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对架空输电线路液压压接握着力计算理论的探讨 摘要】该文根据物体受压后获得摩擦阻力原理，通过分析圆线同心绞架空导线结构、压接管机械特性，建立了压接管受液压后获得摩擦阻力（握着力）的计算模型，较好地填补了输电线路液压施工握着力无理论计算式的空白。 ? ? ? ? 【关键词】液压压接握着力 理论 ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 一、前言 ? ? ? ? 输电线路中架空线的连接是非常重要的施工活动，它包括耐张线夹的连接和架空线之间的连接[1]。架空线的连接，根据作业的不同方式分为液压连接、钳压连接和爆压连接，应用最广泛、质量最稳定的是液压连接。因而液压连接在输电线路施工中得到了迅猛的发展，成为最主要的压接作业方式。 ? ? ? ? 目前，未发现专业书籍及论文有关握着力计算公式的讲述，仅在施工规范或压接规程对“液压握着强度不得小于导线设计使用拉断力的95%”进行要求，并无理论上的继续深入及量化。本文基于解决此问题，进行理论上的初步探寻。 ? ? ? ? 二、握着力获得原理 ? ? ? ? 压接管与导线的握着力是通过压接设备强力压缩已经穿管的钢管或铝管，使钢管或铝管在压力的作用下发生强烈形变，而把压应力传递给和钢芯或导线，使钢芯、导线被钢管、铝管同时紧紧握住（即获得可靠的摩擦阻力）来实现力的传递的。 ? ? ? ? 三、导线中钢、铝截面抗拉力的占比 ? ? ? ? 钢芯铝绞线在架空输电线路中应用最为广泛，本文以钢芯铝绞线为例来进行介绍。 ? ? ? ? 钢芯铝绞线导线由钢芯及铝线绞合而成，根据《架空绞线用硬铝线（GB/T 17048-2017）》【2】，先查得使用型号导线铝股线的抗拉强度 ，根据《架空绞线用镀锌钢线（GB/T 3248-2012）》【3】，查得使用型号导线1%伸长时的应力最小值 ，该导线额定拉断力【4】的计算值则为： ? ? ? ? ? ? ? （1） ? ? ? ? 计算式（1）表明，导线额定拉断力由钢截面与铝截面分别承担，占比多少，则用各自承担部分的拉力除以额定拉断力即可，它为我们后面的理论分析提供依据。 ? ? ? ? 四、压接金具对导线的理论握着力核算 ? ? ? ? 我们根据压接机提供的压应力、金具与钢芯或导线的接触面与来建立摩擦阻力（即握着力）计算模型。 ? ? ? ? 1.耐张管与导线压接后传递张力方式 ? ? ? ? 导线通过耐张线夹中的钢管和铝管分别与钢芯、导线压接后，把张力传递钢锚，钢锚传递给绝缘子串，最终传递给耐张塔。钢芯通过耐张钢管压接而获得的握着力，把其承受的张力传递给钢锚，同样铝绞线通过钢管前侧的铝管压接，把其承受的张力传递给铝管，通过铝管在钢锚凹槽处压接而获得的握着力（包括压接后在凹槽处获得的抗剪力或抗挤压力），再把张力传递给钢锚，一个耐张线夹的钢锚就这样承担了一根导线的全部张力。 ? ? ? ? 2. 接续管与导线压接后传递张力方式 ? ? ? ? 与耐张管传递导线张力方式略有差别，钢芯通过接续钢管的压接，把一侧钢芯承受的张力传递到另一侧的钢芯，通过对对称套在钢管外两侧铝管的压接，把一侧导线中铝绞线层承受的张力传递给铝管，铝管又传递给另一侧的铝绞线，一个接续管就这样传递了接续管两侧导线的张力。 ? ? ? ? 3.握着力理论计算式 ? ? ? ? （1）摩擦阻力计算式 ? ? ? ? 我们根据摩擦力与正压应力的关系得到摩擦阻力计算式为： ? ? ? ? ?（2） ? ? ? ? 式中： ? ? ? ? T—钢管或铝管对导线的握着力，N； ? ? ? ? κ—压接后接触面积增大系数； ? ? ? ? ?—钢芯或导线的周长，mm； ? ? ? ? ?—铝管或钢管压接后的长度，mm； ? ? ? ? ?—压接机压钳额定出力，MPa； ? ? ? ? ?—压接材料间的摩擦系数； ? ? ? ? 对投运后的线路，由于导线铝股会产生较大的塑性变形及蠕变而松弛【5】，铝管也同样会发生塑性变形和蠕变，握着力强度发生衰减，计算式（2）已不适用，现引入有效系数概念，运行线路导线握着力的计算式修正为： ? ? ? ? ?（3） ? ? ? ? 式中： ? ? ? ? η—投运后的压接有效系数，根据经验选定为0.92t，t为施工后经历的年份；钢管的弹性模量是铝管的近3倍，且钢质材料塑性变形远比铝小，可认为钢管压接后的有效系数仍为1。 ? ? ? ? 1）耐张钢管压接参数选择 ? ? ? ? 液压压接机压钳的额定出力为P【6】，在压钳的强大压力下，钢管截面与钢芯外层的接触面不能只考虑为“圆周线”与“点”的接触，应考虑为钢管内表面受压变形后向钢芯外层相邻股线的“凹空间”凸出一部分的接触，接触面积增大系数κ我们取为1.05，查《简明机械工程师手册》常用材料摩擦系数表【7】，钢与钢之间的摩擦系数为0