李鳳和

(中國電建集團(tuán)四平線路器材有限公司，吉林 四平 136001)

本次研制的主要內(nèi)容包括懸垂絕緣子串及其配套金具、耐張絕緣子串及其配套金具、八分裂導(dǎo)線阻尼間隔棒、硬跳線裝置的研制。

1 導(dǎo)線懸垂絕緣子串金具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根椐工程的技術(shù)條件及工程需要，我們研制了1×420kN單聯(lián)懸垂串、2×300kN和2×420kN雙聯(lián)懸垂串、2×300kN、2×420kN和4×300kN的V型懸垂串共六種懸垂串。

1.1 導(dǎo)線懸垂串的電氣性能研究

在特高壓線路中，導(dǎo)線懸垂串的電氣性能主要考慮絕緣子串的電壓分布、金具的電暈及無線電干擾。我們采用的方法是在導(dǎo)線懸垂串上加裝均跑道型均壓環(huán)及屏蔽環(huán)。

經(jīng)計(jì)算，采用跑道型均壓環(huán)或蔽環(huán)時(shí)，管直徑取值為100-120mm比較合適。

我們設(shè)計(jì)了120mm管直徑的均壓環(huán)，試驗(yàn)結(jié)果證明，采用防暈型的懸垂線夾，三種串型都不需要屏蔽環(huán)。

從試驗(yàn)結(jié)果看，均壓環(huán)位置對電壓分布有著明顯的影響，最佳的位置是均壓環(huán)應(yīng)和高壓端的第三片絕緣子水平。

1.2 懸垂絕緣子串的機(jī)械性能研究

八分裂聯(lián)結(jié)類金具和一般線路金具大體是相同的，但受力狀態(tài)要比一般線路復(fù)雜，要具有較好的耐疲勞性能、抗沖擊性能、相對靈活性能，在聯(lián)結(jié)類金具設(shè)計(jì)中，我們根據(jù)每個(gè)金具的受力特點(diǎn)、狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，選擇了最可靠的材料和制造方法。

1.3 懸垂線夾的設(shè)計(jì)研究

懸垂線夾的設(shè)計(jì)研究是懸垂金具串研究的重點(diǎn)，在試驗(yàn)中我們設(shè)計(jì)了兩種防暈型懸垂線夾，一種是提包式，一種是中心回轉(zhuǎn)式。

在大跨越懸垂串中，使用的懸垂線夾加大了懸垂線夾的曲率半徑以降低線夾出口處的應(yīng)力，懸垂線夾采用曲率半徑是導(dǎo)線直徑的12倍，結(jié)構(gòu)采用提包式。

2 導(dǎo)線耐張金具串的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對本工程，導(dǎo)線耐張金具串設(shè)計(jì)了三種串型，2×550kN水平排列雙聯(lián)絕緣子耐張串、3×400kN水平排列三聯(lián)絕緣子耐張串、4×300kN水平排列四聯(lián)絕緣子耐張串。

2.1 導(dǎo)線耐張金具串的電氣防護(hù)

導(dǎo)線耐張金具串的均壓環(huán)和屏蔽環(huán)的設(shè)計(jì)，管直徑為100mm-120mm。為便于安裝，部分采用了開口式。

2.2 導(dǎo)線耐張的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

我們設(shè)計(jì)了以下三種導(dǎo)線耐張串：

（1）兩聯(lián)絕緣子采用雙掛點(diǎn)型式。

（2）三聯(lián)絕緣子為保證受力均衡，三聯(lián)耐張金具串設(shè)計(jì)為三個(gè)掛點(diǎn)，三聯(lián)耐張金具串聯(lián)接采用特殊的組合聯(lián)板。

（3）四聯(lián)耐張金具串，我們設(shè)計(jì)了雙掛點(diǎn)，四聯(lián)絕緣子通過二聯(lián)板合并為二個(gè)受力點(diǎn)。

三種串形都是通過聯(lián)板合并為二個(gè)受力點(diǎn)，兩個(gè)受力點(diǎn)能通過掛線聯(lián)板把導(dǎo)線分裂成為正八邊形。

掛線的聯(lián)板我們采用分體聯(lián)板是采用聯(lián)板組合，先由二變四，再由四變八形成八個(gè)掛點(diǎn)，金具零件多、單件重量輕、施工方便。

2.3 連塔金具

在聯(lián)結(jié)金具中連塔金具至關(guān)重要，因?yàn)樗墙^緣子串中的第一個(gè)金具，在鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中，它承受的載荷最高，所受的風(fēng)擺和振動(dòng)磨損最大，我們把這個(gè)金具提高一個(gè)荷載等級以提高它的可靠性。本工程設(shè)計(jì)了耳軸掛板和GD型掛點(diǎn)金具兩種連塔金具的連接方式（包括與連塔金具相連的U型掛環(huán)）。

2.4 耐張線夾

耐張線夾的主體為整鍛式，引流板設(shè)計(jì)了雙面加強(qiáng)筋，完全解決了引流板的焊縫裂紋及引流板的斷裂問題。設(shè)備線夾鍛造成雙板式，增大了引流板的強(qiáng)度，提高了接線板載流面積，避免了運(yùn)行時(shí)端子板發(fā)熱現(xiàn)象的發(fā)生，消除了隱蔽故障點(diǎn)。

3 八分裂阻尼間隔棒的研制

間隔棒是架空線路中的一個(gè)重要部件，數(shù)量之多、造價(jià)之高是其它金具無法相比的，一旦間隔棒出現(xiàn)問題，經(jīng)濟(jì)損失是十分巨大的。

3.1 間隔棒的整體結(jié)構(gòu)

本次設(shè)計(jì)的間隔棒仍采用雙框架，握持導(dǎo)線線夾采用了帶橡膠膠瓦的握手式結(jié)構(gòu)，阻尼關(guān)節(jié)安裝多個(gè)圓形膠柱。這種結(jié)構(gòu)的安全性已在多條超高壓線路運(yùn)行中得到了證實(shí)。

3.2 線夾的防電暈設(shè)計(jì)

在間隔棒的設(shè)計(jì)中，我們充分利用了八分裂導(dǎo)線對間隔棒夾的的屏蔽作用，并在此前提下，加大了間隔棒夾頭邊角圓弧的曲率半徑，并對夾頭外側(cè)表面提出了光潔度的要求。

3.3 夾頭性能要求

間隔棒夾頭垂直方向擺動(dòng)范圍和順線方向擺動(dòng)范圍大于等于±15°,間隔棒線夾長度為140mm。

4 硬跳線的設(shè)計(jì)研究

4.1 硬跳線的結(jié)構(gòu)型式

本次項(xiàng)目中，我們對鋁管式鋼性跳線和骨架式鋼性跳線都進(jìn)行了研制。

4.2 鋁管跳線鋼性跳線

鋁管式鋼性跳線的主要結(jié)構(gòu)是中間采用二根水平間距為600mm的鋁管，鋁管兩側(cè)采用與線相同的八分裂導(dǎo)線與耐張串引流相連串相連，二根鋁管中間采用特制的可懸吊鋁管間隔棒掛起，采用鋁管間隔棒支撐。鋁管兩側(cè)采用四變一線夾與八分裂導(dǎo)線相連。特制的可懸吊鋁管間隔棒可加裝配重塊，用以調(diào)節(jié)跳線的風(fēng)偏。用于直跳或轉(zhuǎn)角小的內(nèi)相和外相時(shí)采用拉桿式結(jié)構(gòu)鋁管跳線結(jié)構(gòu)，用于中相或轉(zhuǎn)角大的外相時(shí)采用懸吊式鋁管跳線結(jié)構(gòu)。

（1）主跳線部分。①本次研制中我們 采用了13.5米長度的鋁管。②鋁管外徑150mm，內(nèi)徑136mm，單位重量8.5kg/m，截面積3144mm2③鋁管材料選擇合金鋁管，牌號為LF21-Y。④鋁管的連接端子鋁管要與軟跳線相連，鋁管端頭要有連接端子，連接端子的設(shè)計(jì)，不僅要具有防電暈要求，更要有較好過流性能。這次的設(shè)計(jì)是把連接端直接套在鋁管上進(jìn)行焊接。

（2）軟跳線部分。軟跳線部分需要一端與鋁管相連，一端與耐張線夾相連，為方便施工和調(diào)節(jié)長度，本次設(shè)計(jì)采用多個(gè)線夾，為獲取滿意的成形效果，在軟跳線部分我們設(shè)計(jì)了變徑的跳線間隔棒。

4.3 骨架式鋼性跳線（又稱鼠籠跳線）

骨架式鋼性跳線又稱鼠籠跳線，有二種結(jié)構(gòu)型式。

骨架式鋼性跳線是在跳線的八分裂導(dǎo)線中心設(shè)計(jì)一外鋼性的水平支撐物，采用多個(gè)特制的固定在水平支撐物上的間隔棒保持跳線的間距各弧垂。與鋁管式鋼性跳線相比，整體造價(jià)低，引流導(dǎo)線在兩側(cè)耐張串引流間沒有斷開點(diǎn)，可靠性高，但整體形狀沒有鋁管式鋼性跳線美觀，特別是用在中相跳線時(shí)。

（1）骨架的設(shè)計(jì)。骨架的材料我們采用了鋼管，φ152/132的無縫鋼管。為運(yùn)輸方便，骨架采用了多段的組合，每段通過法蘭盤連接。采用這樣的結(jié)構(gòu)后，骨架的各方向的性能一致，迎風(fēng)阻力小，易于安裝。

（2）支撐導(dǎo)線的間隔棒。在骨架跳線設(shè)計(jì)中，我們并沒有再設(shè)計(jì)跳線間隔棒，是用導(dǎo)線間隔棒支撐跳線，原因有兩點(diǎn)，一是骨架跳線是用絕緣子和拉桿進(jìn)行懸掛的，主跳線部分的軟導(dǎo)線不承受間隔棒重量。二是導(dǎo)線間隔棒的性能優(yōu)于跳線間隔棒，有利于運(yùn)行的安全。

（3）中相跳線的改進(jìn)。單回路的中相跳線中，因?yàn)槟蛷埓畱覓禳c(diǎn)位于鐵塔中間，骨架式鋼性跳線安裝在側(cè)向，基水平支撐物高于掛點(diǎn)的集團(tuán)，耐張串引流線與鋼管骨架水平支撐物不在同一豎直平面內(nèi)，在連接處引流線曲率較小，容易出現(xiàn)電暈問題。為解決這一問題，我們在中相跳線的兩端增加的轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)。

4.4 硬跳線的風(fēng)偏控制

我們采用在水平支撐物上增加配重的辦法，控制跳線的風(fēng)偏。經(jīng)計(jì)算，骨架式跳線系統(tǒng)需增加配配重800kg，鋁管跳線系統(tǒng)需增加配配重960kg，滿足跳線系統(tǒng)最大風(fēng)偏角30°的要求。