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摘要：对张力架线施工中防扭钢丝绳的应用进行探讨，提出必防扭钢丝绳的适用条件及使用维护方法，以防止其早期损坏，保证张力架线施工安全。
关键词防扭钢丝绳张力架线适用范围维护检查
Abstract: This paper discussed anti twisting wire rope of application in tension stringing construction, put forward to need anti twisting wire rope suitable conditions and the use of maintenance methods, in order to prevent the early damage, ensure the tension stringing construction safety.
Key words: anti twisting wire rope tension stringing;; scope of application; maintenance inspection
中图分类号：TM726.3 文献标识码：A文章编号：
1引言
防扭编织型钢丝绳(以下简称防扭钢丝绳)以期良好的抗拉牵、防扭绞性能和柔软性而广泛应用于张力架线施工中，它主要作为张力牵放导线的牵引绳及导引绳。目前，国内对这类防扭编织型钢丝绳还未制订标准。在工程施工过程中因设备机具配套或使用维护不当等，致使此类至关重要而且价高的钢丝绳早期损伤甚至失效，影响了架线施工的安全。笔者就防扭编织型钢丝绳用于张力架线施工过程中的应用问题进行探讨，并建议施工人员区別防扭编织型与普通绞制型钢丝绳的适用范围及特点，正确使用和维护防扭编织型钢丝绳，以防止其早期受损坏，保证张力架线施工安全。
2防扭型钢丝绳的基本结构及特点
防扭型钢丝绳又称编织防扭钢丝绳，其制造是一组左向捻和一组右向捻的单钢丝绳呈有规律（交叉的螺旋轨迹）的编织而成，使其具有很好的柔软性。左、右旋向捻绞制的钢丝股数相等，对称编织。两组螺旋力矩因方向相反而平衡，使防扭钢丝绳具有不旋转特性。因此防扭钢丝绳得到了广泛的应用，如输电线路架线施工中张力放线用的导引绳、牵引绳等。防扭钢丝绳断面形状呈方形，股芯均为钢丝芯，是张力牵放架空线的专用钢绳。在张力架线施工中显现出其优良特性的同时，必须注意到防扭钢丝绳的另一些特点：如挠性较差，要在最小弯卷曲率半径的限定；体积相对较大，绳线卷盘大；在钢绳连接或临时锚接该钢丝绳时，因有诸多限制，对绳线头和与之配套的连接器具、卡具的要求甚高；在牵引卷筒上的接触受压面不均衡性，易导致卷筒、钢绳局部受磨损等。
3张力放线系统中牵引钢丝绳的受力状态
3.1拉应力
牵张机械作用于牵引绳的张牵拉力是最主要的受力状态。在张力放线施工中，钢丝绳受牵张系统拉应力的同时还承受有：
(1)因线绳震抖、摆动、通过放线滑车等，使系统中的张力不均衡、波动而产生附加冲击拉应力；
(2)牵张机双摩擦轮多槽卷筒间以及钢绳连接部位抗弯连接器与钢绳间的不等径，局部线绳 会产生附加拉应力。
钢丝绳的抗拉力强度要合适，应能满足施工要求，张力放线牵引钢丝绳破断载荷与额定载荷之比不小于3〔1〕、〔2〕。但是，单方面要求提高钢丝的抗拉强度等级是不行的，将会影响到钢丝绳的柔韧性和抗疲劳等能力。
3.2弯曲应力和挤压应力
钢丝通过牵张轮、钢绳卷车、导轮、放线滑车及卡线器时，要承受弯曲应力和挤压应力。弯曲应力和挤压应力与牵张拉力成正比。钢丝绳反复卷绞于牵张轮槽中进行牵引和张放导线的工作。由于有弯曲和挤压，钢绳绳股之间将会错位、受剪切和磨损。因此，要求牵引钢绳有良好的柔韧性、防扭性、抗弯曲疲劳性和结构稳定性，经得起长期反复地弯曲挤压。
3.3摩擦力
将牵张轮的输出扭力转变为牵引拉力，主要是靠钢绳与牵引机摩擦轮卷筒的卷绕摩擦阻力来实现。靠摩擦传递力的同时也存在着摩擦表面磨损的问题，因而要求钢丝绳耐磨性能满足施工要求。
3.4扭转应力
钢丝绳在牵张机摩擦轮多槽卷筒中多次旋绕，牵放时将会释放旋转应力，另外LGJ导线是绞制的，在受拉力时亦会释放出残余旋转应力。虽然，在线端设有旋转连接器，能释放线绳的旋转应力。但是对于长距离和高张力和张力放线系统，以及旋转应力在线绳中不易传递的特点，较远端钢绳难于释放的旋转应力将由牵引钢丝绳承受。
3.5连接部位的综合应力
防扭钢丝绳的制造长度每条为500～1000m，在牵张系统中是采用绳端编插绳套然后用抗弯连接器连接钢丝绳，以满足牵张段的工作长度要求。钢绳连接绳套部位在张力系统中的受力状态更为复杂，工况最为恶劣，是最易受损的部位。除了承受以上所述的牵拉、弯曲、挤压、扭转应力和摩擦力之外，还要承受急剧地折弯变形、扭曲及抗弯器通过牵张机轮槽时钢绳承受挤压和剪应力。
4防扭型钢丝绳的失效形式
在牵张系统中，防扭钢丝绳的失效形式、部位与其工作受力状态、使用维护条件和方法等有着密切相关的影响，防扭钢丝绳的失效主要有下述形式。
4.1断丝、断股、甚至破断
原因可能有：①力放线系统中有障碍物触碰、摩擦；②使用维护不当；③钢丝材质不符合要求；④应力集中或金属疲劳。
4.2外层钢丝严重磨损
原因可能有：①有障碍物触碰、磨擦；②导轮不能转动；③牵张机尾部线绳张力不足。
4.3过度折弯或挤压变形、卷曲变形
原因可能有：①超范围、超性能、超负荷使用；②运输装卸过程中碰撞、挤压；③意外事故状态所致。
4.4严重锈蚀
原因可能有：①未按要求润滑维护；②表面磨损以及与腐蚀介质接触；③储存条件不符合要求。
4.5被电弧、火焰烧灼
原因可能有：①跨越电力线架线时，意外事故触碰到带电的电力线或被闪电灼伤；②用火焰切割钢绳端头或插头余线或热浸润滑钢丝绳时，不注意焰热伤及钢绳。
5防扭型钢丝绳的适用范围
5.1防扭型钢丝绳的选用
应按《超高压架空输电线路张力架线施工工艺导则》SDJJS2-87第2.1.6条要求选用与导线相适应的牵引、导引钢丝绳规格。
导引绳、牵引绳的选择
可按下式选择牵引绳规格：
可按下式选择导引绳规格：
式中Qp——牵引绳综合破断力,kN。
PP——导引绳综合破断力,kN
不同类型、不同用途的钢丝绳一般不能代替使用。按《国家电网公司电力安全工作规程》的规定，应定期作荷载试验。
5.2配套机具的选择
按规定选择合适的张力放线设备和机具，并按规定方式检验、安装和使用。防扭编织型钢丝绳连接用的连接器宜选用U形环式抗弯连接器。卡线器应选择既要卡夹牢靠又不能伤及钢丝绳而设有特殊卡夹形式的专用卡线器。牵张设备牵引轮轮槽类型宜选择宽浅型。
5.3防扭型钢丝绳的弯曲卷绞
防扭型钢丝绳的挠性较差，要求与该绳配套使用的牵张轮(双摩擦轮卷筒)、放线滑车、转向滑车的轮径及槽型相适应，轮槽底部直径必须大于防扭型钢丝绳公称直径的25倍。使用时还必须注意以下两点：
(1)严禁将防扭型钢丝绳直接绕卷在手拖绞磨或机动绞磨的磨芯卷筒上使用。根据试验表明，防扭型钢丝绳(导引绳)直接卷入手拖绞磨磨芯筒中并按30kN牵引力卷绞一次后，防扭型钢丝绳严重卷曲变形，其破断拉力降低了约30%。
(2)严禁将防扭型钢丝绳直接绕卷在角铁桩上作临锚。根据试验表明，防扭钢丝(导引)绳直接卷绕在角铁柱上带上张力20～25kN临锚一次，防扭钢丝绳严重弯卷折、压扁变形，其破断拉力降低约50%。
5.4防扭型鋼丝绳的收卷及存放
防扭型钢丝绳应整齐收卷缠绕在与牵张机配套的专用卷绳盘上，排绳应紧密整齐，绳盘的容量应合理、钢绳型号统一，绳盘外缘与上层钢丝绳约有50mm间隙。运输装卸过程中注意防止碰撞、挤压。钢绳存放应按仓储管理的有关规定执行。钢绳不能直接接触潮湿的地面，露天存放时须遮盖防雨布罩。
5.5防扭型钢丝绳端连接环扣的插接
(1)防扭丝绳两端头应编插绳套，以便于连接和过卷轮。编插接头的拉断力不得小于原防扭钢丝绳的拉断力〔1〕。
(2)防扭型钢丝绳编插部分的有效长度应不小于防扭型钢丝绳公称外经的50倍(不包括绳套环扣部分)。
(3)防扭钢丝绳绳端编插绳套部分应平顺紧实不松散。绳线股按规定顺原线股捻绞旋向及方位相应处编插，插好收紧后将长出的钢绳线股头分别按顺序错开切除，以使插接头直径变平缓，减少应力集中。切除钢丝股头的留长不超过10mm，宜用剪切，禁用火焰切割。
6防扭型钢丝绳的检查
6.1防扭型钢丝绳应作日常观察和定期全长检查，且应特别留心检查钢绳在张拉受力系统中的薄弱环节，如：钢丝绳两端连接环套接扣部位、编插连接处及其临近插接部位的线段。定期按规定作荷载试验。张力架线开工前应做抽样破断性拉力试验，验证其安全可靠性。
6.2防扭型钢丝绳若出现下列情况应考虑报废〔5〕，或切除重新插接绳环扣：
(1)钢丝绳表面被腐蚀、磨损达外层钢丝直径约40%；
(2)钢丝绳被电灼、火焰热烧伤；
(3)钢丝绳在一节距内断丝数超过标准GB5972规定，或在一节距内，外层钢丝断丝数超过钢绳外层总钢丝数n×0.02。当断丝聚集在小于6倍钢绳直径的绳长范围内，或集中在任一支股里及在钢绳连接环扣部位，即使断丝数小于规定数值，钢丝绳也应予切除，该部位重新插接绳环扣；
(4)钢丝绳直径减少7%时；
(5)钢丝绳有明显扭结、弯折变形。
7防扭型钢丝绳的维护
防扭型钢丝绳应保持清洁，可在牵引机的入线处安设清刷装置。牵张放线累计使用120～150km时应进行一次定期维护，即对防扭型钢丝绳进行清洗和浸涂油脂，这对提高使用寿命有很大作用。其方法是用钢丝绳润滑脂或选用合适的配方自行配制润滑油脂，并使用钢丝绳专用清洗热浸润滑装置(能提高工效和浸涂质量)清洁和润滑防扭钢丝绳。防扭型钢丝绳在热浸涂油润滑过程中油温宜控制在80℃以下。
8结束语
防扭型钢丝绳的正确使用和维护，是保证张力放线施工安全、提高工效的重要工作之一。根据笔者现场经验和试验，并参考有关文献。提出了防扭钢丝绳的适用范围、检查维护等技术要求。希望通过对防扭型钢丝绳适应性的讨论，对防扭编织型钢丝绳在张力架线施工方面逐步形成一个完善的使用标准。
参考文献：
1输电线路张力架线用防扭钢丝绳.DL/T-1079-2007.北京：国家发展和改革委员会，2007.
2电力建设安全工作规程(架空电力线路部分)DL5009.2-94.北京：水利电力出版社，1995
3超高压架空输电线路张力架线施工工艺导则SDJJS2-87.北京：水利电力出版社，1989
4李庆林编著.架空送电线路施工手册.广西：中国电力出版社，2002
5起重机械用钢丝绳检验和报废衫规范.GH5972-86.北京：中国标准出版社，1986
6重要用途钢丝绳.GB8918-2006.北京：国家质量监督检验检疫总局，2006.
关键词防扭钢丝绳张力架线适用范围维护检查
Abstract: This paper discussed anti twisting wire rope of application in tension stringing construction, put forward to need anti twisting wire rope suitable conditions and the use of maintenance methods, in order to prevent the early damage, ensure the tension stringing construction safety.
Key words: anti twisting wire rope tension stringing;; scope of application; maintenance inspection
中图分类号：TM726.3 文献标识码：A文章编号：
1引言
防扭编织型钢丝绳(以下简称防扭钢丝绳)以期良好的抗拉牵、防扭绞性能和柔软性而广泛应用于张力架线施工中，它主要作为张力牵放导线的牵引绳及导引绳。目前，国内对这类防扭编织型钢丝绳还未制订标准。在工程施工过程中因设备机具配套或使用维护不当等，致使此类至关重要而且价高的钢丝绳早期损伤甚至失效，影响了架线施工的安全。笔者就防扭编织型钢丝绳用于张力架线施工过程中的应用问题进行探讨，并建议施工人员区別防扭编织型与普通绞制型钢丝绳的适用范围及特点，正确使用和维护防扭编织型钢丝绳，以防止其早期受损坏，保证张力架线施工安全。
2防扭型钢丝绳的基本结构及特点
防扭型钢丝绳又称编织防扭钢丝绳，其制造是一组左向捻和一组右向捻的单钢丝绳呈有规律（交叉的螺旋轨迹）的编织而成，使其具有很好的柔软性。左、右旋向捻绞制的钢丝股数相等，对称编织。两组螺旋力矩因方向相反而平衡，使防扭钢丝绳具有不旋转特性。因此防扭钢丝绳得到了广泛的应用，如输电线路架线施工中张力放线用的导引绳、牵引绳等。防扭钢丝绳断面形状呈方形，股芯均为钢丝芯，是张力牵放架空线的专用钢绳。在张力架线施工中显现出其优良特性的同时，必须注意到防扭钢丝绳的另一些特点：如挠性较差，要在最小弯卷曲率半径的限定；体积相对较大，绳线卷盘大；在钢绳连接或临时锚接该钢丝绳时，因有诸多限制，对绳线头和与之配套的连接器具、卡具的要求甚高；在牵引卷筒上的接触受压面不均衡性，易导致卷筒、钢绳局部受磨损等。
3张力放线系统中牵引钢丝绳的受力状态
3.1拉应力
牵张机械作用于牵引绳的张牵拉力是最主要的受力状态。在张力放线施工中，钢丝绳受牵张系统拉应力的同时还承受有：
(1)因线绳震抖、摆动、通过放线滑车等，使系统中的张力不均衡、波动而产生附加冲击拉应力；
(2)牵张机双摩擦轮多槽卷筒间以及钢绳连接部位抗弯连接器与钢绳间的不等径，局部线绳 会产生附加拉应力。
钢丝绳的抗拉力强度要合适，应能满足施工要求，张力放线牵引钢丝绳破断载荷与额定载荷之比不小于3〔1〕、〔2〕。但是，单方面要求提高钢丝的抗拉强度等级是不行的，将会影响到钢丝绳的柔韧性和抗疲劳等能力。
3.2弯曲应力和挤压应力
钢丝通过牵张轮、钢绳卷车、导轮、放线滑车及卡线器时，要承受弯曲应力和挤压应力。弯曲应力和挤压应力与牵张拉力成正比。钢丝绳反复卷绞于牵张轮槽中进行牵引和张放导线的工作。由于有弯曲和挤压，钢绳绳股之间将会错位、受剪切和磨损。因此，要求牵引钢绳有良好的柔韧性、防扭性、抗弯曲疲劳性和结构稳定性，经得起长期反复地弯曲挤压。
3.3摩擦力
将牵张轮的输出扭力转变为牵引拉力，主要是靠钢绳与牵引机摩擦轮卷筒的卷绕摩擦阻力来实现。靠摩擦传递力的同时也存在着摩擦表面磨损的问题，因而要求钢丝绳耐磨性能满足施工要求。
3.4扭转应力
钢丝绳在牵张机摩擦轮多槽卷筒中多次旋绕，牵放时将会释放旋转应力，另外LGJ导线是绞制的，在受拉力时亦会释放出残余旋转应力。虽然，在线端设有旋转连接器，能释放线绳的旋转应力。但是对于长距离和高张力和张力放线系统，以及旋转应力在线绳中不易传递的特点，较远端钢绳难于释放的旋转应力将由牵引钢丝绳承受。
3.5连接部位的综合应力
防扭钢丝绳的制造长度每条为500～1000m，在牵张系统中是采用绳端编插绳套然后用抗弯连接器连接钢丝绳，以满足牵张段的工作长度要求。钢绳连接绳套部位在张力系统中的受力状态更为复杂，工况最为恶劣，是最易受损的部位。除了承受以上所述的牵拉、弯曲、挤压、扭转应力和摩擦力之外，还要承受急剧地折弯变形、扭曲及抗弯器通过牵张机轮槽时钢绳承受挤压和剪应力。
4防扭型钢丝绳的失效形式
在牵张系统中，防扭钢丝绳的失效形式、部位与其工作受力状态、使用维护条件和方法等有着密切相关的影响，防扭钢丝绳的失效主要有下述形式。
4.1断丝、断股、甚至破断
原因可能有：①力放线系统中有障碍物触碰、摩擦；②使用维护不当；③钢丝材质不符合要求；④应力集中或金属疲劳。
4.2外层钢丝严重磨损
原因可能有：①有障碍物触碰、磨擦；②导轮不能转动；③牵张机尾部线绳张力不足。
4.3过度折弯或挤压变形、卷曲变形
原因可能有：①超范围、超性能、超负荷使用；②运输装卸过程中碰撞、挤压；③意外事故状态所致。
4.4严重锈蚀
原因可能有：①未按要求润滑维护；②表面磨损以及与腐蚀介质接触；③储存条件不符合要求。
4.5被电弧、火焰烧灼
原因可能有：①跨越电力线架线时，意外事故触碰到带电的电力线或被闪电灼伤；②用火焰切割钢绳端头或插头余线或热浸润滑钢丝绳时，不注意焰热伤及钢绳。
5防扭型钢丝绳的适用范围
5.1防扭型钢丝绳的选用
应按《超高压架空输电线路张力架线施工工艺导则》SDJJS2-87第2.1.6条要求选用与导线相适应的牵引、导引钢丝绳规格。
导引绳、牵引绳的选择
可按下式选择牵引绳规格：
可按下式选择导引绳规格：
式中Qp——牵引绳综合破断力,kN。
PP——导引绳综合破断力,kN
不同类型、不同用途的钢丝绳一般不能代替使用。按《国家电网公司电力安全工作规程》的规定，应定期作荷载试验。
5.2配套机具的选择
按规定选择合适的张力放线设备和机具，并按规定方式检验、安装和使用。防扭编织型钢丝绳连接用的连接器宜选用U形环式抗弯连接器。卡线器应选择既要卡夹牢靠又不能伤及钢丝绳而设有特殊卡夹形式的专用卡线器。牵张设备牵引轮轮槽类型宜选择宽浅型。
5.3防扭型钢丝绳的弯曲卷绞
防扭型钢丝绳的挠性较差，要求与该绳配套使用的牵张轮(双摩擦轮卷筒)、放线滑车、转向滑车的轮径及槽型相适应，轮槽底部直径必须大于防扭型钢丝绳公称直径的25倍。使用时还必须注意以下两点：
(1)严禁将防扭型钢丝绳直接绕卷在手拖绞磨或机动绞磨的磨芯卷筒上使用。根据试验表明，防扭型钢丝绳(导引绳)直接卷入手拖绞磨磨芯筒中并按30kN牵引力卷绞一次后，防扭型钢丝绳严重卷曲变形，其破断拉力降低了约30%。
(2)严禁将防扭型钢丝绳直接绕卷在角铁桩上作临锚。根据试验表明，防扭钢丝(导引)绳直接卷绕在角铁柱上带上张力20～25kN临锚一次，防扭钢丝绳严重弯卷折、压扁变形，其破断拉力降低约50%。
5.4防扭型鋼丝绳的收卷及存放
防扭型钢丝绳应整齐收卷缠绕在与牵张机配套的专用卷绳盘上，排绳应紧密整齐，绳盘的容量应合理、钢绳型号统一，绳盘外缘与上层钢丝绳约有50mm间隙。运输装卸过程中注意防止碰撞、挤压。钢绳存放应按仓储管理的有关规定执行。钢绳不能直接接触潮湿的地面，露天存放时须遮盖防雨布罩。
5.5防扭型钢丝绳端连接环扣的插接
(1)防扭丝绳两端头应编插绳套，以便于连接和过卷轮。编插接头的拉断力不得小于原防扭钢丝绳的拉断力〔1〕。
(2)防扭型钢丝绳编插部分的有效长度应不小于防扭型钢丝绳公称外经的50倍(不包括绳套环扣部分)。
(3)防扭钢丝绳绳端编插绳套部分应平顺紧实不松散。绳线股按规定顺原线股捻绞旋向及方位相应处编插，插好收紧后将长出的钢绳线股头分别按顺序错开切除，以使插接头直径变平缓，减少应力集中。切除钢丝股头的留长不超过10mm，宜用剪切，禁用火焰切割。
6防扭型钢丝绳的检查
6.1防扭型钢丝绳应作日常观察和定期全长检查，且应特别留心检查钢绳在张拉受力系统中的薄弱环节，如：钢丝绳两端连接环套接扣部位、编插连接处及其临近插接部位的线段。定期按规定作荷载试验。张力架线开工前应做抽样破断性拉力试验，验证其安全可靠性。
6.2防扭型钢丝绳若出现下列情况应考虑报废〔5〕，或切除重新插接绳环扣：
(1)钢丝绳表面被腐蚀、磨损达外层钢丝直径约40%；
(2)钢丝绳被电灼、火焰热烧伤；
(3)钢丝绳在一节距内断丝数超过标准GB5972规定，或在一节距内，外层钢丝断丝数超过钢绳外层总钢丝数n×0.02。当断丝聚集在小于6倍钢绳直径的绳长范围内，或集中在任一支股里及在钢绳连接环扣部位，即使断丝数小于规定数值，钢丝绳也应予切除，该部位重新插接绳环扣；
(4)钢丝绳直径减少7%时；
(5)钢丝绳有明显扭结、弯折变形。
7防扭型钢丝绳的维护
防扭型钢丝绳应保持清洁，可在牵引机的入线处安设清刷装置。牵张放线累计使用120～150km时应进行一次定期维护，即对防扭型钢丝绳进行清洗和浸涂油脂，这对提高使用寿命有很大作用。其方法是用钢丝绳润滑脂或选用合适的配方自行配制润滑油脂，并使用钢丝绳专用清洗热浸润滑装置(能提高工效和浸涂质量)清洁和润滑防扭钢丝绳。防扭型钢丝绳在热浸涂油润滑过程中油温宜控制在80℃以下。
8结束语
防扭型钢丝绳的正确使用和维护，是保证张力放线施工安全、提高工效的重要工作之一。根据笔者现场经验和试验，并参考有关文献。提出了防扭钢丝绳的适用范围、检查维护等技术要求。希望通过对防扭型钢丝绳适应性的讨论，对防扭编织型钢丝绳在张力架线施工方面逐步形成一个完善的使用标准。
参考文献：
1输电线路张力架线用防扭钢丝绳.DL/T-1079-2007.北京：国家发展和改革委员会，2007.
2电力建设安全工作规程(架空电力线路部分)DL5009.2-94.北京：水利电力出版社，1995
3超高压架空输电线路张力架线施工工艺导则SDJJS2-87.北京：水利电力出版社，1989
4李庆林编著.架空送电线路施工手册.广西：中国电力出版社，2002
5起重机械用钢丝绳检验和报废衫规范.GH5972-86.北京：中国标准出版社，1986
6重要用途钢丝绳.GB8918-2006.北京：国家质量监督检验检疫总局，2006.