Page 70 - 理化检验-物理分册2021年第九期

焦宗寒, 等: 电流互感器引流抱箍线夹断裂原因
图13 第四类铜合金线夹应力云图和断裂位置示意图
Fi g 13 a Stressne p ho g ramandb
dia g ramsoft yp e4co pp erallo y clam p
图14 第五类铝合金线夹应力云图和断裂位置示意图
Fi g 14 a Stressne p ho g ramandb
dia g ramsoft yp e5aluminumallo y clam p
金线夹的材料成分和拉伸性能满足标准要求。
采用有限元软件模拟线夹紧固后的应力分布。
结果表明, 在螺栓孔位移0.5mm , 抱耳收缩1.0mm
的情况下, 线夹紧固产生的结构应力就已达到材料的
屈服强度, 会导致线夹开裂, 且应力随螺栓孔位移的
增加而显著增大。所有抱箍线夹的断裂位置均位于
仿真分析中的应力集中位置, 现场安装的抱箍线夹实
测抱耳收缩均超过1.5mm , 部分甚至超过1.8mm 。
抱箍线夹通过力矩扳手进行紧固安装, 山东泰
开互感器公司规定 M12螺栓安装力矩为48N · m ,
山东彼岸电力规定 M12螺栓安装力矩值为60N · m 。
为达到厂家要求的力矩控制效果,需要使用具有力
矩限制功能的预置式力矩扳手, 见图15 。变电站现
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场发现, 实际安装人员一般使用廉价指针式扭力扳
手( 见图16 ) 和普通扳手, 指针式扭力矩扳手维护困
难, 无法限制最大紧固力矩, 安装操作时紧固力矩的
误差较大, 容易导致在线夹安装过程中断裂。
图15 预置式力矩扳手示意图
Fi g 15 Schematicdia g ramof p resettor q uewrench
图16 指针式扭力扳手示意图
Fi g 16 Schematicdia g ramof p ointertor q uewrench
3 预防措施
( 1 )线夹紧固操作时, 应采用具有紧固力矩调
fracturelocation
节能力的预置式力矩扳手进行紧固,力矩扳手在使
用前应检定合格, 并按照厂家规定的力矩进行紧固
操作。
( 2 )改进线夹结构设计, 在抱箍线夹一侧抱耳
上设计凸台, 见图 17 , 可避免抱箍线夹因为螺栓的
过度紧固而导致断裂。凸台间隙为有限元计算的螺
栓孔最大允许位移。同时现场安装抱箍线夹, 仅需
使用普通扳手便可, 现场安装该型线夹后, 投运3a
后均未发现开裂现象, 见图18 。
fracturelocation
图17 改进后线夹结构示意图
Fi g 17 Schematicdia g ramofim p rovedclam p structure
a sideview b verticalview
4 结论及建议
铝合金和铜合金抱箍线夹发生了多起断裂, 主要
原因是安装过程中线夹过度紧固, 导致在线夹抱耳结
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