明遠電力金具淺談端部金具連接結構與芯棒利用率

端部金具連接結構與芯棒利用率
 復合絕緣子主要靠單向玻璃纖維增強的樹脂引拔棒(俗稱芯棒)來承擔機械負荷。玻璃鋼引拔棒最突出的性能特點即很高的拉伸強度和比強度。引拔棒中的玻璃纖維沿軸向承載方向的順向排列，使其具有很高的軸向拉伸強度，一般可達1000 MPa以上。因而直徑僅18 mm的引拔棒，其拉伸破壞強度即可達到250 kN以上。又由于引拔棒的密度一般只為2.0 g/cm3,因而其比強度(拉伸強度與重量之比)為優質碳素結構鋼的5～6倍。引拔棒的高強度、高比強度的特點，正是復合絕緣子強度高、重量輕、桿徑細的基礎。  

雖然復合絕緣子完全依靠玻璃纖維引拔棒來承擔機械負荷，然而芯棒的強度并不等于復合絕緣子的強度，這是因為芯棒必須通過絕緣子的端部附件傳遞負荷，才能與輸電線路的桿塔及導線相連接。而端部連接處必然是機械應力最集中的地方，不同的連接結構也會導致不同的應力集中程度，因此復合絕緣子的機械強度實際上更多地不是取決于芯棒的機械強度，而是其端部連接的機械強度，也就是芯棒的利用強度。采用同樣芯棒而不同連接結構的復合絕緣子，其機械強度是不同的，因此對芯棒的利用強度是不同的。  

國內外復合絕緣子按照連接結構劃分，主要有楔接式和壓接式兩類，目前以壓接式為主要采用形式。壓接式生產自動化程度高，外形尺寸小，簡潔美觀，無論是金具加工還是壓接配合都較簡單、清晰。我公司采用該種連接結構已有4年了，從試驗效果和運行后的抽檢可以看出，連接效果很好。壓接式連接區對芯棒和金具的尺寸精度、壓接時芯棒損傷程度的探測、金具鍍鋅層質量等都有很高的要求。壓接式屬于非自鎖性結構，必須完全靠預壓力產生的金具塑性變形來抵御運行中可能出現的任何滑移，而且由于芯棒與金具的熱膨脹系數有較大差異，低溫時芯棒尺寸的收縮比金具大，從而要求在壓接生產過程中施加足夠的預壓縮力，以保證在低溫環境下金具中仍有足夠的壓縮量。高溫時芯棒尺寸的膨脹又比金具大，從而加大了內應力，為解決這個問題，我們采用國內外最先進的聲發射探測的壓接工藝，效果良好。  

楔接式連接結構有內楔和外楔之分，都是利用自鎖原理。外楔式接頭由于運行效果不好，在運行中抽查發現了機械負荷明顯下降的現象，從而被國內電力部門及生產廠家所遺棄。內楔式是在尾端開口的金具上采用正向打楔的裝配工藝，同時控制壓楔的位移量與壓楔力，可以避免連接區在預拉伸負荷下的位移，實現較好的端部密封。而且內楔式屬于自鎖緊式結構，在長期的運行中，一旦遇到較大的沖擊負荷或嚴重的低溫等意外情況，芯棒產生微小的滑移時，自鎖緊式結構可以保證芯棒重新夾緊。國內數十萬只復合絕緣子采用這種結構形式，運行效果較好。但是由于該工藝破壞了芯棒，同時人為影響較大，生產成本高，工藝復雜，只有少數廠家采用。