一种耐张线夹压接缺陷检测方法与流程

1.本发明涉及输电工程技术领域，尤其涉及一种耐张线夹压接缺陷检测方法。


背景技术：

2.耐张线夹是导线与输电线路耐张塔的绝缘子之间的连接金具，其由钢锚与铝管构成。实际应用时，对导线进行剥线，将露出的导线线芯插入钢锚中，用液压机进行压接后将钢锚套入铝管的一端，将铝管的另一端与导线压接，由此完成钢芯铝绞线与绝缘子的连接。
3.由于压接工序较多，实际操作时基于环境和人工因素的影响，容易造成压接缺陷，进而引发输电线路断线故障。一旦发生断线故障，造成的经济损失和社会影响及其严重。
4.目前通常采用x射线技术对耐张线夹的压接质量进行检测，该方法存在操作工艺复杂、操作成本较高及对检测图片的质量要求较高等缺陷，并不能实现耐张线夹压接缺陷的高效低成本检测。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种耐张线夹压接缺陷检测方法，解决了目前耐张线夹压接缺陷检测方法难以实现耐张线夹压接缺陷的高效低成本检测的技术问题。
6.本发明第一方面提供一种耐张线夹压接缺陷检测方法，包括：
7.在对已压接耐张线夹的导线进行张力放线时，将所述耐张线夹牵引至预置放线位置，以使导线端部和所述耐张线夹处于放松状态；
8.在所述耐张线夹的出口处布置第一传感器组以测量耐张线夹出口处导线的张拉载荷及轴向应变，记录所述耐张线夹处于放松状态时的张力和应变；
9.将所述耐张线夹和绝缘子连接，以预置速度对所述导线进行收线以使所述耐张线夹和绝缘子逐步承担载荷，待第一传感器组测得的张力趋于稳定后，记录此时的张力和应变；
10.根据所记录的张力和应变计算导线的等效截面刚度，将所述等效截面刚度与等效截面刚度表中的值进行比较，根据比较结果确定耐张线夹压接质量；其中，所述等效截面刚度表中设有不同等效截面刚度区间对应的拉断力值或范围。
11.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述对已压接耐张线夹的导线进行张力放线，包括：
12.在耐张塔外侧设置张力场和牵引场，在所述耐张塔上布置第一滑车和放线走板，在所述牵引场上设置第二滑车；
13.将所述导线的一端锚固于所述张力场，将所述导线的另一端穿过所述第一滑车，将牵引绳的一端锚固于所述牵引机，将所述牵引绳的另一端穿过所述第二滑车并牵引至所述放线走板处，通过所述放线走板实现所述牵引绳和所述导线的连接。
14.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据所记录的张力和应变计算导线的等效截面刚度，包括：
15.按照下式计算导线的等效截面刚度：
[0016][0017]
式中，k1表示导线的等效截面刚度，f1为记录的所述耐张线夹出口处导线处于放松状态时的张力，ε1为记录的所述耐张线夹出口处导线处于放松状态时的应变，f2为在第一传感器组测得的张力趋于稳定后所记录的张力，ε2为在第一传感器组测得的张力趋于稳定后所记录的应变。
[0018]
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述方法还包括：
[0019]
针对各型号的导线制作相应的正常压接试件和各压接缺陷对应的缺陷试件；
[0020]
对制作的各试件进行拉力试验，得到每个试件的载荷-位移曲线；
[0021]
根据得到的载荷-位移曲线计算各试件的等效截面刚度，基于各试件的等效截面刚度计算结果生成所述等效截面刚度表。
[0022]
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述针对各型号的导线制作相应的正常压接试件和各压接缺陷对应的缺陷试件，包括：
[0023]
设置所述缺陷试件包括参数不合格试件、仅压接钢锚试件和仅压接铝管试件，所述参数不合格试件中的不合格参数包括穿管深度、对边距、铝管内径、和/或压接长度。
[0024]
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述基于各试件的等效截面刚度计算结果生成所述等效截面刚度表，包括：
[0025]
基于各试件的等效截面刚度计算结果分析不同等效截面刚度区间对应的拉断力值或范围，以及不同等效截面刚度区间对应的失效形式，根据得到的分析结果生成所述等效截面刚度表。
[0026]
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据比较结果确定耐张线夹压接质量，包括：
[0027]
根据比较结果确定所述耐张线夹的最大拉断力，若所述耐张线夹的最大拉断力不小于拉断力阈值，判定所述耐张线夹压接质量满足规范要求。
[0028]
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据比较结果确定耐张线夹压接质量，包括：
[0029]
设置所述拉断力阈值为耐张线夹的额定拉断力的95％。
[0030]
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据比较结果确定耐张线夹压接质量，还包括：
[0031]
根据所述耐张线夹的等效截面刚度所属的等效截面刚度区间，确定所述耐张线夹的失效形式。
[0032]
本发明第二方面提供一种耐张线夹压接缺陷检测方法，所述方法包括：
[0033]
在已运行线路的耐张线夹出口处安装第二传感器组以测量导线的运行张力和轴向应变；
[0034]
根据所述第二传感器组在不同气象条件下的测量数据绘制载荷-位移曲线，计算线路运行时导线的等效截面刚度；
[0035]
将所得的计算结果与等效截面刚度表中的值进行对比，确定线路运行时的耐张线夹压接质量；其中，所述等效截面刚度表中设有不同等效截面刚度区间对应的拉断力值或
范围，和/或，设有不同等效截面刚度区间对应的失效形式。
[0036]
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，根据所述计算线路运行时导线的等效截面刚度，包括：
[0037]
按照下式计算线路运行时导线的等效截面刚度：
[0038]
δl＝(ε2′‑
ε1′
)
×
l
[0039]
式中，δl表示线路运行时导线的等效截面刚度，ε1′
为第二传感器组组记录的所述耐张线夹出口处导线处于放松状态时的应变，ε2′
为在第二传感器组组测得的张力趋于稳定后第二传感器组组所记录的应变，l为所测耐张线夹出口处导线段的初始长度。从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
[0040]
本发明在对已压接耐张线夹的导线进行张力放线时，将耐张线夹牵引至预置放线位置，并通过第一传感器组测量耐张线夹处于放松状态时的张力和应变，进而将耐张线夹和绝缘子连接，对导线进行缓慢收线以使所述耐张线夹和绝缘子逐步承担载荷，待第一传感器组测得的张力趋于稳定后，记录此时的张力和应变，通过所记录的测量数据计算导线的等效截面刚度，将等效截面刚度与等效截面刚度表中的值进行比较，根据比较结果确定耐张线夹压接质量；本发明还根据布置于已运行线路的耐张线夹出口处的第二传感器组在不同气象条件下的测量数据，计算线路运行时导线的等效截面刚度，进而将计算结果与等效截面刚度表中的值进行对比以确定线路运行时耐张线夹的压接质量；本发明能够实现耐张线夹压接缺陷的高效低成本检测，可以有效保证导线压接质量，减少压接缺陷的产生，提高重要输电线路运行的安全性。
附图说明
[0041]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0042]
图1为本发明第一方面实施例提供的一种耐张线夹压接缺陷检测方法的流程图；
[0043]
图2为本发明一个可选实施例提供的对已压接耐张线夹的导线进行张力放线时的设备布置示意图；
[0044]
图3为图2中c处的局部放大示意图；
[0045]
图4为本发明第二方面实施例提供的一种耐张线夹压接缺陷检测方法的流程图。
[0046]
附图标记：
[0047]
图2中，1-耐张塔；2-第一滑车；3-放线走板；4-第二滑车；5-导线；6-张力机；7-牵引绳；8-牵引机；9-耐张线夹。
具体实施方式
[0048]
本发明实施例提供了一种耐张线夹压接缺陷检测方法，用于解决目前耐张线夹压接缺陷检测方法难以实现耐张线夹压接缺陷的高效低成本检测的技术问题。
[0049]
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述
的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050]
耐张线夹作为导线与输电线路耐张塔的绝缘子之间的连接金具，其对导线的握力由耐张线夹的两个部位分担，一是钢锚与导线线芯的连接部位承受握力，二是铝管与导线的连接部位承受握力。由于耐张线夹液压时金属的流动性，可能产生钢锚受拉铝管受压、钢芯受压铝管受拉、钢芯与铝管残余应力相近三种情况，这三种情况的出现与耐张线夹的压接缺陷和拉断力有着紧密的联系。
[0051]
张力放线是在架线过程中给导线和地线施加一定的张力，使其离开地面或跨越被跨越物的一种架线施工方法。张力放线时导线或避雷线不会受到磨损，能够减少导线带电后的电晕损耗，提高施工效率。
[0052]
本发明第一方面实施例基于张力放线进行耐张线夹压接缺陷检测，提供一种耐张线夹压接缺陷检测方法。
[0053]
请参阅图1，图1示出了本发明第一方面实施例提供的一种耐张线夹压接缺陷检测方法的流程图。
[0054]
本发明实施例提供的一种耐张线夹压接缺陷检测方法，包括步骤s1-s4。
[0055]
步骤s1，在对已压接耐张线夹的导线进行张力放线时，将所述耐张线夹牵引至预置放线位置，以使导线端部和所述耐张线夹处于放松状态。
[0056]
其中，对已压接耐张线夹的导线进行张力放线时，可以根据图2所示的布置方式布置张力放线操作所需的各种设备。具体的操作方式可以为：
[0057]
在耐张塔1外侧设置张力场和牵引场，在耐张塔1上布置第一滑车2和放线走板3，在所述牵引场上设置第二滑车4。导线5的一端从位于张力场的张力机6中引出，可以通过人力将导线5向牵引场展放，使导线5的另一端穿过第一滑车2，将牵引绳7的一端从牵引机8引出，将牵引绳7的另一端穿过第二滑车4并牵引至所述放线走板3处，通过所述放线走板3实现所述牵引绳7和所述导线5的连接。牵引过程中牵引绳7应该保持在悬空状态，直到牵引绳7被牵引到张力场，通过放线走板3与导线5连接。进一步地，使用牵引机8通过牵引绳7和放线走板3将耐张线夹9牵引至预置放线位置，此时导线5端部和耐张线夹9处于放松状态。
[0058]
作为优选，设置该第一滑车2为橡胶滑车。设置该第二滑车4为防雷滑车。
[0059]
步骤s2，在所述耐张线夹的出口处布置第一传感器组以测量耐张线夹出口处导线的张拉载荷及轴向应变，记录所述耐张线夹处于放松状态时的张力和轴向应变。
[0060]
第一传感器组的具体布置位置如图3所示。其中，该第一传感器组包括用于测量张力的力传感器和用于测量应变的应变传感器。
[0061]
步骤s3，将所述耐张线夹和绝缘子连接，以预置速度对所述导线进行收线以使所述耐张线夹和绝缘子逐步承担载荷，待第一传感器组测得的张力趋于稳定后，记录此时的张力和轴向应变。
[0062]
本发明实施例中，在输电线路紧线后，将绝缘子和耐张线夹连接，通过缓慢收线，使绝缘子与耐张线夹逐步承担载荷，从而令导线和耐张线夹处于缓慢加载的过程。其中，该预置速度为较低的速度，以实现对导线的缓慢收线。
[0063]
步骤s4，根据所记录的张力和应变计算导线的等效截面刚度，将所述等效截面刚
度与等效截面刚度表中的值进行比较，根据比较结果确定耐张线夹压接质量；其中，所述等效截面刚度表中设有不同等效截面刚度区间对应的拉断力值或范围。
[0064]
本发明上述实施例中，在张力放线时，对于输电线路中压接完成的耐张线夹，将耐张线夹牵引至放线位置，使得导线端部和耐张线夹处于放松状态，在耐张线夹的出口处布置第一传感器组来测量耐张线夹出口处导线载荷与应变，记为f1、ε1，随后进行紧线工作，调整好导线的弧垂，将传感器上的力与应变示数记为f2、ε2，进而计算导线的等效截面刚度k1，检测方法简单便捷。
[0065]
本发明实施例中，对等效截面刚度的计算可以参考抗拉刚度的计算公式。抗拉刚度是构件在拉力的作用下，抵抗拉伸(压缩)变形的能力。其具体的计算公式为：
[0066][0067]
式中，k表示截面刚度，e为材料弹性模量，a为材料截面面积，fn为拉力，δl为变形位移。
[0068]
作为一种能够实现的方式，由设置等效截面刚度k1的计算公式为：
[0069][0070]
式中，k1表示导线的等效截面刚度，f1为记录的所述耐张线夹出口处导线处于放松状态时的张力，ε1为记录的所述耐张线夹出口处导线处于放松状态时的应变，f2为在第一传感器组测得的张力趋于稳定后所记录的张力，ε2为在第一传感器组测得的张力趋于稳定后所记录的应变，l为所测耐张线夹出口处导线段的初始长度。
[0071]
作为一种能够实现的方式，可以通过试验的方式得到等效截面刚度表。试验的步骤包括：
[0072]
针对各型号的导线制作相应的正常压接试件和各压接缺陷对应的缺陷试件，该缺陷试件包括参数不合格试件、仅压接钢锚试件和仅压接铝管试件，所述参数不合格试件中的不合格参数包括穿管深度、对边距、铝管内径、和/或压接长度；
[0073]
对制作的各试件进行拉力试验，得到每个试件的载荷-位移曲线；
[0074]
根据得到的载荷-位移曲线计算各试件的等效截面刚度，基于各试件的等效截面刚度计算结果生成所述等效截面刚度表。
[0075]
作为一种具体的实施方式，基于各试件的等效截面刚度计算结果生成所述等效截面刚度表时，可以基于各试件的等效截面刚度计算结果分析不同等效截面刚度区间对应的拉断力值或范围，以及不同等效截面刚度区间对应的失效形式，进而根据得到的分析结果生成所述等效截面刚度表。
[0076]
例如，针对具体型号的钢芯铝绞线，以jl/ga400-35导线为例，在实验室实际压接不同缺陷的试件，依次在拉伸试验机上试验，提取载荷-位移曲线，计算等效截面刚度，汇成等效截面刚度表，如表1所示。
[0077]
表1 jl/ga400-35等效截面刚度表
[0078][0079]
表1中，rts表示拉断力。
[0080]
其中，各试件的等效截面刚度的计算原理与等效截面刚度k1的计算原理相同，因此各试件的等效截面刚度的计算公式可以参考等效截面刚度k1的计算公式。
[0081]
在一种能够实现的方式中，根据比较结果确定耐张线夹压接质量时，可以根据比较结果确定所述耐张线夹的最大拉断力，若所述耐张线夹的最大拉断力不小于拉断力阈值，判定所述耐张线夹压接质量满足规范要求。作为一种优选的实施方式，设置所述拉断力阈值为耐张线夹的额定拉断力的95％。
[0082]
在一种能够实现的方式中，根据比较结果确定耐张线夹压接质量时，还可以根据所述耐张线夹的等效截面刚度所属的等效截面刚度区间，确定所述耐张线夹的失效形式。
[0083]
对于压接质量不满足规范要求的耐张线夹，应立即更换并重新检测。测量过程中，导线-耐张线夹系统一直处于弹性变形阶段，不会对导线与耐张线夹造成破坏。
[0084]
本发明第二方面提供了一种耐张线夹压接缺陷检测方法，该方法用于检测已运行线路的耐张线夹的压接质量。
[0085]
请参阅图4，图4示出了本发明第二方面实施例提供的一种耐张线夹压接缺陷检测方法的流程图。
[0086]
本发明实施例提供的一种耐张线夹压接缺陷检测方法，包括：
[0087]
步骤s10，在已运行线路的耐张线夹出口处安装第二传感器组以测量导线的运行张力和轴向应变；
[0088]
步骤s20，根据所述第二传感器组在不同气象条件下的测量数据绘制载荷-位移曲线，计算线路运行时导线的等效截面刚度；
[0089]
步骤s30，将所得的计算结果与等效截面刚度表中的值进行对比，确定线路运行时的耐张线夹压接质量；其中，所述等效截面刚度表中设有不同等效截面刚度区间对应的拉断力值或范围，和/或，设有不同等效截面刚度区间对应的失效形式。
[0090]
其中，该第一传感器组包括用于测量张力的拉力传感器和用于测量轴向应变的应变传感器。
[0091]
导线在自重、冰重、风压等荷载的作用下，任一横截面上均有张力存在，导线在不
同季节、气象条件下的张力变化很大。基于此，本发明实施例中，通过不同气象条件下在耐张线夹出口处所布置的第二传感器组的示数，来计算线路运行时导线的等效截面刚度。
[0092]
需要说明的是，本实施例中，等效截面刚度表的设置可以参考本发明第一方面实施例所述的方法中的设置方式；耐张线夹压接质量的判断机制也可以参考本发明第一方面实施例中的判断机制。
[0093]
作为一种能够实现的方式，根据所述计算线路运行时导线的等效截面刚度，包括：
[0094]
按照下式计算线路运行时导线的等效截面刚度：
[0095]
δl＝(ε2′‑
ε1′
)
×
l
[0096]
式中，δl表示线路运行时导线的等效截面刚度，ε1′
为第二传感器组组记录的所述耐张线夹出口处导线处于放松状态时的应变，ε2′
为在第二传感器组组测得的张力趋于稳定后第二传感器组组所记录的应变，l为所测耐张线夹出口处导线段的初始长度。
[0097]
需要说明的是，本实施例中，线路运行时导线的等效截面刚度也可以参考本发明第一方面实施例中等效截面刚度k1的计算公式。
[0098]
例如，设第二传感器组在不同气象条件下测量的运行张力和轴向应变为f3、ε3、f4、ε4，按照下式计算线路运行时导线的等效截面刚度：
[0099][0100]
式中，k2表示在运线路导线的等效截面刚度，f3为记录的一种典型气象条件下所述耐张线夹出口处导线处于放松状态时的张力，ε3为一种典型气象条件下记录的所述耐张线夹出口处导线处于放松状态时的应变，f4为另一种典型气象条件第一传感器组测得的张力趋于稳定后所记录的张力，ε4为在另一种典型气象条件下第一传感器组测得的张力趋于稳定后所记录的应变。
[0101]
本发明方法中，确定耐张线夹压接质量的原理为：
[0102]
导线-耐张线夹系统在初始受力阶段，其载荷-位移曲线是线性的，压接完成时，耐张线夹内部的残余应力不同，会造成导线-耐张线夹系统的受力状态也不同，进而导致导线-耐张线夹系统的载荷-位移曲线在线性阶段的斜率不同。因此，可以根据载荷-位移曲线的斜率来判断耐张线夹内部的受力状态，判断出耐张线夹最终的失效形式和对应的最大拉断力，进而判断导线压接缺陷是否存在。等效截面刚度可以表示载荷-位移曲线在线性阶段的斜率大小，因此，可用于表示耐张线夹的受力状态，预测导线的最大拉断力和失效形式，反应导线压接质量。计算等效截面刚度，对照相应型号导线的等效刚度表，就可以确定耐张线夹压接质量。
[0103]
本发明的方法能够实现耐张线夹压接缺陷的高效低成本检测，可以有效保证导线压接质量，减少压接缺陷的产生，提高重要输电线路运行的安全性。
[0104]
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。