并沟线夹

可靠供电是供电企业供电能力的一项重要指标，反映了对用户电力需求的满足程度，同时也是考核电能质量的一个重要内容。线路器材的可靠性是影响供电可靠性的一个重要因素，而其中运行于城乡电网中数目巨大的各类并沟线夹，其性能的优劣将直接影响到可靠供电。并沟线夹可靠性不高，供电企业就需要增加巡视次数，缩短维护周期，增加运行成本。若并沟线夹引发故障或事故，可导致大范围停电并威胁到城乡居民的人身安全。

并沟线夹均为非承力型，主要有螺栓式并沟线夹、H型(或C型)并沟线夹和楔型并沟线夹等3种，其中螺栓式并沟线夹又分为等径并沟线夹和异径并沟线夹两种 。

根据国标GB2314《电力金具通用技术条件》和电力行标DL/T 765.1《架空配电线路金具技术条件》的规定，非承力型并沟线夹对导线的握力不得小于导线计算拉断力的10%，导电能力不得低于被接触导线的电阻，同时为了保证稳定性和可靠性，对通流后的电阻变化指标作了明确的要求，满足这些要求，可以保证线路在正常运行或过载甚至发生短路时，并沟线夹不先于导线发生故障，确保线路的安全和可靠。

导体与导体间的电流传导可从导体的机械接触面积和电流传导途径两方面进行分析。 导体的机械接触面积:从微观上看，导体表面是由无数个高低不平的峰谷构成的，导体表面越光洁，峰谷之间的高度差就越小。当受外力作用使两个导体接触时，其接触主要以峰一峰相触的形式存在。所以，实际上的机械接触面积远小于线夹设计的标称接触面积，真正的机械接触面积约为标称接触面的7%。

导体间电流传导途径：一是在外压力作用下，两个导体的铝一铝界面上活性三氧化二铝(Al₂O₃)层受挤压或摩擦而使其局部破裂，使铝电子在表面峰一峰间自由流动，形成一定的导电能力。压力越大，接触的峰一峰点就越多，接触电阻就越小。线夹安装施工工艺中，要求在导体表面涂抹含铜、银离子的导电脂，防止氧化层破裂点的再氧化。二是活性Al₂O₃本身具有的导电能力，使未破损的区域也具有一定的导电能力。同时在外电源的作用下，导电脂中的铜、银离子进一步渗入活性Al₂O₃层内，使导电界面在带电运行后导电能力比初始值略有增加，增加幅度一般为0.5%-9%。三是由于铝的塑性较好，当两个界面受压接触后，线夹内壁中的部分铝将产生塑性变形，进入导线外层的绞制空隙中，使有效接触面积增大，分子间的相互渗透更加活跃，随着氧化层中铝原子数量进一步增多，电界面上的导电性能得以改善 。

并沟线夹型号尺寸如图1：

螺栓式并沟线夹采用板-板式结构、铝合金材料制造，依靠螺栓的紧固压力将被接续导线固定在上下带有槽形的夹板中完成连接，再通过平垫片和弹簧垫圈传递，向接续导线提供比较均匀和恒定的压力作用，安装后可拆卸，往往使用在线路耐张端的跳线或导地线搭接处，为保证线夹对导线有足够而均匀的压力，并沟线夹一般采用两螺栓或三螺栓结构，同时安装中要求紧固各螺栓时用力均匀。有时为保证运行可靠性，线路施工时采用两只或3只线夹等距并接的方式。螺栓式并沟线夹对导线的握力约为导线计算拉断力的10%-20%。

螺栓式等径并沟线夹一般只对同直径的导线进行接续，允许的导线跨径一般包含两个相邻规格，如JB-4并沟线夹适用的导线截面为185mm²和240mm²两种，所以在结构上采用对称设计。

螺栓式异径并沟线夹允许对一定直径范围的导线进行跨径组合连续，在结构上采用非对称设计，且将压板设计成左右可调型，以保证在接触时两异径导线均可获得较稳定的压力，但人为因素对螺栓的紧固程度影响较大。

H型并沟线夹属于压缩式结构，纯铝或铝合金材料，安装后无法拆卸。该线夹因线夹断面类似于字母H而得名。借助专用液压钳，可将线夹与被接续的两根导线压成一整体。压接后接触部位呈椭圆柱形，外形比较紧凑。与楔型并沟线夹类似，其压缩过程受液压钳输出压力控制，人为影响较小。H型并沟线夹可接续等径和异径的两根导线，同槽中的导线跨径一般为3- 4个规格。H型并沟线夹与导线接续时，因环向受力，线夹内壁的铝产生塑性变形，嵌入导线外层的绞制空隙中，有效接触面较大，H型并沟线夹对导线的握力约为导线计算拉断力的40%-65% 。

楔型并沟线材料一般为锻铝，由弓形本体和楔块两部分组成;安装或拆卸均使用枪形专用工具，但不可重复使用。楔块两侧边的斜度与本体的斜度相同，可使导线在被接触段内均匀受力又可建立材料间的自锁；弓形本体提供了为维持稳定压力所需的弹力。弓形本体内槽的曲率半径和楔块外槽的半径均略大于最大适用导线的半径。在安装时，将被接续的两根平直导线放入本体两侧的对应位置，用人力将楔块推至标志线位，再击发枪形专用工具，使之产生瞬间推力将楔块压入工作位。对楔块的压力主要由专用子弹中的药量决定，减少了人为因素对安装质量的影响，所以楔型并沟线夹安装的一致性较好。楔型并沟线夹可接续等径和异径的两根导线。楔型并沟线夹对导线握力约为导线计算拉断力的20%-45% 。

从金属材料的特性中我们知道，在受力情况下，导线不可避免会产生一定的蠕变，在局部压力较大的并沟线夹内部更加严重，使导线略微变细，直径减小，如果没有适当的补偿功能，并沟线夹对导线的握力就会下降，产生应力松弛。当材料确定后，导线蠕变与时间、压力、拉力和环境温度有关，对导线的压力或拉力越大，环境温度越高，导线蠕变就越严重，而且变化曲线呈指数状，并随时间的增长而不断增大。

要保持并沟线夹对导线握力的稳定，施工安装时，就需有足够的外力使之对导线产生合适的压力，以防止并沟线夹与导线产生松动或相对滑移；更须保证当外力消失后，并沟线夹应能对导线提供较恒定的压力，以补偿因电流、温度、风速、腐蚀等变化引起的导线蠕变影响。

螺栓式并沟线夹安装时，对螺栓或螺母施加的扭矩往往因人而异，一般也没有使用专用的计量器具对扭矩进行复核，导致同一线夹的不同螺栓或不同人员安装的线夹间所产生的对导线的压力不一致。压力过大，使导线蠕变过大；压力过小，使线夹与导线在运行初期就缺少足够的压力和握力。弹簧垫圈的质量也严重影响了线夹的机械稳定性。若选用不良的弹簧垫圈，受外力作用后，弹簧垫圈塑性变形较大，将导致安装后的线夹在导线发生蠕变时得不到应有的压力补偿。

H型并沟线夹采用专用液压工具进行安装，对导线的压力比较均匀和恒定。其与导线接续属一次性液压定型，使线夹部分内壁材料嵌入导线外层空隙，因线夹与导线外股属同一铝基材料，既可减少应力松弛又可补偿导线蠕变。

机械稳定性最好的应属于楔型并沟线夹。由于采用弓形结构和楔块，当导线因各种原因发生蠕变时，弓形结构和楔块都能对蠕变进行补偿，而安装时的初始压力由专用子弹提供，合理控制药量即可实现控制压力的目标 。