线路改造中间隙型增容导线的应用

线路改造中间隙型增容导线的应用

刘锋

（江阴市供电公司214400）

摘要：间隙性增容导线具有低弧垂和增容的特性主要是由于耐热铝合金和“间隙结构”的结合，其最大的特色就是钢芯和耐热铝合金之间有一定的间隙，可以在低温和高温的情况下都可以保持正常的工作状态。增容导线被应用于大部分增容改造工程中，只需要将原始导线更换为新型增容导线并且结合创新的架线技术即可以实现增容1.6~2.0倍，最重要的是不会增加导线弧垂。这一发现为很多电力部门提供了更多的选择并且节省了一大部分资金可用于改造，同时也对线路的改造有指导性的意义。

关键词：间隙型增容导输送容量；弧垂；线路配合

一、张力弧垂计算

1.1原理分析

间隙型增容导线不仅可以运用于地下线路改造，还可以在高压架空线路中有着广泛的应用，本文主要讨论其在高压架空线路中的应用。在保证档距不变的情况下，增容导线张力和弧垂的变化主要受到导线长度变化的影响，而这一变化的主要因素是受到外界温度的影响，温度的变化会使导线产生热胀冷缩现象，从而影响到导线张力和弧垂；另外，导线上载荷的变化会引起导线发生弹性变形，甚至是变形，这也是影响导线张力弧垂的重要因素。因此，在线路改造过程中选择一种可以在温度变化不定的情况下保持长度不变且不会因外力而改变其形状的导线是非常重要的，这将是线路新建和改造工程的基础和保障。

导线张力弧垂的计算不需要过多考虑铝合金的参数，而更加注重钢芯的参数对其张力弧垂的影响。间隙型增容导线的张力弧垂计算和其他钢芯铝绞线的区别在于导线温度和紧线温度的大小，当紧线温度高于导线温度，导线的机械荷载由钢芯和铝线共同承担，计算时需要对钢芯和铝线进行同样的计算；相反的，当导线温度过高时甚至远远高于紧线温度时，则全部载荷都由钢芯来承担，计算过程可以完全忽略铝线的存在。由此可见，温度会对导线的机械荷载产生很大的影响，所以在计算的时候需要分段计算，对于高温段和低温段有各自的计算方式。

1.2间隙型导线张力弧垂的计算

针对不同的温度下的导线状态有着不同的计算方式，分别对导线温度高于紧线温度和低于紧线温度的情况下进行张力和弧垂的计算。当导线温度低于紧线温度时需要综合考虑钢芯和铝线的参数，此时导线的机械载荷是由两者共同承担的；首先，需要计算出紧线温度时候两者的临界张力；其次，要考虑外界环境对导线的影响，进一步计算出在最恶劣环境下的载荷系数；最后，在保证导线长度不变的情况下，利用牛顿近似迭代法编程求出导线紧线温度时的应力，带入导线悬链线公式中，即可求出其温度还没达到紧线温度的张力和弧垂，然后将两者张力和弧垂算数相加得到增容导线的张力弧垂。另外一种情况，导线的温度远远高于紧线温度的时候，直接可以忽略铝线的存在而重点计算钢芯的张力弧垂，其计算过程基本和温度低于紧线温度是一致的，只不过需要更加详细的考虑外界环境，如风力、湿度、负载等因素对其张力的影响；在导线长度不变的前提下，列出导线状态方程，在带入具体数据，即可求出低于紧线以下导线的张力和弧垂。

二、工程应用

如今，间隙型增容导线的应用是越来越广泛了，不仅可以运用在工厂线路改造中，还可以在民用电路的新建中发挥强大作用。本文中，就山东省某发电厂的线路改造工程进行研究和探讨，对间隙型增容导线与普通导线的张力、弧垂等参数进行统计和分析，最终得出间隙型增容导线不仅可以在特殊环境中保持一定的张力，而且当导线温度超过紧线温度时都有着普通导线没有的弧垂，提高电的输送能力并节省了导线材料。因此，间隙型增容导线可以广泛应用于新建线路和增容改造工厂中。

2.1工程简介

山东省某发电厂为了提高导线增容而其输送效率，从而为更多用户稳定而持续的供电，决定将现在所有的导线都更换为间隙型增容导线。在工程初期，选择合适的导线是完成整个工程的前提，考虑到导线工作温度为40℃、最大风速为25m/s、最大覆冰10mm，而且导线不能跨越太多的铁塔以保证输送效率，经过综合筛选最终选用了南京某科技有限公司的间隙型增容导线JNRLIS/ESY-300/35，其相比一般导线有更多优点去配合完成整个工程，比如有着更加强大的抗拉断能力和承受更高的温度，间隙型增容导线的选择完成使工程的顺利进行有了保障。

2.2应用

根据上述环境条件，选取最大的安全系数3.0，以档距为350m的导线为列进行计算和安装。按照间隙型导线张力弧垂的计算原理对导线的张力和弧垂进行计算，并算出其极限温度和在超负荷的情况下的张力，从而保证导线可以承受足够强的风力和足够重的负载正常工作。经过计算，间隙型增容导线与普通导线相比，在紧线温度以下时，两者弧垂基本一致，差额保持在0.05-0.10m之间；更令人惊奇的是当导线温度超过紧线温度时，随着温度的升高，其张力减小仅仅是普通钢制铝线的四分之一，这是因为当温度超过紧线温度时，导线所有的张力全部由钢芯承受，而钢芯的硬度是远远大于铝线的硬度，能够承担四倍铝线所能承受的载荷，从而实现张力的转移，为导线的正常工作加了一层保障。

除了以上安装和应用，在日后维护和检修过程中需要注意以下几点：第一点，增容导线的工作温度都是比较高的，所以在检测的时候要特别注意避免被烫伤；第二点，目前，间隙型增容导线的造价还是很高的，现在只能在大城市或者县城进行新建、改造使用，而在较偏僻的乡村还未普及，相信随着我国科学技术的发展，在未来的几十年里增容导线会在我国全国各地都有使用。

三、结束语

综上所述，间隙型增容导线已经在很多线路新建和线路增容的工程中有所使用，它可以承受170℃的高温环境而保持正常工作，其主要原因是有着由钢芯和铝线构成的间隙结构，能保证在低温和高温情况下张力和弧垂；另外，在安装的过程中不需要拆塔、建塔，投资规模小且施工时间短，不影响用户正常生活与工作，在为我们带来便捷的同时也为我国电力传输的发展有着举足轻重的作用。

参考文献：

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