电力金具科普:别小看U型螺丝!它断了,整条线路都可能停摆

2025-12-23

> 夜幕降临,巡检员借着头灯最后一遍确认U型螺丝的闭口销和螺母,远处变电站的蜂鸣声与城市璀璨的灯光,都系于这截U形金属的安稳。


在纵横交错的电网中,百米铁塔上有个零件常被忽略——它弯成U形,两端带螺纹,静静地悬挂着绝缘子串。这就是电力金具中的关键连接件:U型螺丝,被业内称为杆塔横担的“首件”。


千万别小看这个其貌不扬的铁件,从业三十年的线路老师傅都清楚:它一旦出问题,轻则线路大幅摆动,重则引发大面积停电,经济损失可能高达千万。今天,我们就来彻底搞懂这个电网中的“隐形守护者”。


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01 停电惊魂:一根螺丝引发的连锁危机


去年南方某地区发生过一起典型事故:一条35kV线路突然跳闸,故障排查时发现,问题竟出在悬垂绝缘子串的连接处——U型螺丝出现了裂纹。


深入调查后才揭开真相:该区域常年有风偏,现场安装的却是普通型U型螺丝,其横向承载能力根本不足以应对当地的风力荷载。更致命的是,安装人员将螺丝直接与板件类金具的螺栓连接,导致点接触、受力不均。


这不是孤例。统计显示,风区线路超过60%的悬垂点故障与连接件失效有关,而U型螺丝作为直接受力件,往往是故障链的第一环。在强风天气,绝缘子串大幅摆动,螺丝螺纹根部会承受复杂的交变弯曲应力,极易产生疲劳裂纹。


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02 两大核心类型:选错就是埋下隐患


很多采购或运维人员存在误区:“U型螺丝不都一个样?选结实的就行。”实际上,不同电压等级、不同线路场景,必须使用对应的型号。


普通型U型螺丝相当于“基础款”,由U形螺杆、6个螺母和两套闭口销组成。它适用于35~110kV线路,尤其是在垂直载荷小、风偏不大的区域,如城郊配网和中小截面导线的悬挂。


但有两个“致命禁忌”必须牢记:第一,绝对不能直接与板件类金具螺栓对接,这会导致横向摆动不灵和应力集中;第二,千万不能直接连接QP型球头挂环,这种连接方式存在点接触问题,应力集中,载荷分布极不合理。


加强型UJ形螺丝则是为更严苛环境设计的“强力担当”。它将普通型下端的两个螺母与螺杆锻造成整体,形成凸起的“缘台”。这个设计很聪明——风偏时,横向荷载由缘台作为支撑点承担,保护螺纹不受弯曲损伤。


不过它也有特殊要求:必须搭配长椭圆内孔的QH型球头挂环或增加U形挂环转接,不可连接Q型球头挂环。


为了让差异一目了然,我们对比两种螺丝的核心特点:


对比维度

普通型U型螺丝

加强型UJ形螺丝

结构组成

U形螺杆+6螺母+2闭口销

带缘台螺杆+4螺母+2闭口销

核心设计

分离式螺母,结构简单

一体式缘台,主动防御

适用电压

35~110kV线路

220kV及以上线路

适用环境

低风压区,中小截面导线

高风压区,大截面导线

关键禁忌

禁连板件螺栓

必须配QH型或加U形挂环


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03 制造底线:这些“节省”手段绝不能碰


选择正确的类型只是第一步,产品质量本身更为关键。在制造环节,有两种看似“节省材料”的做法被严令禁止:缩杆工艺和减少螺纹底径。


这两种工艺会严重削弱螺丝的承载截面积和螺纹强度,是线路安全的隐形杀手。正规产品应通过模具标准化、冲头结构优化来保证尺寸精度,消除手工弯制导致的产品差异。


材质选择也大有讲究:普通碳钢Q235A能满足基本需求,但在腐蚀环境或重载线路上,需采用Q345B高强度钢或不锈钢。表面处理通常采用热镀锌,锌层厚度直接影响产品在潮湿、工业污染区的使用寿命。


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04 选型实战:四步锁定最适合的螺丝


面对具体工程,如何科学选择U型螺丝?记住这个四步法:


评估荷载环境:收集线路所在地的最大风速、冰区等级数据,计算综合荷载。大截面导线(400mm²以上)或多分裂导线应优先考虑加强型。



确认连接界面:检查杆塔横担连接孔尺寸、厚度,确认现有挂环型号。若已有金具为QP型挂环,需同步更换为QH型或增加对应吨位U型挂环


评估腐蚀风险:沿海、工业区或高湿度地区,应选用耐腐蚀材质或加厚镀锌层产品。虽然初期投资可能增加15%-30%,但能将维护周期延长2-3倍,全生命周期成本反而更低。


设定安全冗余:对于重要输电通道、跨越铁路公路等关键区段,建议在标准基础上提升一级选型,为电网安全增加一道保险。


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05 闭口销:最不该省的最后防线


安装环节中,有一个小零件最容易被忽视,却至关重要——闭口销。它虽小,却是防止螺母松脱的最后防线。


特别是加强型UJ螺丝,其缘台上方的螺母必须用闭口销妥善锁定。风振导致的渐进松动往往从这里开始,而一个小小的闭口销就能阻止这场“蝴蝶效应”。运维检查时,闭口销的状态应是必检项目。


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在一条500kV骨干网线路改造中,工程团队将所有普通U型螺丝更换为加强型。尽管单件成本上升40%,但故障率下降了85%,免除了三年一次的整体紧固维护,五年综合成本反而降低22%。


当你在夜空下看到城市连绵的灯光,那背后是成千上万个正确选择、正确安装的U型螺丝。它们沉默地悬挂在铁塔之间,用坚固的臂弯守护着电流的奔腾。


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