用于配电架空导线的低压紧箍线夹的研制.docx
摘要：通过对当前常用的低压架空导线固定装置的优缺点进行分析，选择更适合的结构与材料研制出了一种低压紧箍线夹作为新型导线固定装置，其通过简单操作就可达到特定固定效果，有效提高了安装效率，克服了传统线夹类产品造价高、推广难度大的缺点。关键词：低压紧箍线夹；单螺栓控制机构；单丝双紧箍结构；双耳咬合式1项目研究背景近年来，随着我国国民经济持续快速发展，电力消费需求越来越大，特别农村经济收入的增长，导致用电负荷越来越大，导线线径也越用越大。常用于配电架空导线的紧固装置，可以归类为两种：(1)手绑式扎线，其通过缠绕的方式将导线与绝缘子紧紧地缠在一起。(2)导线固定线夹，是一种将导线与绝缘子整体或分体结合的夹具。手绑式扎线的优点：就地取材，成本低，施工方便。但是，手绑式扎线工艺存在明显缺点：(1)易氧化。扎线随着日久氧化而性能下降，引起导线与绝缘子松脱。(2)紧固力不足，抗拉能力弱，握力差。这是由于扎线材质较软导致的，当紧固性能下降后，导线与导体发生摩擦，日久容易致使绝缘层破损，引起导体带电，导致触电事故的发生。(3)重复利用率低，寿命短，经济效益差。由于扎线本身材质较软，受力到一定程度会变形且不会复原，重复使用会影响美观和性能。(4)受工人手艺水平影响，安装质量难以得到保证且安装效率低。(5)不适合作为样板标杆示范使用。导线固定线夹的优点：(1)紧固力强。紧固机构一般采用螺栓式，能借助工器具固定，相比纯手工固定有很大优势。(2)结构简单。一般采用整体或分体包裹式，技术设计难度小。(3)操作便捷。通过螺栓固定的方式，可以借助电动工具，有效提高安装效率。(4)外观整洁。采用标准件设计，厂内加工，现场安装方便。缺点：(1)尺寸质量较大。一般采用整体或分体式设计时，为保证性能，线夹尺寸一般都大于绝缘子。(2)造价高、推广难度大。产品尺寸质量和材质，直接影响到产品的造价，项目收益低下。由于上述两种导线固定方式至今仍存在各自明显的缺陷，有必要设计出一种快速、紧凑、可靠的固定机构，以期通过简单操作就可以达到预期效果，有效提高安装效率，因此一种新型导线固定装置一一低压紧箍线夹应运而生。2产品设计思路2.1如何提高安装效率对比分析手绑式扎线与导线固定线夹的安装效率，我们发现两者操作机构完全不同：手绑式扎线，其缠绕式的安装工艺，完全依靠人手完成，实施效率较低。而导线固定线夹，其螺栓式的操作机构，可以使用扳手或套筒，乃至借助电动工具操作，安装效率明显高于手绑式扎线。经对比发现，相较于手绑式扎线，导线固定线夹的安装时间缩短约75%o因此，对于低压紧箍线夹，我们设计采用螺栓式操作机构，在满足应用的条件下，尽量减少螺栓数量。2.2 如何在节省空间的条件下提高紧固效果对比分析手绑式扎线与导线固定线夹的紧固效果，我们发现两者的工作机构完全不同：手绑式扎线，其缠绕式工作机构对作用物的尺寸适应性强，固定于绝缘子可防止轴向作用力，其紧凑的结构设计适合于绝缘子端使用；而导线固定线夹，虽然其夹紧式机构的机械强度较大，紧固效果好，但若用于固定绝缘子，则占用空间较大，要想设计紧凑难度较大，故更适合于导线端使用。因此，对于低压紧箍线夹，我们的设计方案是绝缘子端采用缠绕式机构，导线端采用夹紧式机构，这样既可以发挥两者优点，又可以节省空间。2.3 如何降低产品造价成本通过分析导线固定线夹的固定方式存在的缺点，我们发现导线固定线夹的固定方式一般可以分为两种：(1)整体固定式;(2)分体固定式。在同种材质条件下，整体式固定线夹的体积、重量、加工难度要大于分体式。因此，考虑到加工成本，低压紧箍线夹采取分体固定式设计。考虑到低压紧箍线夹使用寿命应等同于整体项目的全周期寿命，故结构材质选用耐腐蚀、耐冲击、耐老化的材质，如不锈钢、铝合金等。考虑到低压紧箍线夹的绝缘效果，材质选用PE塑料覆盖。3设计方案图1为低压紧箍线夹夹紧导线示意图。(1)导线固定装置，包括绝缘子端锁紧装置、导线端固定装置，导线端固定装置设有双耳咬线扣1,双耳咬线扣1设有第一突出部11、第二突出部12、凹槽13,凹槽13设于第一突出部11、第二突出部12之间，绝缘子端锁紧装置设有双丝扎箍2、锁紧件3,双丝扎箍2包括第一箍21、第二箍22、连接部23、开口部24,锁紧件3穿过连接部23与开口部24之间的夹缝与双丝扎箍2连接，第一箍21与第一突出部11连接，第二箍22与第二突出部12连接。(2)锁紧件3设有螺栓31、卡紧片32、螺母33,卡紧片32与开口部24连接，螺栓31穿过卡紧片32与螺母33连接。(3)卡紧片32设有第一卡孔、第二卡孔和螺纹孔，卡紧片32通过第一卡孔、第二卡孔与开口部24连接，螺栓31通过螺纹孔与卡紧片32连接。(4)第一箍21、第二箍22均为C形结构的钢圈。(5)凹槽13为圆弧形结构。(6)凹槽13内设有螺纹。经检验，低压紧箍线夹的安装耗时约在15S内，安装效率比手绑式扎线提高85%,比同类固定线夹提高56%0低压紧箍线夹的握力测试显示达到2.6kN,比手绑式扎线提高110%,比同类固定线夹提高30%。4经济及社会效益4.1经济效益经测算，低压紧箍线夹的项目全寿命周期投资比手绑式扎线降低21.88%,比同类固定线夹产品降低68.44%。4.2社会效益(1)减少建设投诉，降低延期投产风险。产品紧固性能提高，直接减少了街码用量，间接减少了由于安装街码导致的居民投诉，保证项目的施工进度，降低延期投产的风险。(2)创建精品工程，树立企业良好形象。街码用量的减少，施工工艺的改进，项目施工质量的提高，有利于打造更多的精品工程，为企业树立良好的品牌形象。(3)降低运维成本。产品可重复利用，寿命覆盖项目全周期，可达到免维护的效果，有效减少后期运维成本和难度。(4)提升线路安全水平。产品紧固力提高，降低导线与街码摩擦接触而刮伤绝缘层的概率，减少由此产生的人身触电事故。(5)降低作业风险。运用低压紧箍线夹，减少了高空作业时间，降低了高空作业带来的人身安全风险。5结语低压紧箍线夹大大提高了配电架空导线的架设工艺技术水平，同时具备较高的复制推广价值。将低压紧箍线夹应用于样板工程项目，能有效降低整体项目全生命周期的造价，对提高项目整体效益起到促进作用。
