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优化地线金具连接方式降低悬垂线夹磨损

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摘要：大理地区地属云贵高原海拔在2000m以上，输电线路多数架设于山区，大挡距、大高差较多，长期在野外运行受到风力等外界条件的作用，架空地线悬垂线夹极易磨损，给输电线路运行造成较大的安全隐患。面对输电线路长期存在的架空地线悬垂线夹磨损隐患，通过认真分析结合多年运行经验，提出优化原有金具连接方式减少地线线夹的磨损程度，从而减少因线夹磨损带来的输电线路运行风险。

关键词：优化；架空地线；悬垂线夹；磨损

0概况

大理地区位于地处处云南省西部，海拔2000米左右地形地貌复杂，海拔高差悬殊，气候的垂直差异显著，大风气象灾害多。每年连续大风气象时较长，输电线路长期在大风的气象条件下，常造成架空地线金具磨损，特别是架空地线悬垂线夹磨损现象较为普遍。许多输电线路悬垂线夹磨损容易发生在风口及垂直档距大、高差大的山区线路杆段上。大理电网110kV-220kV输电线路架空地线使用的悬垂线夹型式多以U型螺丝式的线夹为主，线夹船体两边挂轴与挂板磨损经常发生，经过一定时间的积累极易发生地线掉落，造成输电线路故障。

1分析原因

架空地线的使用的悬垂线夹多为XGU型螺丝式线夹，它将架空地线或者导线固定安装于线夹船体内并连接在于直线杆塔上。经常使用的U型螺丝式悬垂线夹船体由锻造的铸铁制造、并配有压板和2组U型螺丝组成。使用时两个U型螺丝压紧压板将架空地线或导线固定于线夹船体之内，两块钢板冲压而成的挂板将船体吊挂另一头连接于连接金具上，线夹运动、旋转轴和导、地线在同一轴心线上，运转灵活。线夹船体由两块钢板冲压制成，叫做挂板，把挂板安装在两边的挂轴之上。

图1XGU型螺丝式悬垂线夹图

大理电网某220kV线路N37号塔位于大下坡地段垂直档距1050m，但该耐张段代表档距545m，水平档距也有590m，也大于该段代表档距。查资料线路架空地线型号为GJ-70，悬垂线夹为CGU-3型，该线夹至少承受约5100N的垂直荷载、约4800N的水平荷载。非常大的垂直荷重无疑加大了挂板和挂轴的剪切力。在较大风力的作用下线路横向受力产生了水平荷载，这时悬垂线夹船体横方向摆动，挂板孔和挂轴之间由面摩擦演变为点摩擦，受到力的面积变小，造成剪切力变大更加快磨损程度，造成隐患。

发生架空U型螺丝式悬垂线夹磨损的地段，主要是处于大风口及高山地形，设计风速为30m/S,在每年冬春季节在大风的作用下，金具挂板围绕着线夹的挂轴做角度不大的持续运动，挂板相比线夹船体比较单薄，运动时产生较大的剪切力，天长日久加速了金属疲劳，挂轴和挂板都的发生不同程度的磨损，达到一定程度时，在地线垂直自重作用下发生挂板断裂与悬垂线夹船体解体，地线脱落接地酿成线路接地故障。

2对策及改进

针对线路运行经验及线路实际情况，为了改善地线悬垂线夹磨损的隐患考虑改变原有金具组装连接方式，改变其受力状况。原地线金具组装连接方式如下图2所示，由UB挂板连接PD-7平行挂板在连接XGU悬垂线夹。受力过于集中于悬垂线夹之上，造成应力集中在悬垂线夹一点上，如图3受力图所示。现场将金具组装形式进行改变将PD-7的平行挂板取消，更换为V型联板L-1040，联板下方加一地线悬垂线夹，组装方式如图4所示，金具组装方式由单个悬垂线夹变为双悬垂线夹方式，悬垂线夹的受力变成两个，极大的改善了线夹处的集中应力，如图5所示此种组装方式有效减少了单悬垂线夹顺线路方向风力及反作用力1/2，同时挂板与悬垂线夹船体挂轴顺线路运动大幅减少，达到降低磨损的要求。其次单线夹收到的横风及反作用力也降低1/2以上，挂板孔和挂轴的摩擦面积加大将少了剪切力。改造后单个悬垂线夹受到的垂直荷载也减少了1/2，使得PD挂板和挂轴间剪切力减少。改变架空地线连接方式由单悬垂线夹为双悬垂线夹极大降低了XGU型悬垂线夹的磨损。

3结束语

本文针对在大理电网110-220kV输电线路直线塔架空地线常用的单悬垂线夹组装方式进行了分析，特别是在大垂直档距、大高差地段长期在大风力作用下单悬垂线夹易造成挂板磨损，架空地线脱落造成输电线路事故进行了研究，提出了优化方案。将原单悬垂线夹组装方式改变为双线夹连接的方式，极大的减少和降低悬垂线夹受到的横线路、顺线路风作用力与反作用力，采用双线夹后每只线夹的荷载减少50%，且改造简单、造价低利于推广。同时降低了金具和悬垂线夹的磨损，提高了输电线路的运行安全系数。该方案近年来在大理电网110-220kV输电线路架空地线磨损较大的地段广泛使用取得较好的效果。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准GB2318.4-85悬垂线夹（XGF型）国家标准局1985-01-23发布

[2]黄修乾一起架空地线悬垂下架挂轴磨损分析《南方电网技术》，2011,05（A01）：94-97

[3]董吉谔《电力金具手册》第三