一種架空導(dǎo)線、地線拉力試驗(yàn)工裝研制

羅富斌 楊凱 何興國(guó)

摘? 要：本文主要介紹型號(hào)為L(zhǎng)AW-1000臥式拉力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行導(dǎo)線、地線拉力試驗(yàn)夾具工裝的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、計(jì)算原理，并按照GB/T4909.3-2009《裸電線試驗(yàn)方法 拉力試驗(yàn)》的要求使用試驗(yàn)工裝進(jìn)行大量試驗(yàn)，驗(yàn)證夾具的合理性。

關(guān)鍵詞：拉力試驗(yàn);架空導(dǎo)線、地線;夾具工裝;鋼芯鋁絞線

中圖分類(lèi)號(hào)：TM244? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

導(dǎo)線、地線拉力試驗(yàn)，是對(duì)原材料的檢測(cè)，原材料檢測(cè)有助于確保供應(yīng)商提供的材料滿足的規(guī)范，充分了解原材料的本質(zhì)、特征、安全性、對(duì)產(chǎn)品的適用性，確保工程質(zhì)量。該試驗(yàn)工裝是GB/T4909.3-2009《裸電線試驗(yàn)方法 拉力試驗(yàn)》中的試件加工方法中夾具法夾具裝置的研究與制作。使得運(yùn)用該裝置，滿足試高驗(yàn)效率的試驗(yàn)需求，可適用于不同型號(hào)導(dǎo)線、地線[1]。

1 設(shè)計(jì)思路

（1）借鑒電力金具導(dǎo)卡線器結(jié)構(gòu)原理及其特點(diǎn)：電力金具導(dǎo)卡線器一般采用高強(qiáng)度鋁合金材料制成，重量輕、強(qiáng)度高、鉗口采用微紋結(jié)構(gòu)、提高對(duì)導(dǎo)線握裹力、不打滑、不傷線的特點(diǎn)[2]。

（2）利用杠桿原理，形成拉力與壓力之間的相互傳遞。

2 結(jié)構(gòu)模型及計(jì)算

利用理論力學(xué)杠桿原理進(jìn)行夾具模型設(shè)計(jì)如圖1所示。

利用理論力學(xué)杠桿原理進(jìn)行夾具模型進(jìn)行分析，該工裝為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，力學(xué)分析選取一半。

利用杠桿原理，當(dāng)導(dǎo)線安裝在夾具上進(jìn)行拉力試驗(yàn)時(shí)，夾具受到拉力機(jī)的作用拉力F，然后通過(guò)拉桿CD、壓桿AD把F成倍力放大到對(duì)壓鉗的壓力，最后形成壓鉗對(duì)導(dǎo)線的夾緊力，導(dǎo)線與夾鉗間形成2個(gè)摩擦付，其產(chǎn)生的摩擦力f大于導(dǎo)線破斷拉力F，最終完成導(dǎo)線拉力試驗(yàn)[3]。受力分析如圖2所示。

2.1根據(jù)受力模型各桿件受力

（1）CD桿件以D點(diǎn)為園心，根據(jù)力的平衡和分解建立x-y坐標(biāo)系，則CD桿件通過(guò)拉力機(jī)受到拉力作用T

（2）AC桿件以A點(diǎn)為圓心，根據(jù)杠桿原理通過(guò)作用點(diǎn)B點(diǎn)對(duì)壓鉗形成壓力N2，其中N2的力臂為235mm，T的力臂為590mm

（3）夾具對(duì)導(dǎo)線一個(gè)摩擦付摩擦力f

式中μ為鋼-鋼、鋼-呂摩擦系數(shù)取0.3，

（4）以B點(diǎn)為圓心，桿件AC對(duì)夾具導(dǎo)管A點(diǎn)形成向上的拉力N1，其中N1的力臂為235mm，T的力臂為387.2mm

2.2 受力驗(yàn)算

根據(jù)常規(guī)導(dǎo)線拉力試驗(yàn)，本夾具設(shè)計(jì)導(dǎo)線最大破斷拉力為20噸，則：T=20000kg;N1=32800kg;N2=50200kg;f=15060kg（夾鉗一個(gè)摩擦付摩擦力）;

2.2.1 CD桿件設(shè)計(jì)驗(yàn)算

材料選用Q345結(jié)構(gòu)鋼，根據(jù)桿件結(jié)構(gòu)CD的薄弱點(diǎn)在C點(diǎn)銷(xiāo)孔A-A、B-B兩個(gè)斷面，下式中αj-應(yīng)力集中系數(shù)取2.25;b-拉桿寬80mm;d-銷(xiāo)孔直徑30mm;δ1-拉板厚度12mm;δ2-拉桿加強(qiáng)板厚度20mm。

結(jié)構(gòu)尺寸如下圖3示：

A-A斷面應(yīng)力為：

滿足強(qiáng)度要求。

B-B斷面應(yīng)力為：

滿足強(qiáng)度要求

拉桿中間斷面應(yīng)力

滿足強(qiáng)度要求

2.2.2 AC桿件設(shè)計(jì)驗(yàn)算

AC桿件受力薄弱點(diǎn)在銷(xiāo)孔，主要驗(yàn)算A點(diǎn)銷(xiāo)孔A-A、B-B兩個(gè)斷面，如下圖4示，下式中αj-應(yīng)力集中系數(shù)取2.25;b-拉桿寬80mm;d-銷(xiāo)孔直徑30mm;δ1-拉板厚度20mm;δ2-拉桿加強(qiáng)板厚度30mm。

滿足要求

2.2.3夾具導(dǎo)管耳板設(shè)計(jì)驗(yàn)算

夾具導(dǎo)管受力薄弱點(diǎn)在導(dǎo)管耳板，主要驗(yàn)算A點(diǎn)A-A、B-B兩個(gè)斷面，如下圖5示，下式中αj-應(yīng)力集中系數(shù)取2.25;b-拉桿寬80mm;d-銷(xiāo)孔直徑30mm;δ1-耳板厚度30mm;δ2-拉桿加強(qiáng)板厚度30m;δ3-拉桿加強(qiáng)板厚度30mm。

滿足強(qiáng)度要求

2.2.4 銷(xiāo)軸設(shè)計(jì)驗(yàn)算

銷(xiāo)軸材料采用40Cr，期屈服強(qiáng)度σs=7850kg/cm2，銷(xiāo)軸直徑φ=30mm、n=1.15

滿足要求

2.2.5 壓鉗設(shè)計(jì)計(jì)算

壓鉗材料采用40Cr，期屈服強(qiáng)度σs=7850kg/cm2，尺寸見(jiàn)下圖6示：

滿足要求

為適用于不同規(guī)格的導(dǎo)地線，通過(guò)制作適應(yīng)不同規(guī)格導(dǎo)地線的壓鉗來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3夾具工裝驗(yàn)證試驗(yàn)

3.1拉斷力試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)GB/T4909.3-2009中要求安裝導(dǎo)線試樣，導(dǎo)線試樣的兩端應(yīng)制作合適的端頭。導(dǎo)線的拉斷力按當(dāng)絞線的一根或多根單線發(fā)生斷裂時(shí)的負(fù)荷來(lái)確定[4]。

導(dǎo)線拉斷力實(shí)測(cè)值等于額定拉斷力計(jì)算值的95%。

3.2驗(yàn)證試驗(yàn)

運(yùn)用夾具工裝對(duì)不同型號(hào)的導(dǎo)地線進(jìn)行拉力試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示?？梢?jiàn)夾具工裝適用于不同規(guī)格導(dǎo)地線拉力試驗(yàn)。

4結(jié)語(yǔ)

架空導(dǎo)線、地線拉力試驗(yàn)工裝研制解是GB/T 4909.3—2009標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行的導(dǎo)線拉斷力試驗(yàn)試樣加工方法夾具法具體體現(xiàn)，形成了一個(gè)工裝，提高了試驗(yàn)效率，大大降低了試驗(yàn)成本，消除壓接金具對(duì)拉斷力試驗(yàn)的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]裸電線試驗(yàn)方法 第3部分：拉力試驗(yàn)（GB/T 4909.3-2009）[S]北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[2]電力金具試驗(yàn)方法 第1部分：機(jī)械試驗(yàn)（GB/T 2317.1-2008）[S]北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[3]王春紅.壓接金具對(duì)鋁包鋼芯鋁絞線拉斷力試驗(yàn)的影響[J].光纜與電纜及其運(yùn)用技術(shù)，2018（4）：42-43.

[4]中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì).圓線同心絞架空導(dǎo)線：GB/T1179—2008[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

收稿日期：2021-08-11

作者簡(jiǎn)介：羅富斌（1994—），男，彝族，云南昆明人，本科，助理工程師，研究方向：建筑工程檢測(cè)技術(shù)。