基于X光检测的输电导线耐张线夹抗拉强度分析方法与流程

本发明属于输电导线耐张线夹抗拉强度分析技术领域，具体涉及一种基于x光检测的输电导线耐张线夹抗拉强度分析方法。

背景技术：

输电导线耐张线夹是承受线路张力的关键部位，由于输电导线压接属于隐蔽工程，压接完成后难以从外观对其压接质量进行诊断。通过x光无损检测可以清晰的拍摄到压接管内部情况，能够轻易地识别钢芯断股，压接管漏压、欠压等内部缺陷。虽然通过x光检测能得到压接管内部状态图像，但是目前对于耐张线夹的整体抗拉强度缺乏量化的分析手段，对缺陷条件下的耐张线夹的强度和缺陷的严重程度无法做出定量的准确判断，从而使得各种缺陷条件下的输电导线耐张线夹的处理措施没有依据，极大地影响了施工效率。比如对于压接管漏压一凹槽、两凹槽时是否应该采取补压措施并无明确的分析方法和处理措施，盲目地补压甚至断线重压不仅会耗费大量的人力物力，还有可能造成新的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述不足提供一种基于x光检测的输电导线耐张线夹抗拉强度分析方法，包括以下步骤：

将钢芯铝绞线外层铝股线剥落，将其钢芯插入钢锚中，并对钢锚进行液压施工使得钢芯铝绞线钢芯部分与钢锚连接,用同时将钢芯铝绞线最外侧和钢锚最外侧进行液压施工，使得钢芯铝绞线铝绞线部分与钢锚相连接,连接整体为输电导线耐张线夹，包括导线、钢锚和铝管；

采用x发射源和成像板对耐张线夹进行x光检测,通过成像底片判断处内部钢芯是否断裂、断股以及钢锚凹槽的压接情况；

计算耐张线夹的抗拉强度；

对典型缺陷下的耐张线夹强度和薄弱环节进行分析，并对不同缺陷的处理措施提供处理意见。

本发明具有以下效果：本发明专利基于x光检测手段对输电导线耐张线夹在不同缺陷条件下的抗拉强度提供了一种定量的计算分析手段，可以得到耐张线夹整体抗拉强度和薄弱环节，结合输电导线的实际运行张力和额定拉断力数据，可以对缺陷条件下的耐张线夹的处理措施提供指导。

附图说明

图1为输电导线耐张压接管示意图；

图2为x光检测耐张线夹示意图；

图3为耐张线夹内部压接情况；

图4为钢锚凹槽与铝压接管接触处示意图。

图中：1-铝管；2-钢芯铝绞线；3-钢锚。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明：

图1所示为输电导线耐张线夹示意图，整体图右侧钢锚与输电线路耐张杆塔连接，左侧为远端架设过来的输电导线(钢芯铝绞线)。将钢芯铝绞线外层铝股线剥落，将其钢芯插入钢锚中，并对钢锚进行液压施工使得钢芯铝绞线钢芯部分与钢锚连接；用同时将钢芯铝绞线最外侧和钢锚最外侧进行液压施工，使得钢芯铝绞线铝绞线部分与钢锚相连接。连接整体为输电导线耐张线夹，包括导线、钢锚和铝管三部分。本发明分析在左侧产生较大张力(拉力)时，整个耐张线夹的抗拉强度和薄弱环节，以及通过与输电导线运行张力与额定拉断力的比较，给出处理措施的建议。

采用x光检测确定耐张线夹内部压接状态

只有确定了耐张线夹内部的压接状况，知道内部的连接情况，才能对耐张线夹整体抗拉强度进行分析。图2所示为采用x发射源和成像板对耐张线夹进行x光检测的示意图，通过成像底片(如图3所示)可以判断处内部钢芯是否断裂、断股以及钢锚凹槽的压接情况。

耐张线夹的抗拉强度计算

耐张线夹整体强度由钢芯部分和铝管部分共同承受，下面对钢芯和铝管的强度分别进行分析，最后再分析整体强度。耐张线夹部分的拉力主要由铝管和钢芯共同承受，铝管的拉力由铝管与钢锚凹槽咬合处的剪切力提供，对于铝管内的钢芯，在铝管承担拉力较小，拉力较多的分配在钢芯上时(如铝管漏压严重，所能提供拉力较小)，则会出现钢芯断股。

铝管内钢芯强度分析

钢芯强度的计算：钢芯的强度可用单丝钢芯的破断应力乘以钢芯的总面积来计算

其中σ钢,s钢分别为钢芯的强度、破断应力和钢芯面积。对于不同型号钢芯的拉断应力不同，一般在1500mpa和1600mpa之间，具体数值可通过导线说明书查询得到，而钢芯面积可直接通过钢芯铝绞线的型号得知。通过x光检测得到的压接管内部图像，如有钢芯断股，则可根据完整的股数与单根钢芯的截面积得到，如式(2)所示，为单根钢芯的截面积，可从导线说明书查询。

铝管的强度计算

铝管的强度分为两部分，一部分为铝管自身的抗拉强度，一部分为铝管与钢锚凹槽咬合部分的强度。

铝管自身抗拉强度

其中σ铝,s铝分别为铝管的破断应力与铝管的截面积，铝管的截面积同样可以通过产品说明书得到，铝管的迫断应力一般在60mpa至100mpa之间，可取平均值80mpa进行计算。

铝管与钢锚凹槽咬合部分强度

根据x光检测得到压接管内部图像，可以看出铝管与钢锚凹槽的实际压接槽数和压接深度。铝管与钢锚压接后会在凹槽处形成一个凸起部位，凸起部位与铝管公共接触面可提供剪切力，可提供的最大剪切力为

其中σ剪，d,l分别为铝管的最大剪切应力，钢锚外层直径和凹槽的宽度(如图所示)，m为压接良好的凹槽数量。σ剪一般约为80mpa，钢锚外层直径和凹槽的宽度可从铝压接管图纸得到，m可以从x光拍摄得到图片获得。

在多数情况下可能存在因为液压施工时操作不当，钢锚凹槽与铝管压接处存在欠压，即不能认为是压接良好的槽数，但也不能认为是未压接。这种情况要计算其压接深度比率，定义压接深度比率w为钢锚凹槽的深度(可通过钢锚图纸获得)，w'为实际压接深度(可通过x光拍摄的图像获得)，那么式(4)中的m值，应进行修正，如式(5)：

式(5)中k为钢锚凹槽总数，δk为第k个凹槽的压接深度比率。

铝管的综合强度

对于铝压接管而言，在任何时刻，根据力的平衡原理，铝管的拉力f管和铝管与凹槽之间的剪切力f槽都是相等的，即f管＝f槽，当铝管上的受力逐渐增大时，达到二者强度的较小值时，对应的部分将会被破坏。当时，当铝管受力达到时，铝管会被拉断；当时，当铝管受力达到时，铝管会与钢锚凹槽脱离。因此铝管的综合强度为

耐张线夹的综合抗拉强度

根据前文所述的钢部分和铝部分的抗拉强度分析，可得到耐张线夹整体综合抗拉强度为：

耐张线夹缺陷条件下的强度分析与缺陷处理措施

下面对典型缺陷下的耐张线夹强度和薄弱环节进行分析，并对不同缺陷的处理措施提供处理意见

1.仅有钢芯压接正常，钢锚凹槽均未压接

此时根据式(1)和式(2)计算耐张线夹强度压接管断面内仅有钢芯受力，此时耐张线夹强度必定小于导线的抗拉强度(导线抗拉强度值为钢芯与铝股抗拉强度之和)，因此必须要进行补压。查阅导线运行张力设计值f张，若则应尽快安排线路停电补压或带电作业补压；则可暂时运行，在当年停电计划中安排补压。

2.钢芯未压接或断裂，钢锚凹槽已压接

根据式(3)-(5)计算耐张线夹强度比较导线的额定拉断力值f导(可通过导线说明书获得)，当说明此时铝管强度足够，可暂时运行，但由于铝管硬度不如钢芯，导线长时运行必须钢芯受力，因此应安排当年停电计划中进行开断补压。当时，说明此时耐张线夹强度虽然满足运行要求，但是小于导线额定拉断力，可暂时运行至下一轮停电周期进行补压；当时，说明此时耐张线夹强度不满足运行要求，应尽快安排线路停电开断补压。

3.钢芯已压接，钢锚凹槽已压接

根据式(1)—(6)计算耐张线夹强度当f导＜f综，说明此时耐张线夹强度足够，钢芯与铝管均正常受力，即使钢锚凹槽存在漏压欠压，但强度仍高于导线，因此可长时运行，但应关注其运行情况。当时，说明此时耐张线夹强度虽然满足运行要求，但是小于导线额定拉断力，可暂时运行至下一轮停电周期进行补压；当时，说明此时耐张线夹强度不满足运行要求，应尽快安排线路停电补压或带电作业补压。