郎福堂，杜 偉

（北京送變電公司，北京市，102401）

0 引言

導(dǎo)線液壓接續(xù)施工是架線施工中的一項(xiàng)重要隱蔽工序[1]。接續(xù)管和耐張線夾與導(dǎo)線的握著力是輸電線路安全運(yùn)行的重要保證[1-4]。隨著輸電線路電壓等級(jí)的不斷提高和輸電容量越來(lái)越大，導(dǎo)線截面也隨之加大，寧東—山東±660 kV直流輸電工程的一般線路段使用JL/G3A-1000/45-72/7導(dǎo)線，這是國(guó)內(nèi)輸電線路首次使用1 000 mm2截面導(dǎo)線。接續(xù)管和耐張管的壓接工藝是1 000 mm2截面導(dǎo)線工程應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。參照SDJ 226—87《架空送電線路導(dǎo)線及避雷線液壓施工工藝規(guī)程》[2]中的有關(guān)規(guī)定，在對(duì)1 000 mm2截面導(dǎo)線進(jìn)行壓接試驗(yàn)時(shí)，鋁管壓接完成后，管口附近的導(dǎo)線出現(xiàn)了嚴(yán)重的散股現(xiàn)象。因此，如何在保證導(dǎo)線與金具液壓連接握著強(qiáng)度的前提下，減輕鋁管管口處出現(xiàn)的“導(dǎo)線散股”程度，提高1 000 mm2截面導(dǎo)線壓接質(zhì)量，就成為了一個(gè)重要的研究課題。

1 導(dǎo)線壓接散股的原因和影響

1.1 導(dǎo)線壓接散股的原因和影響因素

導(dǎo)線壓接施工時(shí)在管口處均會(huì)產(chǎn)生不同程度的散股現(xiàn)象，原因是：導(dǎo)線鋁絞線彈性模量比鋼芯小，壓接后鋁絞線延伸量比鋼芯大得多；另外，壓接時(shí)鋁絞線各層的受力不相同，外層相對(duì)受力大，壓接后鋁股外層變形伸長(zhǎng)量大于內(nèi)層，鋁股與鋼芯、鋁股內(nèi)外層之間存在相對(duì)位移；并且壓接順序是從鋁管的中部向端部壓接，由于鋁股延伸，變形量會(huì)向管口積聚，最終導(dǎo)致鋁管管口附近出現(xiàn)導(dǎo)線散股及鼓肚現(xiàn)象。

導(dǎo)線壓接散股的嚴(yán)重程度主要與以下因素有關(guān)：（1）導(dǎo)線的截面積。截面積越大的導(dǎo)線壓接后導(dǎo)線鋁線層壓縮和延伸量越大，與鋼芯的相對(duì)位移也越大。（2）導(dǎo)線絞制層數(shù)。導(dǎo)線絞制層數(shù)越多，內(nèi)層線股握緊鋼芯所需壓模施加的壓力越大，壓接伸長(zhǎng)量越大。（3）導(dǎo)線的鋁鋼比。相同外徑的導(dǎo)線鋁鋼比越大，鋁截面越大，壓接引起的鋁股壓縮量和延伸量越大。（4）壓接鋁管外徑。相同內(nèi)徑的鋁管外徑越大，壓接引起鋁管的絕對(duì)延伸量越大。（5）鋁管的實(shí)際壓接長(zhǎng)度。壓接長(zhǎng)度越長(zhǎng)，所引起的累計(jì)延伸量越大。

JL/G3A-1000/45-72/7輸電導(dǎo)線的截面積為1 045.38 mm2，鋁鋼比為23.25，壓接鋁管外徑為φ72 mm，鋁管一端的實(shí)際壓接長(zhǎng)度為350 mm，壓接鋁管尺寸詳見(jiàn)表1。該型大截面導(dǎo)線具備了使壓接施工產(chǎn)生嚴(yán)重散股的條件：導(dǎo)線截面積大、四層絞制、鋁鋼比大、鋁管外徑大、鋁管壓接長(zhǎng)度長(zhǎng)等。

表1 1 000 mm2導(dǎo)線壓接鋁管參數(shù)Tab.1 Parameters of crimping tubes for 1 000 mm2cross-section conductor

1.2 導(dǎo)線嚴(yán)重散股的影響

導(dǎo)線壓接后嚴(yán)重散股對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生的影響主要表現(xiàn)在以下方面：（1）力學(xué)性能。導(dǎo)線壓接后嚴(yán)重散股時(shí)，內(nèi)外層導(dǎo)線不能同等受力，這樣會(huì)降低導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度。（2）外觀工藝。外觀質(zhì)量差，不能滿足《1 000 mm2導(dǎo)線架空送電線路施工及質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中“連接后管口附近不得有明顯的松股現(xiàn)象”的質(zhì)量要求[4]。

2 減輕大截面導(dǎo)線壓接散股程度的措施

2.1 使用大噸位壓接機(jī)

提高壓接機(jī)壓力可容許模具進(jìn)一步加長(zhǎng)，以加大鋁管與導(dǎo)線之間的正壓力，同時(shí)鋁管和導(dǎo)線間的接觸表面增大，摩擦力相應(yīng)增大，使鋁管受壓后減少鋁管延伸和導(dǎo)線外層股線的延伸和變形積聚，在徑向上充分往鋁股空隙處擠壓。表2中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，壓接機(jī)噸位越大，壓接后鋁管的延伸量越小。另外，使用大噸位壓接機(jī)，由于減少了壓接模數(shù)，既可提高壓接效率，也可使壓接管壓后不易彎曲。

表2 不同壓接機(jī)和壓模的壓接試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.2 Testing data of compression jointing with different crimping machines and dies

2.2 改變鋁管壓接方向

2.2.1 改變耐張管鋁管壓接方向

為敘述方便，文獻(xiàn)[2]規(guī)定的耐張管鋁管壓接方向稱為“正壓”，與規(guī)定的壓接方向相反的壓接順序稱為“倒壓”。

“倒壓”工藝是從耐張管導(dǎo)線側(cè)管口處開(kāi)始，逐模向耐張管鋼錨側(cè)施壓，這樣鋁管的延伸量逐步向耐張拉環(huán)的方向累積，導(dǎo)線也會(huì)同向延伸，壓接管管口處的散股現(xiàn)象則不會(huì)產(chǎn)生。

采用“倒壓”工藝時(shí)，耐張管鋁管壓接前后狀態(tài)及壓接順序如圖1所示。穿耐張管鋁管時(shí)，在鋁管所能穿到鋼錨極限位置處畫(huà)定位印記A，在鋁管另一端口處導(dǎo)線上畫(huà)定位印記D，A到耐張線夾鋼錨壓接末端處的距離為L(zhǎng)1，A到鋁線端頭的距離為L(zhǎng)2，從鋼錨側(cè)管口向內(nèi)量L1并在鋁管上標(biāo)記為E，從鋼錨側(cè)管口向內(nèi)量L2并標(biāo)記為F，如圖1（a）所示；從D點(diǎn)沿導(dǎo)線向外量ΔL標(biāo)記為D1，將鋁管管口從D點(diǎn)調(diào)整對(duì)齊到D1，如圖1（b）所示；耐張鋁管的壓接順序如圖1（c）所示，從D1向A1壓接。

2.2.2 改變接續(xù)管鋁管壓接方向

為敘述方便，文獻(xiàn)[2]規(guī)定的接續(xù)管鋁管壓接方向，即壓接從鋁管的中部向靠近導(dǎo)線的端部壓接稱為“正壓”，從接續(xù)管鋁管端口向中部壓接的工藝稱為為“反壓”，從接續(xù)管鋁管一端向另一端壓接的工藝為“順壓”。

接續(xù)管鋁管按照“反壓”工藝壓接，先壓一端的鋁管會(huì)向另一端延伸，導(dǎo)線向自由端延伸，鋁管先壓端管口的松股現(xiàn)象則不會(huì)產(chǎn)生，而后壓一端鋁管與導(dǎo)線的延伸受到先壓一端的約束，鋁管與導(dǎo)線的變形情況比較復(fù)雜。試驗(yàn)證明，采用“反壓”工藝壓接時(shí)，鋁管會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的彎曲變形，且后壓一端的鋼芯和鋁股之間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，因此，“反壓”工藝存在重大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，不宜采用。

接續(xù)管鋁管采用“順壓”工藝時(shí)，先壓一端的鋁管會(huì)向另一端延伸，導(dǎo)線向自由端延伸，鋁管先壓端的管口的松股現(xiàn)象會(huì)得到抑制，而后壓一端的鋁管與導(dǎo)線的延伸會(huì)向管口方向積累，后壓一端管口導(dǎo)線將仍會(huì)出現(xiàn)散股現(xiàn)象。

“順壓”工藝的示意圖如圖2所示。穿接續(xù)鋁管時(shí)，自導(dǎo)線切割印記N分別向?qū)Ь€兩側(cè)量?。↙5-L4）/2處畫(huà)鋁管定位印記A，在接續(xù)管鋁管上從兩管口分別向內(nèi)量?。↙5-L4）/2處畫(huà)鋁管壓接印記B1、B2，如圖2（a）所示；從A點(diǎn)向外側(cè)量ΔL標(biāo)記為A1，將鋁管管口從A點(diǎn)調(diào)整對(duì)齊到A1，在另一側(cè)管口導(dǎo)線上作標(biāo)記A2，如圖2（b）；壓接時(shí)從到A1向A2壓接，如圖2（c）所示。

試驗(yàn)證明，“順壓”工藝能夠消除接續(xù)管鋁管先壓一端管口的散股現(xiàn)象，而且不存在后壓一端延伸量無(wú)法釋放導(dǎo)致接續(xù)管嚴(yán)重彎曲的鋼芯與鋁股相對(duì)滑移的問(wèn)題，因此，綜合比較“正壓”、“倒壓”和“順壓”三種壓接工藝，“順壓”是3種工藝中最佳的方案。另外，推薦采用從牽引場(chǎng)一側(cè)向張力場(chǎng)一側(cè)的壓接順序。張力展放過(guò)程中，導(dǎo)線在張力和放線滑車摩擦力的作用下，鋁管后壓一端管口的散股現(xiàn)象向張力場(chǎng)方向傳遞，使后壓一端管口導(dǎo)線的散股程度得到一定程度緩解。

2.2.3 壓接預(yù)偏值

采用耐張管鋁管“倒壓”、接續(xù)管鋁管“順壓”工藝時(shí)，應(yīng)將鋁管向先壓一端偏移一定距離ΔL，預(yù)留出鋁管的壓接伸長(zhǎng)量，具體偏移量必須通過(guò)試驗(yàn)確定。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鋁管的壓接伸長(zhǎng)量與模具長(zhǎng)度、模間重疊大小、鋼模內(nèi)側(cè)與鋁管間的磨擦力等因素有關(guān)，模具越長(zhǎng)、模間重疊越小、鋼模內(nèi)側(cè)與鋁管間的磨擦力越大，則鋁管的壓接伸長(zhǎng)量越小。試驗(yàn)中，JYD-1000/45接續(xù)管在“順壓”時(shí)，其預(yù)偏值取45～50 mm；NY-1000/45耐張線夾“倒壓”時(shí)，其預(yù)偏值取40～45 mm。

2.3 使用導(dǎo)線卡箍

在鋼芯鋁絞線絞制完成后，鋁股間存在著較大的應(yīng)力，當(dāng)導(dǎo)線被切斷時(shí)，鋁股之間的應(yīng)力會(huì)自然釋放，鋁股之間將產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變松散現(xiàn)象，如果不加約束，松散會(huì)很快向遠(yuǎn)離斷頭的方向傳遞。在斷線前和穿管過(guò)程中，使用卡箍卡緊導(dǎo)線，并保證在導(dǎo)線的斷線、剝線、穿管、壓接等過(guò)程中卡箍使用“不空檔”，就可以對(duì)鋁股施加一定的約束，從而減輕由于鋁股間扭曲應(yīng)力造成的松散現(xiàn)象。

2.4 導(dǎo)線擺放平直

在進(jìn)行張力場(chǎng)場(chǎng)地布置時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)線錨線地錨設(shè)置在距張力機(jī)導(dǎo)線出口稍遠(yuǎn)處，給導(dǎo)線液壓壓接操作留出足夠的空間，保證導(dǎo)線液壓壓接操作時(shí)能夠?qū)⒈唤永m(xù)的導(dǎo)線擺放平直，避免導(dǎo)線彎曲對(duì)導(dǎo)線松股造成影響。在液壓壓接斷線前，首先調(diào)直液壓壓接范圍及以外6～10 m范圍內(nèi)的導(dǎo)線；液壓壓接時(shí)，扶平液壓機(jī)兩側(cè)的導(dǎo)線，消除導(dǎo)線自重對(duì)液壓管的下壓力。

2.5 注意鋁管旋進(jìn)方向

穿鋁管時(shí)如果按鋁股絞制方向相反的方向旋進(jìn)，則會(huì)造成鋁管端口處的鋁股松散現(xiàn)象；如果鋁管旋進(jìn)方向與鋁股絞制方向一致，則能保證鋁管端口處鋁股緊密。當(dāng)接續(xù)管鋁管穿管時(shí)，被接續(xù)導(dǎo)線一側(cè)朝旋緊方向旋進(jìn)時(shí)，其另一側(cè)必然是旋松方向，因此，在接續(xù)管鋁管穿管后應(yīng)兼顧兩側(cè)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)鋁管使鋁管兩側(cè)鋁股緊密程度一致。

3 結(jié)語(yǔ)

減輕1 000 mm2大截面導(dǎo)線壓接散股程度的幾項(xiàng)措施，已推廣應(yīng)用于寧東—山東±660 kV直流輸電工程線路工程。實(shí)踐證明，這些措施能夠有效地減輕1 000 mm2大截面導(dǎo)線壓接散股的程度，其中改變壓接方向、便用大噸位壓接機(jī)是比較有效的措施。在工程中推薦的耐張線夾鋁管壓接順序?yàn)椤暗箟骸?；接續(xù)管鋁管壓接順序?yàn)閺臓恳龍?chǎng)向張力場(chǎng)方向“順壓”。耐張管鋁管“倒壓”和接續(xù)管鋁管“順壓”的關(guān)鍵是提前通過(guò)試驗(yàn)確定鋁管壓接伸長(zhǎng)量。

[1]李慶林.架空送電線路施工手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2002：596.

[2]SDJ226—87架空送電線路導(dǎo)線及避雷線液壓施工工藝規(guī)程[S].北京：水利電力出版社，1987.

[3]朱艷君，尋 凱，孔耕牛，等.大截面導(dǎo)線壓接產(chǎn)生散股原因分析及消除措施[J].電力建設(shè)，2010，31（4）：94-99.

[4]郎福堂.1 000 kV特高壓架空輸電線路工程緊線施工工藝研究[J].電力建設(shè)，2007，28（10）：24-29.