846×107
N/cm269整理ppt導(dǎo)線計(jì)算總拉斷力TB為TB=15000×1.47+100000×0.276=49650
N(2)計(jì)算P1、P2、P3、P4
查表M16的U形螺栓:扭緊力矩取為8000N·cm
d=1.6cm,k=0.28兩個(gè)螺帽的總壓力2P=36000N70整理ppt為克服導(dǎo)線的剛度,可將小波浪看做簡(jiǎn)支梁如下圖,那么此時(shí)的作用力為:圖3-48小波浪彎曲示意圖71整理ppt壓緊導(dǎo)線的力為
P1=2P-P/=3600-10754=25246N
P1=P2=P3=P4由此得到摩擦力為T2=P1f=25246×0.25=6311N72整理ppt△t1=T1(efφ-1)=6311×〔1.77-1〕=1073N△t2=〔6311×2+1073〕×〔1.17-1〕=2328N△t3=〔6311×3+1073+2328〕×〔1.17-1〕=3796N△T=〔6311×4+1073+2328+3796〕×〔e0.25×1.22-1〕=11549N〔3〕t1、t2、t3的計(jì)算〔4〕線夾總握力TT=63114+1073+2328+2796+11549=43990NTB×90%=49650×0.9=44680NT<0.9TB但相差不大,實(shí)際使用中握力可到達(dá)要求值。73整理ppt二、直線壓接管和耐張壓接管的設(shè)計(jì)直線壓接管和耐張壓接管在本質(zhì)上是相同的,僅是在使用的地方不同而有一些區(qū)別。根本的區(qū)別為:耐張壓接管是為了握住導(dǎo)線的一端,尾部固定在塔上,〔通過絕緣子串〕,直線壓接管作為中間接續(xù)那么要兩端各握住一根導(dǎo)線。74整理ppt對(duì)長(zhǎng)度來說,直線壓接管為耐張壓接管的兩倍。直線壓接管的鋼管強(qiáng)度只要相當(dāng)于導(dǎo)線的鋼芯強(qiáng)度,耐張壓接管的鋼管強(qiáng)度那么需要相當(dāng)于整根導(dǎo)線的強(qiáng)度,因?yàn)殇X管端部是壓牢在鋼管的錨緣上,鋁線也傳遞了鋼管上。因安裝的方式不同,壓接管分為液壓式和爆壓式。75整理ppt1.壓接管的直線壓接管和耐張壓接管鋼絞線和鋼芯鋁線接頭都是鋼壓接管,鋼芯鋁線在鋼管的外面還要用鋁管壓鋁線〔但在鋼管的部位鋁管不壓〕。液壓管的鋼管,為易于擠壓采用硬度不大于133HB的普通碳素鋼(如Q235A〕或優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成。當(dāng)用冷拔無縫鋼管時(shí),外徑一般不加工,只加工內(nèi)徑,也可以圓鋼加工。鋼管的內(nèi)徑要考慮鍍鋅鋼絞線的外徑誤差。按鍍鋅鋼絞線標(biāo)準(zhǔn),允許外徑公差為±7.1%,故鋼管內(nèi)徑d2〔鋼管內(nèi)徑在鋼管鍍鋅后加工〕應(yīng)比鋼絞線外徑dg大7%。76整理ppt〔1〕鋼管強(qiáng)度計(jì)算鋼絞線壓實(shí)后,其直徑會(huì)變小。原來的線徑為d,那么壓后的直徑為Kμd;每股的股徑為ε,那么由此計(jì)算7股、19股、37股等的Kμ值可按下述方法計(jì)算。對(duì)于7股,計(jì)算Kμ值:77整理ppt由上述計(jì)算式所得的Kμ值,稱為壓實(shí)系數(shù),即鋼絞線壓實(shí)后的直徑與鋼絞線未壓的直徑之比值〔一般可取Kμ=0.9〕。鋼芯鋁線用壓接管的外徑見圖3-49.圖3—49鋼芯鋁絞線用直線壓接管78整理ppt(2)鋼管的外徑尺寸根據(jù)接續(xù)管壓縮后的強(qiáng)度與鋼絞線強(qiáng)度相等的原理,可得:式中:σ1—鋼管的材料強(qiáng)度〔10號(hào)鋼為340N/mm2〕;D1—鋼管外徑,mm;K1—鋼管壓縮成六角形后的內(nèi)包面積,相當(dāng)于外接圓的百分?jǐn)?shù),經(jīng)計(jì)算K1≈0.83;D—鋼絞線外徑,mm;σM—鋼絞線的強(qiáng)度,一般為1200N/mm2。79整理ppt將上式按時(shí)間參數(shù)帶入式〔3—28〕,經(jīng)計(jì)算可得出計(jì)算鋼管外徑值為:d1=2.1d〔鋼絞線外徑〕3〕壓縮比壓縮比是壓力的重要標(biāo)志,壓縮比小于零意味著沒有壓力。設(shè)當(dāng)鋼管內(nèi)徑為1.07d時(shí),那么鋼管壓前截面積S1及壓后截面積S2及壓縮比K值與d1/d的值的關(guān)系如圖3-50.圖3-50壓縮比K與d1/d值的關(guān)系80整理ppt我國一般采用d1/d≈2.1,壓縮比K=12.7%。81整理ppt〔4〕鋼管長(zhǎng)度液壓接續(xù)管鋁絞線〔或鋼絞線〕鋼接續(xù)管的長(zhǎng)度Lg,一般采用一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的比值,壓一根鋼芯的鋼管長(zhǎng)度如下:Lg=12d(對(duì)19股絞線)Lg=13.5d(對(duì)7股絞線)〔5〕耐張鋼錨的外徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)耐張鋼錨的長(zhǎng)度可按上述鋼管長(zhǎng)度“經(jīng)驗(yàn)的比值〞考慮。耐張鋼錨的外徑按式〔3—28〕計(jì)算,但公式等號(hào)右端那么應(yīng)改為全導(dǎo)線的拉斷強(qiáng)度T〔單位N/mm2〕,即:82整理ppt2.耐張鋁接續(xù)管的設(shè)計(jì)耐張鋁接續(xù)管用來連接鋁絞線或鋼芯鋁線。連接鋼芯鋁線的鋁管,在有鋼管的部位不壓。鋁管材料采用強(qiáng)度不低于80N/mm2的L3鋁,采用擠壓鋁管時(shí),那么其外徑一般不加工?!?〕鋁管外徑確實(shí)定鋼芯鋁線的鋼芯局部的公差較大,作為鋼芯鋁線的外徑,按平均情況取值,可取總直徑的公差為3%~4%,按這一數(shù)值來確定鋁管的內(nèi)徑。83整理ppt鋁管的外徑也可按鋼線、鋁線股都能壓緊的等價(jià)直徑KμD的技術(shù)方法,而KμD值的計(jì)算方法同前。即:
84整理ppt以上是指在鋼絲和鋁絲股徑相同的情況下,所計(jì)算出的Kμ取值。事實(shí)上,目前很多導(dǎo)線的鋼絲和鋁絲是不等徑的,因此假設(shè)導(dǎo)線總截面積A〔單位:mm2〕和導(dǎo)線的外直徑D〔單位:mm〕,那么鋼絲和鋁絲Kμ值按式〔3-32〕計(jì)算:對(duì)于鋁管來說,其外徑D1可按式〔3-33〕計(jì)算:85整理ppt式中:σ2—鋁管強(qiáng)度,一般為80N/mm2;
σN—鋁線強(qiáng)度,一般為160N/mm2;
Q—鋁線截面與導(dǎo)線總截面的比值;
D1—鋁管外徑,mm;
D—導(dǎo)線外徑,mm。將數(shù)值帶入并簡(jiǎn)化得:上述計(jì)算是在不考慮導(dǎo)電問題所得出的結(jié)果。但因?yàn)殇X管強(qiáng)度為鋁線的一半,而導(dǎo)電率相同,故按強(qiáng)度配合時(shí),那么考慮電阻約減半。86整理ppt〔2〕壓縮比的檢查根據(jù)鋁管的壓縮比應(yīng)大于6%的原那么,可以得出如下計(jì)算公式:由100%-6%=94%,可得:假設(shè)取Kμ=0.9計(jì)算,可解得鋁管外徑D1=1.372D〔導(dǎo)線外徑〕。87整理pptD1按照式〔3-33〕計(jì)算得結(jié)果是D1>1.732D,即用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算假定鋁管的壓縮比應(yīng)大于6%的設(shè)計(jì)思想,具有表較好的適用性?!?〕鋁管長(zhǎng)度按照經(jīng)驗(yàn)公式取施壓長(zhǎng)度為L(zhǎng)L=6.5D,此時(shí)鋁管內(nèi)壁總面積相當(dāng)于鋁管截面積的40倍左右。為了使管端的壓力呈漸減趨勢(shì),在管端增設(shè)拔梢長(zhǎng)度a〔見圖3-49〕,a≈D。88整理ppt圖3—49鋼芯鋁絞線用直線壓接管鋼管壓縮后將伸長(zhǎng)12.7%,故鋁管總長(zhǎng)為:89整理ppt4〕耐張壓接管〔圖3-51〕的長(zhǎng)度應(yīng)保證壓接長(zhǎng)度為:LL=6.5D圖3—51耐張鋁管90整理ppt3.壓模設(shè)計(jì)液壓接續(xù)管是利用壓機(jī)通過壓模進(jìn)行壓接的,壓模是一副成六角形孔的模子,施壓時(shí)前后兩模應(yīng)重疊5~8mm,壓縮后接續(xù)管就成了六角形截面。壓模的結(jié)構(gòu)形狀如圖3—52所示。圖3—52壓模圖91整理ppt〔1〕壓模的材料一般采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼,壓接鋁管的壓模選用型號(hào)不低于Q245好的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼;壓接鋼管的壓模選用合金工具鋼,鋼號(hào)不低于T8?!?〕壓模的寬度A當(dāng)給定的液壓機(jī)的壓力為P,其壓模加工后,對(duì)頂角距離S值的誤差應(yīng)大于,那么式中:HB為管材布氏硬度〔鋁管≤25,鋼管≤133〕。為了采用較小易搬動(dòng)的液壓機(jī),P值一般控制在1000kN以下。92整理ppt局部液壓機(jī)具如圖3-53所示。93整理ppt關(guān)于式〔3—37〕中對(duì)頂角距離DC的尺寸,雖然公稱尺寸應(yīng)等于壓接管的外徑,但實(shí)際經(jīng)驗(yàn)說明,需要將其略微改小一些,才能使壓接強(qiáng)度超過導(dǎo)線的計(jì)算拉斷力,因此,具體解決的方法和措施是:對(duì)于常規(guī)導(dǎo)線,鋼管壓模的DC值減少0.5mm;鋁管壓模的DC值減少1.0mm左右,按壓縮比10%來控制為宜。94整理ppt〔3〕鋁管壓縮比的計(jì)算假設(shè)將鋁管的壓縮比由6%改為10%,仿照式〔3—35〕,那么得:式中:K1—鋼管壓成六邊形后的內(nèi)包面積相當(dāng)于壓接管外周所包含面積的百分?jǐn)?shù),在DC=D1的情況下,K1=0.83;D1—壓接管外徑,mm;Kμ—導(dǎo)線的壓密系數(shù),見公式〔3—32〕D—導(dǎo)線外徑,mm。95整理ppt當(dāng)計(jì)算出K1后,按照公式〔3—40〕計(jì)算出相應(yīng)的DC值。因?yàn)椋?6整理ppt三、直線管的計(jì)算1.耐張鋼錨的設(shè)計(jì)計(jì)算1〕鋼錨外徑的計(jì)算因耐張鋼錨安裝后要承受全部的張力,其強(qiáng)度應(yīng)按導(dǎo)線拉斷力的TP設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)耐張鋼錨管后仍為圓形,那么式中:d1—耐張鋼錨管壓縮后的外徑,mm;
d2—耐張鋼錨管壓縮后的內(nèi)徑,mm;
d—鋼芯計(jì)算直徑,mm;
σb—耐張鋼錨管拉斷應(yīng)力,N/mm2。97整理ppt假設(shè)耐張鋼錨管用Q235鋼制造,并取σb=380N/mm2、d2≈0.9d代人〔3-41〕,并整理,得:令K1為鋼在壓縮前、后的外徑之比,根據(jù)實(shí)測(cè),K2在1.015~1.02之間,取K2=1.02,那么鋼管壓縮前的外徑d1/為:98整理ppt〔2〕耐張鋼錨管安裝施壓長(zhǎng)度計(jì)算耐壓鋼錨管施壓長(zhǎng)度,指鋼錨上實(shí)際纏繞炸藥包的長(zhǎng)度〔不含鋸齒槽局部〕。導(dǎo)線芯的拉力是由耐張錨管來握緊的。因此,要保證有足夠的握著強(qiáng)度,就需保持一定壓縮長(zhǎng)度,即要求總握力必須大于鋼芯的計(jì)算拉斷力Tg,即:式中:d2—耐張鋼錨管壓縮后的內(nèi)徑,
d2≈0.9d(鋼芯外徑),mm;
Lg—耐壓鋼錨管在鋼芯上的壓縮長(zhǎng)度,mm;
σf—耐張鋼錨管內(nèi)壁單位面積的握著力,N/mm2。99整理ppt根據(jù)試驗(yàn),在規(guī)定藥包作用下,耐張鋼錨管內(nèi)壁單位面積的握著力一般取σf=23.8N/mm2,考慮施工儲(chǔ)藏系數(shù)1.1,運(yùn)行儲(chǔ)藏系數(shù)1.2及絞后利用系數(shù)0.85,得:故得Lg≥12.8d
(3—45)100整理ppt2.耐張鋁接續(xù)管設(shè)計(jì)計(jì)算〔1〕鋁管外徑計(jì)算根據(jù)力平衡原理,有:式中:D1—鋁耐張管壓縮后的外徑,mm;D2—鋁耐張管壓縮后的內(nèi)徑,mm;σt—冷拔鋁管抗拉強(qiáng)度;Tt—導(dǎo)線鋁局部拉斷力,Tt=0.95σtAt〔0.95為絞后利用系數(shù)〕;101整理ppt故將已定的數(shù)代人,并進(jìn)行簡(jiǎn)化,得鋁耐張管壓縮后的外徑D1為:現(xiàn)令K2為鋁管爆壓前、后的外徑之比,根據(jù)實(shí)測(cè)
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