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研究电动扭矩扳手在特高压输电工程螺栓紧固中的应用 【摘要】：螺栓紧固是输电工程中的重要环节，皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程首次大规模使用电动扭矩扳手紧固法兰盘大螺栓。在前人的基础上，本文针对该工程中螺栓紧固出现的问题进行深入研究，并给出了相应的解决方案。 【关键词】：电动扭矩扳手 螺栓紧固 特高压交流输电工程 1 引言 皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程是世界上首条1000千伏双回路交流输电工程。该工程的建设可以有效解决上海市能源紧缺问题，对促进我国经济发展具有重大意义。 螺栓紧固是输电线路工程中的重要环节，其质量好坏将直接影响铁塔自身稳定性和承担导线能力以及周围安全问题[1]。过去，通常由人工进行螺栓紧固，施工过程中受人为因素影响较大，导致螺栓扭矩值无法精确控制[2] [3]，紧固效果不理想。 本工程首次大规模使用电动扭矩扳手进行螺栓紧固，扭矩值可以按要求设定，但在实际工程中遇到了诸多问题。本文针对电动扭矩扳手在螺栓紧固中出现的问题进行深入分析，并提出了相应的解决方案。 2 特高压输电工程螺栓紧固标准 本工程全线采用钢管塔，铁塔平均高度100米以上，平均重量约200吨，单根主材最大重量5吨，单个横担最重达8吨。本工程导线采用JL/G1A-630/45钢芯铝绞线，每相8分裂，呈正八边形排列。综上所述，本工程铁塔高度高、吨位大，导线重量大，因此对螺栓紧固质量要求较高。 2011年12月28日，在北京召开皖电东送工程钢管塔扭矩值研讨会，会上制定了本工程钢管塔扭矩值标准。依据中国电力科学研究院《铁塔用镀锌螺栓扭矩系数离散性研究》研究成果（扭矩系数不大于0.25）和国家电网公司交流建设分公司组织研制的电动扭矩扳手试用情况，结合以往设计、施工及运行经验，经专家组讨论，最终确定了螺栓的扭矩值计算公式[4]。 螺栓扭矩值计算公式为： （1） （2） ：终拧扭矩值（N·m）； ：施工预拉力标准值（KN）； ：螺栓公称直径（mm）； ：扭矩系数； ：螺栓拧紧初始应力。 本工程所用螺栓为非承压型螺栓，因此P取设计拉力值的15%。根据中国电力科学研究院成果K值取0.25。 根据以上分析，将本工程现场数据代入公式（1）、（2），计算出各型号螺栓的扭矩值标准，见表一。 表1 螺栓紧固扭矩值标准 规格 M16 M20 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 N.m 6.8 80 160 280 / / / / / / / / / / 8.8 110 220 380 450 600 700 880 1100 1400 1900 2100 2300 2500 3 电动扭矩扳手在螺栓紧固中常见问题及分析 淮上线18标段现场施工中，采用电动扭矩扳手紧固螺栓遇到了诸多问题，经整理如下： （1）现场施工环境恶劣以及施工强度较大，导致电动扭矩扳手寿命大大缩短、故障率较高。就目前使用情况看，本标段使用的设备基本都已经过返厂维修。电动扭矩扳手常见故障有机械故障和电气故障。机械故障如加力齿轮容易卡死，设备内部小螺栓受较大震动后易脱落等。电气故障有控制电路和显示电路在过压或过流情况下易烧坏。 （2）螺栓紧固率受风摆影响明显。螺栓紧固完毕后，接着进行扭矩值检测，效果良好，基本都能满足要求。但是经过一段时间风摆等自然因素影响，再次检查时，螺栓紧固率明显降低。本文以K94法兰盘大螺栓为例，其实际初紧时间为2012年12月2日，跟踪监测扭矩值20天（分层抽样，每种型号螺栓检测10颗取平均扭矩值），具体情况见表2。 表2 螺栓扭矩值随时间变化表 时间 2012.12.2 2012.12.4 2012.12.6 2012.12.8 扭矩值（M24） 380 N.m 360 N.m 340 N.m 330 N.m 扭矩值（M30） 600 N.m 570 N.m 540 N.m 520 N.m 扭矩值（M36） 880 N.m 840 N.m 800 N.m 770 N.m 扭矩值（M42） 1400 N.m 1300 N.m 1200 N.m 1150 N.m 扭矩值（M48） 2100 N.m 2000 N.m 1900 N.m 1800 N.m 时间 2012.12.10 2012.12.12 2012.12.14 2012.12.16 扭矩值（M24） 320 N.m 310 N.m 300 N.m 300 N.m 扭矩值（M30） 500 N.m 480 N.m 470 N.m 460 N.m 扭矩值（M36） 740 N.m 710 N.m 690 N.m 670 N.m