输电线路节能型金具的研究与应用

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1、第三届(2012)全国架空输电线路技术交流研讨会论文集架空输电线路设备相关新技术及应用输电线路节能型金具的研究与应用郑玉实刘玉坤(山东电力集团公司临沂供电公司)【摘要】该文经过分析输电线路采用的传统金具的耗能原因，参考大量试验数据进行对比，揭示了节能金具在减少能量损耗方面具有的巨大优势，同时介绍了节能型金具在当地的应用情况及注意的问题，对技术经济性进行简要分析，论证了输电线路采用节能金具的必要性、可行性。【关键词】输配电节能金具电力1引言随着经济发展和技术进步，从寻求最佳经济效益的观点出发，节能降耗、减少线损已经是输配电领域的重要课题之一，其中金具的节能问题已引起人们的极大关注。在线

2、路通过电流的情况下，不产生电能损耗或者有非常少的电能损耗(相对于老的金具而言)的金具，称为节能金具。国家电网公司下发的Q／GDW156—2006《城市电力网规划设计导则》中明确提出“应采用节能型线路金具，淘汰高能耗线路金具。”国网公司2005年下发的《110(66)kV～500kV架空输电线路技术监督规定》中规定：“金具应选用定型产品，推广使用节能型金具”。国家电网公司《两型三新”线路设计建设导则》明确要求，“可采用下铝合金悬垂线夹、节能型防振锤、预绞式悬垂线夹、楔形耐张线夹、预绞式耐张线夹、预绞式接续金具等”。目前，节能金具已经在许多供电企业应用，并取得良好效果。我公司也积极推进新

3、型金具的研究与应用。2电力金具耗能原因电力金具的耗能主要是由铁磁材料在线路运行中造成的，它包括磁滞损耗和涡流损耗两部分，这两种损耗相加构成了金具的电能损失。我国电网从6kV～500kV线路绝大部分采用铸铁和螺栓组合成的耐张线夹和悬垂线夹(包括防震锤)，用这种材料制成的金具在导线中通过交变电流时形成一个闭合的磁回路，铁磁物质在交变磁场作用下反复磁化的过程中，其磁感应强度的变化总是滞后于磁场强度的变化，这就是所谓磁滞现象。在反复磁化的过程中，由于磁畴的反复转向，铁磁物质内部的分子摩擦发热而造成能量损耗。构成闭合回路的电力金具在反复磁化过程中，因为磁畴反复转向导致的这种功率损耗，就是所谓的

4、磁滞损耗。根据电磁感应定律，这一交变磁场在金具内部也会产生感应电动势和感应电流，即涡流，由于钢铁材料电阻的存在，必然产生有功率损耗，即涡流损耗。当电流增大时，磁滞损耗随磁通密度的1．6～2．0次方上升，涡流损耗随磁通密度的2．0次方上升。涡流和磁滞损耗产生的热量使金具内的导线温度升高，使该处导线的机械强度下降，加之线路振动，导线就会在线夹处断股，缩短了线路的运行年限。对金具的电磁损失与导线温升试验表明，导线温升在金具中比在空气中高17。C左右。导线的温1459第三届(2012)全国架空输电线路技术交流研讨会论文集架空输电线路设备相关新技术及应用度变化造成导线蠕变，由蠕变形成热胀冷缩影

5、响线夹对导线的握固力，使接触电阻上升，加速接头劣化发热烧坏。线路金具量多面广，能耗损失相当严重。3试验数据对比分析不同单位进行的电磁耗能试验，数据不尽相同，但结论相同：即普通型号的金具耗能大大超过节能型金具。3．1对NLD耐张线夹进行的电磁耗能试验耐张线夹功率损耗(W)电流／A铁制平均铝制平均铁制>铝制500．9000．0500．8501004．6500．4004．25015011．4001．8759．52520020．8004．60016．20025032．6256．50026．12530051．30011．55039．75035069．82516．97552．85040089．6

6、0023．40066．200450110．02529．02581．000500138．75034．000104．7503．2铁金属制造悬垂线夹和非导电材料铝合金悬垂线夹对比试验悬垂线夹功率损耗／w电流／A铁制平均铝制平均铁制>铝制500．5250．0500．4751003．0500．2002．8501507．6500．7506．90020014．5001．80012．70025021．2502．37518．87530036．0006．00030．00035049．0009．62539．37540065．20013．60051．60045082．12517．55064．57550097

7、．75020．75077．000第三届(2012)全国架空输电线路技术交流研讨会论文集架空输电线路设备相关新技术及应用3．3狗骨型防震锤与普通铸铁防震锤的比较试验1996年9月4日和10月15日，美国斯坦福大学两次对铸铁防震锤和狗骨防震锤进行对比试验，各防震锤温升测试数据见表3，铸铁和合金材料金具功率损耗对比数据见表4。表3铸铁防震锤和狗骨防震锤温度及导线温升防震锤／℃导线温升／。C电流／A铁N#i铁制#2狗骨#1狗骨#250131313131410013