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，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)板合并為二個受力點(diǎn)。

三種串形都是通過聯(lián)板合并為二個受力點(diǎn)，兩個受力點(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)擺和振動磨損最大，我們把這個金具提高一個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重要部件，數(shù)量之多、造價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范圍和順線方向擺動范圍大于等于±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。

（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。