提高变压器抗突发短路能力方法的研究

提高变压器抗突发短路能力方法的研究

唐亮1，孙大

1

，廖天明2，蒋浩1，况卫平1

(1 江苏其厚智能电气设备有限公司，江苏 南京 210023；2 国网上海市电力公司，上海 201122)摘 要：变压器抗短路问题是考核变压器安全性能的重要指标之一，通过对配电变压器绕组中漏磁场、短路电动力的分析，以一台配电硅钢变压器S13-M-400/10为例，进行绕组受力分析计算，并结合生产过程中的操作实际，提出了从设计、工艺和装配等关键控制点上具有针对性、实用性的操作措施，有效地提高了配电变压器的抗短路能力。

关键词：电力系统；配电变压器；漏磁场；短路电动力；抗短路能力

中图分类号：TM401+.1 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2018)11-0027-06

Research on Methods of Improving Transformer's Anti-Bursting-Short-Circuit Ability

TANG Liang󰀱, SUN Da-jing󰀱, LIAO Tian-ming2, JIANG Hao󰀱, KUANG Wei-ping󰀱

（󰀱 Jiangsu Qihou Intelligent Electrical Equipment Co., Ltd, Nanjing 2󰀱002󰀳, China; 2 State Grid Shanghai Municipal Electric Power Company, Shanghai 20󰀱󰀱22, China）

Abstract: The transformer anti-short-circuit problem has become one of the important indicators to evaluate the safety performance of the transformer. By analyzing the leakage magnetic field and short-circuit electrodynamic force in the distribution transformer winding, this paper took a distribution silicon steel transformer S13-M-400/10 as an example to carry out the analytical calculation of the winding force. Combin-ing with the actual operation in the production process, this paper proposed the pertinent and practical operation measures from the key control points such as design, process and assembly, which effectively improves the anti-short-circuit capacity of distribution transformers.

Key words: power system; distribution transformer; leakage magnetic field; short-circuit electrodynamic force; anti-short-circuit capacity

0 引言

配电变压器作为电力系统中传输、分配电能的核心部件，其运行的安全稳定将直接关乎到人们生产、生活的方方面面。配电变压器突发短路故障属于电气重特大质量事故，严重威胁电网电路的稳定运行及人民生命、财产的安全。变压器短路故障时，由于短路电动力的大小与短路电流平方成正比，绕组中产生的过电流将产生巨大的短路电动力。若变压器未采取强而有效的抗短路冲击的措施，将会对变压器造成永久不可逆的破坏作用，威胁电网设备运行安全。

近年来，随着我国电力系统的供电负荷增加，供电范围趋向密集，变压器在系统电网中运行时发生的短路事故有逐年增多趋势，对人民生产生活安

全用电构成严重威胁。为此，国网公司投入大量时间和精力，加大了对配电市场中产品的抽查力度。

变压器短路试验是国网公司考核变压器供应商合格与否的重要评判依据之一。从设计源头出发，创新优化设计，切实提高配电变压器的抗短路能力，减少变压器事故的发生。通过对一台10kV、400kVA容量油浸式硅钢配电变压器绕组短路能力的计算、分析，从结构设计、制作工艺等角度出发，结合模拟短路故障试验数据，提出了提高配电变压器抗短路能力的切实可行方法与措施。

参考文献[1-2]详细地介绍了变压器短路电动力的计算步骤及注意要点，参考文献[3]主要具体地针对变压器突发短路试验提出具体的试验步骤及要求，制定出相应的参考标准。参考文献[4]介绍了提高变压器抗突发短路能力采取的可行性措施。

基金项目：国家电网公司科技项目(PDB17201700292)

作者简介：唐亮(1988- )，男，助理工程师，本科，从事电力设计、电力设备开发和研究工作。

27

电工电气 (20󰀱8 No.󰀱󰀱)1 突发短路故障

变压器接入电源后，在绕组及其周围空间产生漏磁，不仅有轴向漏磁，而且有径向漏磁场分布。在这个漏磁场中，配电变压器的高压和低压绕组将受到相应的感应力作用，即产生绕组的电动力。

当变压器额定运行时，绕组短路电动力在合理的数值区间内；当变压器发生突发短路故障时，绕组内产生的瞬时最大短路电流将达到额定运行时的数十倍，过电流将产生巨大的短路电动力。这些电动力作用于变压器绕组，并传递到其他结构部件上，极易使绕组发生形变，甚至崩坏。同时，巨大的短路电流将对导线产生热效应，使得绕组中导线急剧升温发热，损伤绝缘，破坏绝缘电气性能，影响变压器的正常使用寿命。

配电变压器的绕组所能承受的短路电动力是有一定的限度的，短路电动力与短路故障下的短路电流大小密切相关。当绕组处于突发短路故障状态时，绕组的电磁力远大于正常运行状态下的电磁力，极易损坏变压器。在变压器的电磁计算及机械结构设计时，必须保证变压器具备足够的抗短路强度来应对突发短路故障。因此，非常有必要针对配电变压器抗突发短路能力加以分析研究。

2 绕组受力状态分析

由于绕组中存在漏磁场φs，载流导线在漏磁场作用下产生电动力。

绕组的漏磁场可分解为纵向漏磁场B1和横向漏磁场B2两部分。漏磁分布如图1所示。

BB21铁低高心压压绕绕组组图1 绕组漏磁分布

纵向漏磁场B1使绕组产生幅向力，低压绕组28

提高变压器抗突发短路能力方法的研究受到张力，在导线中产生拉伸应力Fx1；高压绕组受到压缩力，使导线受到压缩应力Fx2。

若绕组安匝分布不均匀时，则由横向漏磁场所产生的轴向力Fi很大，安匝愈不平衡，则产生的轴向力Fi愈大。高、低压绕组所受短路电动力状况如图2所示。

FiFiFx1Fx2铁低高心压压绕绕组组FiFi图2 高、低压绕组受力分析

2.1 变压器基本参数

以一台S13-M-400/10变压器为例，其性能规格参数见表1。

表1 变压器基本参数

额定电压/kV联结组铁心变压器阻抗标号半径/mm电压百分数/%

(10±2×2.5%)/0.4

Dyn11

102.1

3.98

2.2 绕组安匝平衡计算

2.2.1 变电压绕组各区间电抗高度计算

变压器绕组基本参数见表2。

表2 变压器绕组参数

项目高压绕组低压绕组

绕组层数102额定挡匝数

108325

最大挡(+5%分接)匝数1137最负挡(-5%分接)匝数1029正常层每层匝数115正常层层数8绕组电抗高度/mm

320

327

据表2可知，高压线圈抽头始于第9层，最负挡(分接起始)总匝数1029匝，正常层每层匝数115匝，正常层层数共8层。

分接起始层第9层匝数Z9=1029-8×115=109匝；

分接起始层与正常层每层匝数比值k9=109/

115 ≈ 0.9478；

当k9＜0.36，正常段区间电抗高度=线圈电

提高变压器抗突发短路能力方法的研究抗高度× k9；

当0.36≤k9≤0.64，正常段区间电抗高度= 1

2

×线圈电抗高度×k9；当k9＞0.64，正常段区间电抗高度=1/3×线圈电抗高度×k9。

由于变压器分接调挡在高压线圈，计算各区间电抗高度与绕组电抗总高度时只考虑高压绕组各区间比值，即k9。

2.2.2 绕组各区间安匝百分数、平均电抗高度计算

分接起始层与正常层每层匝数比值k9≥高压各区间与高压电抗总高度比值k0；

高压绕组安匝各区间安匝百分数kH=计算层数(9)×正常层每层匝数(115)×各区间与高压电抗总高度比值k0÷分接起始总匝数(1029)×100；

低压安匝各区间安匝百分数kL=各区间电抗高度值÷低压绕组电抗总高度×100；

高低压不平衡安匝百分数α=各区间高压安匝占比百分数-低压安匝占比百分数；

高低压平衡安匝百分数ka=(各区间高压安匝占比百分数+低压安匝占比百分数)/2；

高低压平均电抗高度hp=各区间高低压电抗高度总和/2。

绕组各分区电抗高度见表3。

表3 绕组各分区电抗高度

区间高压绕组/mm低压绕组/mm

高压各区间与高压电抗总高度比值k0

正常段1101.1104.60.316正常段2101.1101.10.316正常段3101.1101.10.316分接段4

16.7

20.2

0.052

绕组各分区安匝百分数及平均电抗高度计算值见表4。

表4 绕组各分区安匝百分数及平均电抗高度计算值

区间kH/%kL/%α/%ka/%hp/mm正常段131.784331.9878-0.203531.88605102.85正常段231.784330.91740.866931.35085101.10正常段331.784330.91740.866931.35085101.10分接段4

4.64716.1774-1.53035.4122518.45

由表4可以分析出，安匝分布趋势为降-升-升-降，从第1区域端点开始，在垂直线上按比例划分各区域平均电抗高度(hp1、hp2、hp3、hp4)，依次在边界点上作出不平衡安匝百分数的各点(αⅠ、αⅡ

、αⅢ)，画出安匝分布情况。折线与垂直线所围成的面积分布在垂直线的两侧，左右侧分布表示轴向力

电工电气 (20󰀱8 No.󰀱󰀱)

方向相反，左侧定义为负，右侧定义为正。分析得出：共有2个漏磁组，如图3所示。

漏磁组Ⅰ-+正常段1hp1αⅠ正常段2hp2αⅡ平均电抗总高度h

正常段3hp3漏磁组ⅡαⅢ分接段4hp4图3 绕组不平衡安匝分布

2.2.3 漏磁组占比百分数计算

1)漏磁组Ⅰ高低压平均不平衡安匝百分数的计算：

正常段1内绕组电抗高度hp1=102.85mm；正常段2内绕组电抗高度hp2=101.1mm；正常段3内绕组电抗高度hp3=101.1mm；分接段4内绕组电抗高度hp4=18.45mm；高低压绕组平均电抗高度

hp=101.1mm。

正常段1内高低压平衡安匝百分数ka1=31.88605；正常段2内高低压平衡安匝百分数ka2=31.35085；正常段3内高低压平衡安匝百分数ka3=31.35085；分接段4内高低压平衡安匝百分数ka4=5.41225。

不平衡安匝百分数各点：αⅠ=α1=-0.2035；αⅡ=α1+α2=-0.2035+0.8669=0.6634；αⅢ=α1+α2+α3=-0.2035+0.8669+0.8669=1.5303。

漏磁组Ⅰ内(hp1段范围)绕组平均电抗总高度： h＇= αⅡ

Ⅰαhp=30.574mm(1)Ⅱ+αⅢ

漏磁组Ⅰ内(hp1～hp2段范围)绕组平均电抗总高度：

hkⅠ=hⅠ＇

+hp1+hp2=234.524mm (2)漏磁组Ⅰ的漏磁总安匝百分数计算：Σm-n[(1αm+αm-1)Cpm]=αⅠka1+(αⅠ+αⅡ)ka2+αⅡ× ka3

h=8.135(3)p

式中，Cpm为各区间内高低压绕组安匝百分数

之和。

2)漏磁组Ⅱ高低压平均不平衡安匝百分数的计算：

漏磁组Ⅱ内(hp2段范围)绕组平均电抗总高度：

29

电工电气 (20󰀱8 No.󰀱󰀱)hⅡ＇=hp-hⅠ＇

=70.526mm (4) 漏磁组Ⅱ内(hp2～hp4段范围)绕组平均电抗总高度：

hkⅡ=hⅡ＇

+hp4=88.976mm (5)漏磁组Ⅱ的漏磁总安匝百分数计算：Σm-n[(ka3hⅡ

1αm+αm-1)Cpm]=αⅢka4+αⅢ× h =41.75＇(6)p

3)漏磁总安匝百分数计算时，一般只需计算最大漏磁组，通过计算两组漏磁组结果可知，Ⅱ分段漏磁较大，故漏磁总安匝百分数计算值为41.75。

2.3 绕组轴向力计算

漏磁组内短路电流稳定值所产生的轴向机械力按下式计算：

F8.04×Ky×K2122i= ×λ×10

11

ρa×Rcp×IH×WH×m-n (7)Σ[(1

αm+αm-1)Cpm]式中：Ky为冲击短路电流系数，配电变压器一般取值1.4。K1为短路电流稳定值倍数，K1值的大小与变压器设计阻抗与线路短路容量有关。K1=100

U+Z，

其中，UK为变压器理论计算阻抗，此台变压器KSUZP (%)，×100

K=3.98%；S为线路阻抗百分数，ZS= PPS

为变压器容量，P=400kVA；PS为系统视在短路容量，PS=500MVA=0.5×106kVA；代入计算可得：ZS=0.08%，K1≈24.63；λ为线段幅向厚度尺寸，λ=6.325cm；Rcp为漏磁场空隙平均半径，Rcp=13.085cm。IH为高压绕组额定相电流，IH≈13.333A；WH为高压绕组额定挡匝数，WH=1083匝。

线圈横向洛氏系数ρ1-πμπμ (1-e

)[1-0.5×e-2πva=1- ×(1-e-πμ)]。其中：μ=λ/h，h为平均电抗总高度，h=hp1+hp2+hp3+hp4=323.5mm；v=s/h，s=s＇+0.03D，s＇为铁心与低压线圈套装间隙，s＇=3mm，D为铁心近似直径，D=204.2mm，s=9.126mm；代入计算可得：μ≈0.19552，v≈0.02821。将μ、v计算结果代入可得ρa≈0.3964301。将其代入式(7)可得Fi=487N，Gi=Fi/g=49.7kg。

由于变压器铁心结构为上下8根M12拉螺杆拉紧结构，器身质量G=905kg，可得Gi/G＜1。绕组轴向力安全性评价：安全，满足受力结构要求。󰀳0

提高变压器抗突发短路能力方法的研究2.4 绕组导线许用应力计算

1)低压线圈由短路电流稳定值所产生的压缩应力按下式计算：

σ12.8×K2×K22

1y×IL×WL×ρ×Km1= m ×L×nL×HL×SL×108

[RL内+(RL外-RL内)/2] (8)

式中，IL为低压线圈额定相电流，IL=577.35A；WL为低压线圈匝数，WL=25匝；ρ为线圈洛氏系数，ρ=0.932；RL内为低压线圈内半径，RL内=10.51cm；RL外为低压线圈外半径，RL外=12.81cm；mL、nL为低压线圈线规叠并数，mL=nL=2；SL为低压线圈线规截面积，SL=1.9493cm2；HL为低压线圈电抗高度，HL=32.7cm；Km为修正系数，取值大小按以下要求：m= ，当2[RL内+(RL外-RL内)/2]a0＜

L

m＜150时，Km=0.95；当150＜m＜250时，Km=0.97；当250＜m＜350时，Km=0.98；当m≥350时，Km=0.99；经计算m≈53.61，所以Km=0.95；代入计算可得

σkg/cm21=51。

2)低压线圈由短路电流稳定值所产生的轴向弯曲应力按下式计算：

σ12.8×K222

1×Ky×IL×WL×αmax×ρ2π×RL外22= m×a a× (9)L×nLL×b2L×

λ×10104式中，aL为低压线圈导线线规幅向尺寸，aL=

0.435cm；bL为低压线圈导线线规轴向尺寸，bL=1.14cm；αmax为计算绕组不平衡占比百分数，αmax的值取│αⅠ│、│αⅡ

│、│αⅢ│中的最大值，αmax=│αⅢ│=1.5303；代入计算可得σ22=218kg/cm。

3)低压线圈由短路电流稳定值所产生的幅向弯曲应力按下式计算：

σ = 6.4×K2K22

1×y×IL×WL×ρ×(1-Km)3m28 ×L×nL×HL×aL×bL×10

2π×[RL内+(RL外-RL内)/2]2

4

-4

(10)

计算可得σ2

3=82kg/cm。4)低压线圈铜导线许用应力总和：

σβ322

L= 100×(σ1+σ2+σ3)=351kg/cm

(11)

式中，β3为电流分配系数，双绕组变压器β1=

β23=100。由于铜导线最大允许应力σ=1600kg/cm，σL＜σ，故低压绕组导线能承受短路冲击力的冲击的影响。

提高变压器抗突发短路能力方法的研究 电工电气 (20󰀱8 No.󰀱󰀱)

5)高压线圈由短路电流稳定值所产生的拉伸应力按下式计算：

22

12.8×K2ρ1×Ky×IH×WH×σ[RH内+(RH外-RH内)/2](12)4= ×mH×nH×HH×SH×108

式中，IH为高压线圈额定相电流，IH≈13.333A；WH为高压线圈最负挡匝数，WH=1029匝；RH内为高压线圈内半径，RH内=13.36cm；RH外为高压线圈外半径，RH外=16.835cm；mH、nH为高压线圈线规叠并数，mH=nH=1；SH为高压线圈线规截面积，SH=0.05515cm2；HH为高压线圈电抗高度，

的影响。

2.5 短路承受能力送检试验检测数据

1)短路承受能力试验(特殊试验)

采用三相电源试验，试验电压施加于高压线端A-B-C之间，低压接线端a-b-c短接，试验时间0.5s。

2)短路试验电流(参考温度75℃)计算见表5。

表5 短路试验电流计算

分接位置

1

35

相对称短路电流值/A307.3329.3355.3

相非对称电流第一峰值/A

636.0673.3718.7

峰值系数( 2K)

2.0692.0472.023

HH=32cm；代入计算可得σ4=222kg/cm2。

6)高压线圈由短路电流稳定值所产生的轴向弯曲应力按下式计算：12.8×K2K2I2WH×αmax×ρ2π×RH外21×y×H×aσ= × -4 (13)5210

mH×nH×λ×aH×bH×106式中，aH、bH为高压线圈导线线规幅向、轴向尺寸，

2

aH=bH=0.265cm；代入计算可得σ5=266kg/cm。

7)高压线圈铜导线许用应力总和计算：

β122

σ= ×(σσ(14)H4+5)=488kg/cm

1003)短路试验施加电流后相电抗偏差量测算见表6及表7。

表6 短路试验施加电流及持续时间

分接施加

次

位置/电压

数相别端子1/A

1

A-B-C2

34

A-B-C5

67

A-B-C8

9

相对称短路电流值/AA相284.1289.5290.4313.6316.4318.5338.3341.0339.4

B相278.5282.3281.1304.5307.6309.1335.3338.0336.1

C相281.7285.7284.4308.2311.0312.3337.2340.1338.6

相非对称电流第一峰值/AA相633.2645.7643.6634.4633.8650.8567.0576.2585.0

B相565.0577.1579.4669.3675.1672.9603.7605.9598.5

C相480.9579.2472.2451.5464.0450.7711.2721.2723.0

持续时间/s0.4960.5060.5050.5060.5060.5050.5070.5070.507

3/B

式中，β1为电流分配系数，双绕组变压器

β1=β3=100。因铜导线最大允许应力σ=1600kg/cm2，σH＜σ，故高压绕组导线能承受短路冲击力的冲击

分接位置/相别

施加电压端子

次数试验前

123试验前456试验前789

相电抗值/ΩB相33.48733.64733.67533.71029.74330.05530.10230.11826.02926.31326.31726.314

5/C

表7 短路试验后各相电抗变化偏差量

A相32.61533.25233.41533.39228.88029.57329.59029.59625.36926.05426.05926.056

C相32.23732.38132.41332.43728.53928.73328.73228.74725.07325.49625.55725.600

A相1.952.452.382.402.462.482.702.722.71

相电抗偏差/%B相0.480.560.671.051.211.261.091.111.10

C相0.450.550.620.680.680.731.691.932.10

最大相电抗偏差量/%

1/AA-B-C

3/BA-B-C2.72

5/CA-B-C

从表7中数据来看，线圈未发现明显变形，试验波形无异常。短路试验后最大相电抗偏差量为2.72%，满足非同心圆式线圈变压器阻抗在3%以上者为7.5%的电抗偏差量的要求。

要靠变压器供应厂家切实完善设计、改进制造工艺、严格把关材料质量，通过试验验证[5]。此外，应继续加强市场监管，提高市场准入门槛，从源头上把控变压器质量。

以下控制措施是依据本单位在生产时遇到的实际情况，结合短路时变压器绕组所承受的电动力及其作用情况研究，从变压器产品设计、制作工艺控制方面应采取的有效措施，并通过数次送检试验验

󰀳󰀱

3 提高变压器抗短路能力的方法与措施

如何根本上提高变压器抗短路能力，主要还是

电工电气 (20󰀱8 No.󰀱󰀱)证，采取的各项措施能够有效地提高产品的抗突发短路能力。3.1 设计优化控制

开展绕组安匝平衡计算，并通过绕组短路电动力及导线许用应力计算校核，检验设计方案的可行性。根据设计经验，短路阻抗值设计时尽量选用标准正偏差，使目前计算轴向及幅向应力的方法更符合短路时力的分布与大小的实际情况。

设计产品时不仅要保证绕组抗短路能力，而且还应根据配电变压器短路时出现的最大暂态电流计算动态机械力[6]，作为抗短路能力方案评审的设计依据。

开展方案优化设计，在保证短路阻抗和成本控制的前提下，优化设计思路，降低变压器损耗，提升电气绝缘性能，此外还应考虑变压器实际安装操作的便捷性。

选用合适的结构和材料。如将变压器低压绕组导线截面增大，增大绕组中导线载流量，减小绕组短路电动力。

3.2 工艺、结构严格把控

1) 高、低压线圈绕制过程控制[7]：

(1)低压线圈绕制时两端预置档板，控制线圈绕制过程中整体轴向高度。

(2)高、低压线圈层间绝缘由点胶纸改为全胶纸，增加绕组出烘后的整体机械强度。

(3)线圈绕制采用有效的拉紧导线装置，使端面线匝更紧密。对线圈的出头位置、换位处采用紧缩白布带“S”样牢固绑扎，将端部线匝捆扎成整体，可有效地防止在电动力作用下线匝的松动。

(4)高压线圈外表面半叠绕一层无纬粘带，线圈两端面刷双H胶预烘固化定型，增加线圈机械强度。

(5)高低压线圈绕制结束后用液压千斤顶轴向压紧线圈，后采用恒压干燥工艺进行线圈烘装[8]，控制高、低压线圈高度差。

2)器身压装、引线装配过程控制：

(1)线圈套装结束后，低压线圈内侧硬纸筒与铁心之间的间隙用环氧板撑实，防止低压线圈向铁心侧压缩、形变。

(2)线圈幅向采用压板压紧工艺。由于线圈结构为长圆形线圈，线圈幅向尺寸一般较图纸要求值偏大，线圈绕制完成后上压床压紧线圈幅向，调整󰀳2

提高变压器抗突发短路能力方法的研究到与图纸幅向要求尺寸。进烘前线圈端面预刷绝缘清漆恒压干燥，出烘后测量线圈幅向压缩后的尺寸。同一压板上的线圈经过上述工艺处理后，线圈幅向调整到与图纸要求一致，最终尺寸满足设计、工艺要求的线圈装配。

(3)线圈套装后，相邻两线圈之间间隙用绝缘纸板撑紧撑实，收紧线圈幅向形变空隙。

(4)高压线圈A、B、C相外侧用PET带整体打包，器身干燥后进行有效的二次压紧，使器身和铁心成为一整体，可以有效保证线圈的压紧以及短路力从线圈到铁心的传递，有效控制短路时线圈的上下位移，从而提升变压器抗短路的能力。

(5)低压引线承载电流较大，发生短路事故时，三相铜排之间易受到吸引或排斥力的作用产生折弯、变形，甚至影响绝缘电气性能。在引线结构中采用绝缘支撑件与器身固定牢靠，增强铜排与带电体间、对地绝缘距离。

(6)低压绕组端部抽头线为4根导线叠并绕制，由于螺旋角的存在，变压器在遭受短路故障电流冲击后，线圈端面抽头处将产生较大的轴向力，巨大的机械力会导致线圈严重形变或塌陷，最终造成变压器损坏。结合实际制作过程中的压块与线圈间压装位置及油道分布情况，尽可能地增大木垫块与低压线圈端部的压接面积，压块定制成型，在保证油道散热的前提下，有效地遏制低压线圈起绕位置发生的形变和位移。

4 结语

随着配电变压器市场的规范化发展，产品质量已成为进入这个市场的“敲门砖”，产品质量的高低取决于设计水平和制造工艺的不断完善发展[9]。市场化竞争是残酷的，它遵循优胜略汰的生存法则。要想在这个庞大的配电市场中分得一杯羹，必须不断增强自身产品的竞争力。变压器短路事故对电网系统的运行危害极大，为避免事故的发生，应从多方面采取有效的控制措施，保证变压器及电网系统的安全稳定运行[10]。目前，配电变压器在设计、工艺、结构方面仍存在不足，为提高配电变压器抗短路能力[11]，需要在今后的生产实践中进一步探究和完善。

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一种带自锁装置的超高压短路接地线线夹的改进 电工电气 (20󰀱8 No.󰀱󰀱)

在左夹板1的第二通孔13中，另一端穿过右夹板2的第二通孔23，活动套设在自锁钩4的第三通孔41中。

其中，所述自锁钩4的第三通孔41中还设置有定位柱42，用于在所述线夹打开时抵制住触发杆5自由端。

其中，所述左夹板1和右夹板2的上端还分别设置有供绝缘操作绳(图中未示出)穿设的第四通孔14、24。在夹板的上端还可以设置接地线装置以实现在使用过程中将线夹与铁塔连接实现接地，防止发生意外。2.2 工作原理2.2.1 打开接地线夹

按压左夹板1和右夹板2的上端，使左夹板1和右夹板2张开，再调整自锁钩4和触发杆5位置，使触发杆5的自由端抵制住自锁钩4第三通孔41中的定位柱42，由于触发杆5的支撑，左夹板1和右夹板2保持开口状态，且自锁钩4的自由端刚好位于右夹板2的第一通孔22中，既不会在线夹下放过程中碰触导线，也不会因完全脱出第一通孔22导致无法复位。2.2.2 下放接地线夹

牵拉绝缘操作绳并依靠接地线夹的自身重力碰撞导线，直到导线向上碰开触发杆5，左夹板1、右夹板2以及自锁钩4失去支撑，在重力作用下闭合，弧形卡槽11、21闭合夹住导线，同时自锁钩5的自由端穿过左夹板1和右夹板2的第一通孔12、22，完成安装工作，由于自锁钩5位于弧形(上接第32页)

卡槽11、21的下端，就算导线脱离弧形卡槽11、21，也会在自锁钩5的锁定下无法脱离接地线夹，形成二道保护。

3 带自锁装置的接地线夹创新点

此带自锁装置的接地线夹目的是为了消除传统鸭嘴型线夹存在的缺陷，确保电力检修人员现场作业更加安全。有以下两个创新点：(1)在传统鸭嘴型线夹的基础上再加装自锁装置，形成二道保护，有效防止线夹松动脱落，对作业人员的人身安全起到了很好的保护作用。此线夹已经通过检修现场检验，并申请了国家实用新型专利。(2)线夹端部设计有滑轮槽，拆接地线时提拉安全绳能够保证双边同时受力且均匀，比传统单边拆除效率更高。

4 结语

带自锁装置的接地线夹的研究满足了南方电网公司关于接地线、个人保安线的最新要求，其自锁钩能够牢牢卡住导线，保证了停电作业时的人身安全，大大降低了风险发生的可能性。通过对传统接地线夹的改进，有效缩短了装、拆接地线的作业时间。经现场实验测算，用新老两种接地线夹同时在500kV线路上进行操作，带自锁装置的接地线夹可节省时间约30min，提高了人工时效。

收稿日期：2018-08-15

参考文献

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收稿日期：2018-07-25

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