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ADSS預絞式耐張線夾

ADSS預絞式懸垂線夾

OPGW預絞式耐張線夾

OPGW預絞式懸垂線夾

鋁合金光纜接頭盒

塑料光纜接續盒

防震錘

光纜余纜架

螺旋減振器(防振鞭)

拉線抱箍

塔用緊固件

引下線夾

護線條、接續條

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預絞絲式金具在電力線路方面的應用

2014-09-28

 引言

高壓輸變電線路電力金具是輸變電架空線路的重要組成部分,是關系到整個線路安全運行的重要部分。我國長期以來在線路上使用的都是按國家電力金具標準統一設計的金具。這些金具基本是以可鍛鑄鐵為主的鐵磁材料制成,設計時著重考慮機械受力及鑄、鍛加工工藝的應用,因此,結構上粗大笨重,施工不便。雖然近幾年金具在質量等方面有了一定的發展和提高,但研究的重點主要在線路金具應用的力學及可靠性問題,而對于金具的電能損失似乎沒有引起大家足夠的重視。

原因 

由于安裝在導線上的常規傳統電力金具是以鋼鐵類、可鍛鑄鐵為主的鐵磁材料制成,這種金具用在輸變電線路上,電力金具整體處于交變電磁場中,在金具內會產生磁滯損耗和渦流損耗。這二種損耗構成了金具的電能損耗。同時,由于電能損失產生的熱量使金具內的導線溫度升高,導線過熱傳導給金具,金具發熱影響金屬的機械性能。且當電流增大時,磁滯損耗將隨磁通密度的1.6~2.0次方上升,渦流損耗則隨磁通密度的二次方上升。根據調查統計表明,配電網中由普通金具產生的損耗約占輸電容量的0.01%~0.03%。采用鋁合金制成的預絞式金具可以消除磁滯損耗,極大地降低了渦流損耗。此外,預絞式金具在結構上由傳統的螺栓型結構改為預絞式結構,具有安裝方便、大大提高了工作效率,降低了施工費用。

根據廣東電力集團公司肇慶供電分公司楊露《配電線路電力金具耗能問題及對策》文章介紹在輸變電線路中當通過400A的電流,每個線夾損耗的功率就達30W左右。線路金具量多面廣,可見能耗損失是相當嚴重的。
  肇慶供電分公司對肇慶地區用量最大的NLD耐張線夾也進行了電磁耗能試驗,試驗數據見表1。 

表1 NLD耐張線夾耗能試驗 

電流.A

150

200

300

400

500

600

700

耗功.W·只-1

9.8

17.5

43.0

69.8

116.9

134

202.3

  從表1中可以看出,NLD耐張線夾的耗能隨電流的增大而增加。
  對采用鐵金屬制造的XGU-5懸垂線夾和非導電材料鋁合金的XGF-300懸垂線夾同時進行了對比試驗,見表2。

表2 不同材料懸重線夾的對比試驗 

線 夾

電流.A

350

400

450

500

600

700

800

1000

XGF-300

0.35

0.96

0.7

1.5

0.75

1.6

1.66

5.1

XGU-5

18.0

27.9

35.1

41.8

58.5

79.9

101.8

156 

    從表2中可以看出,采用磁性材料和非磁性材料做成的金具,其耗能數值是大不相同的。可鍛鑄鐵懸垂線夾耗能隨電流增加,而鋁合金線夾則幾乎沒有什么能耗損失。從以上的試驗可以看出,金具的耗能問題確實存在,而且相當嚴重。

預絞式金具的開發及特點

預絞式金具在我國發展較早的為護線條、補修條、僅作為傳統電力金具中一般防護金具使用。近年來隨著電力通信事業日新月異的發展,在國內外光纖復合架空地線(OPGW)架設安裝工程中,預絞式安裝金具已成功運用在各種電壓等級輸變電線路中,其主要特點是無應力集中點,應力分布均勻,同時具有較好的動態應力承受能力,且其結構簡單,耐震可靠,安裝容易、方便。預絞式金具即為一組或幾組預絞絲按照規定的孔徑、節距、長度、根數預先制成一組螺旋狀形狀,在安裝時緊纏在導線的外層,裝入懸掛點的線夾中,它具有握力大、電暈小、重量輕、磁損小、應力分布均勻、無應力集中點、安裝方便、免維護、節能效果明顯等特點。更可以增加導線的剛度,加強導線的抗振能力,減少在線夾出口處導線的附加彎曲應力。預絞絲成形孔徑比導線外徑小15%~17%,故借助于材料彈性壓緊在導線上,不產生滑移。

預絞絲式電力金具適用于高壓架空輸變電線路,是替代傳統電力金具的新產品,其預絞式懸垂線夾、預絞式耐張線夾、預絞式接續條、預絞式護線條及預絞式補修條除具有普通架空線路傳統金具的功能外,與傳統電力金具相比,具有安裝簡單、可靠、不咯傷導線、節能效果顯著、無須專用工具、耐腐蝕、免維護等優點。近年來以其較高的可靠性、優越的機械、電氣性能及良好的經濟性和實用性在國內得到廣泛應用,故在電力線路上使用預絞式金具同樣具備上述特點。據資料介紹在歐洲預絞式電力金具已成功運行在425kV以上高壓線路中數年。預絞式懸垂線夾在國外特高壓線路中已使用多年,有長期穩定運行的記錄,如1975年的美國750kV項目和1982年南非的750kV項目都使用了預絞式懸垂線夾(摘自《電力建設》2005.8《預絞式懸垂線夾在750kV輸電線路的可用性分析》)。但在我國剛剛進入預絞式電力金具的初期,相信在不遠的將來將迎來預絞式金具的輝煌時代,它將在我國新建、擴建、城網及舊線路改造上發揮其應有的作用,必將帶來良好的社會效益和經濟效益。

預絞式電力金具的生產及安裝完全符合GB2314-1997《電力金具通用技術條件》、DL/T763-2001《架空線路用預絞式金具技術條件》及電力部門架空線安裝管理規程和操作技術要求。電力金具安裝方式、規則,原則上與傳統的架空電力線施工安裝方式、規則相一致。

3預絞式電力耐張線夾

3.1預絞式耐張線夾的握力:預絞式耐張線夾用來將導線或避雷線固定在非直線桿塔的耐張絕緣子串上,起錨固作用,亦用來固定拉線桿塔的拉線。它要承受導線或避雷線的全部張力,根據GB2314規定:線夾握力應不小于被安裝導線或避雷線額定抗拉力(導線計算拉斷力)的95%。

通過對不同種類的導線試驗(曾在電力工業電力線路器材質量檢驗測試中心及國電建設研究所多次試驗,其握力均一次通過試驗,滿足相關標準要求,試驗合格。)

3.2 預絞絲材質:鋁包鋼

 

                           (圖1

 

4預絞式電力懸垂線夾

4.2預絞式懸垂線夾的握力:懸垂線夾在線路正常運行或斷線情況下,對導線應有足夠的握著強度(即懸垂線夾的握力),以避免鄰檔斷線后,導線從線夾中滑脫而產生對跨構筑越物的安全距離不足。懸垂線夾的握著強度是跟據導線斷線張力確定的。斷線張力與導線的最大使用張力有關。一般根據GB2314規定:懸垂線夾對導線、地線的握力,與其導線、地線計算拉斷力之比應不小于下表的規定;

4.3預絞式懸垂線夾的機械強度:懸垂線夾在線路正常運行情況下,主要承受由導線的垂直載荷和水平風荷載組成的總載荷。懸垂線夾應在導線產生最大載荷時滿足一定的安全系數(K=2.5)。通常定型的懸垂線夾的機械強度均按金具強度等級系列化,裕度較大,除特大重冰區需經過驗算外,一般地區均能滿足要求,故在工程選用時,一般只需驗算線夾的允許最大垂直檔距。采用預絞式懸垂線夾后,線夾本體以壓力鑄造鋁合金鑄造而成,懸掛點位于導線軸線上方。這種線夾強度高、重量輕、磁損小適用于各種導線的安裝。預絞式懸垂線夾是由以耐高溫、抗老化、抗紫外線同時具有緩沖作用的三元乙丙制成橡膠夾塊、具有高強度鋁合金絞絲、等組成。

4.4預絞式懸垂線夾的抗疲勞特性:根據GB 2314規定:懸垂線夾的設計應考率減少微風振動對導線、地線產生的影響,并應避免對導、地線產生應力集中或損傷。據《電力建設》2005.8《預絞式懸垂線夾在750kV輸電線路的可用性分析》文章介紹特別是采用預絞式懸垂線夾后導線的抗疲勞特性比傳統加護線條的螺栓型懸垂線夾有明顯提高,采用護線條+螺栓型懸垂線夾的導線均有斷股而采用預絞式懸垂線夾后導線沒有斷股,詳見下表:

微風振動疲勞試驗結果

    試驗導線結構       導線受力    振動次數/107

導線斷股數/

螺栓型懸垂線夾+護線條

AGS

 

170mm2, 26/7(18.2mm)

25% UTS

5

5

0

242mm2, 26/7(21.8mm)

25% UTS

2.17

15

0

645mm2, 54/19(35.1mm)

25% UTS

17.7

17

0

 

4.5預絞式懸垂線夾的防電暈特性:根據GB/T2317.2-2000《電力金具電暈和無線電干擾試驗》標準要求應滿足海拔3000m線路的防電暈要求。據《電力建設》2005.8《預絞式懸垂線夾在750kV輸電線路的可用性分析》文章介紹,通過試驗,對于預絞絲末端采取特殊措施后提高了線條末端的電暈熄滅電壓,是完全可以滿足標準要求的。

 

                            (圖2

 

                                (3

5預絞式護線條

5.1用途與特點:

預絞式護線條用來保護在一般船型線夾或安裝在支柱絕緣子上的導線免受磨損、振動、線夾應力、擠傷和一切外來的損傷。也可用于安裝固定防振錘,預絞式護線條結構簡單,安裝不需任何工具;一般根據導線直徑由一組高強度鋁合金預絞絲組成。

 

                      (圖5

6預絞式接續條

6.1用途與特點:

預絞式接續條用于聯接、接續各類導線代替常規的鉗壓接續,以達到原導線的導電性能和機械強度;預絞式接續條用于聯接鋼絞線代替常規聯接,以達到原鋼絞線的機械強度;

 

                                 (6

6.2跳線接續條

   跳線接續條可替代原傳統跳線線夾,適用于耐張塔、轉角塔的導線跳線接續及終端塔的引流,具有安全可靠、導電接觸面積大、握力大等優點。

6.3 T型接續條

T型接續條可實現從主干路到分支支路的接續,采用優質鋁合金,導電率高、安全可靠、不損傷導線、握力大。

7預絞式補修條

7.1用途與特點:

預絞式補修條用于補修因外力或雷擊造成的導線外層部分斷股與破損(導線最外層斷股不超過1/3),以恢復原導線的導電性能和機械強度;(見圖7

 

 

                       (7

8預絞式金具的前景

預絞式金具目前已開發出用于各電壓等級輸電線路的系列產品并投入使用,其機械性能和壽命均高于普通鑄鐵金具,可廣泛應用于輸、變電線路建設和改造中,具有廣闊的市場。我國配電線路長度約為2000萬千米,按每千米線路安裝10組(30只)金具計算,其市場潛力達6億只。如有10%的鐵磁材料金具被預絞式金具取代,年節電量可達60億千瓦時。

附圖

 

 

                 預絞式電力金具在輸變電線路中各種連接方式(供參考)

 

  預絞式電力金具在輸變電線路中水平兩分裂導線及垂直兩分裂導線的連接方式(供參考)

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上次修改時間: 18 年 11 月 12 日

 

 

 

 

 

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