节能金具在高压输电线路中的应用

宋庆利 张志成

摘 要：随着国民经济的发展，电网大规模建设，节能降耗、减少线损已经是摆在高压输电领域的重要课题。本文分析了采用铝合金节能金具的可行性，通过综合比较、经济分析，认为节能金具在高压输电线路中的使用前景广阔。

关键词：高压输电线路；节能；金具

电力金具在整个输电线路投资中所占份额仅为1%左右，但电力金具的质量好坏对整个线路的安全、稳定、高效的运行有着至关重要的作用。与传统电力金具产品相比，节能型金具对整个线路的造价影响仅为1～2%，但它在节能性、安全性等方面带来的长期回报远远超过了相比于传统金具的投资差价。在我国大力建设“资源节约型、环境友好型”社会的大背景下，节能型金具是电力线路建设的上佳选择。

1传统金具的缺点和预绞丝金具的优势（以防振锤为例）

（1）传统的螺栓夹头式防振锤，安装时需达到规定的安装扭矩，若未达到规定值，则在线路上运行一段时间后，由于环境的作用（微风振动，线路热循环作用等），防振锤夹头的握力会持续降低，情况严重时防振锤会在线路上发生滑移，滑移至档距中央。而防振锤在偏离原设计的安装位置后，非但不能起到防振作用，甚至还会对导线产生损坏。即使安装时达到了规定的安装扭矩，安装时握力很大，但由于先天的设计缺陷和金属热胀冷缩的特性，在线路上经过较长时间的运行后，在热循环作用下，螺栓夹头的握力还是会不可避免地降低。而同时，由于设计上的特点，导致螺栓夹头式防振锤的安装情况难于从地面上直接检验。

（2）预绞式防振锤的安装方便快捷，无需工具，可徒手完成安装，安装一套防振锤的时间仅仅为传统产品的1/5左右，节省了数倍的安装时间和人力成本，大大减轻了线路工人的工作强度。而且由于预绞丝安装方式的设计优点，可在地面上直接观察安装情况，若绞丝紧紧贴合导线，则安装必定正确。另外，由于预绞丝的内径与导线外径紧密配合（绞丝内径略小于导线外径），当绞丝绞合在导线上之后，将握力均匀分布在较长的一段绞丝上，大大增强了安装点的稳定性和安全性，绝无滑移的可能。

2节能金具的優越性

悬垂线夹本体、预绞式防振锤夹头均为铝合金材料，这些产品与传统的可锻铸铁件悬垂线夹相比，大大降低了输电线路上的磁滞涡流损耗，避免了巨大的电能损失。

新型节能金具和传统金具相比，优越性有：

（1）技术先进性。节能金具的设计研制并不只是在耗能金具结构的基础上以铝合金替代可锻铸铁，而是在结构上完全脱胎换骨，给人以面貌一新的感觉。新的节能型线夹结构十分轻巧，通用性强，表面不宜氧化，在各种自然环境下均无锈蚀之虞，质量仅为传统线夹的1/2～1/3，不仅施工十分方便，而且也大幅度提高了工作效率，促进了施工的安全性。

（2）节能金具的经济合理性。主要表现在加工制造过程中的节约能源和线路运行中的节能降耗。

（3）电连接的可靠性。采用新的节能金具使电连接的可靠度大大提高，承力金具采用高强度铝合金（包含硅、镁、锰等元素，抗拉强度达260Mpa），强度高，握力好，对导线无损伤，改变了过去电连接只是依靠一般紧固件连接，成为薄弱环节的现象，由于接头所产生的断线事故大大减少，对于大幅度提高电力供应十分有利。

经国网公司专家研究论证，铝合金线夹节能效率在 90%以上。以悬垂线夹为例，每只传统悬垂线夹的能耗功率约为30W，而铝合金材料的悬垂线夹每只能耗功率仅为2W左右，则每只悬垂线夹可节省能耗约28W，每只悬垂线夹每年可节省能耗28×24×365=245280W=245.28kW。以输电线路运行30年计算，每只悬垂线夹在运行周期内可节省电能多达245.28×30=7358kW。 同理可计算得每只耐张线夹在运行周期内可节省电能11826kW。

再来看节能型金具所带来的经济效益。

对传统金具产品与节能型金具进行综合性价比对比分析：按照每 kwh 电价0.6元计算，则该线路段的每只悬垂线夹每年可节省245.28×0.6=147.2元电费，收回初始投资差价仅需2年左右。与两种线夹之间的差价已经十分接近，仅需1年多即可收回初始投资差价。若以输电线路运行50年计算，则长期经济效益更是远远超出初投资的差价。

通过以上分析可知，从长远来看，使用节能型金具产品的经济效益远远超过了多出传统产品的那部分差价。而且，我国作为一个能源严重匮乏的大国，如能大规模使用节能型金具产品，对我国电力事业乃至整个工业的可持续发展无疑有着十分重要的意义。

预绞式金具除了在节能性方面体现出了巨大的经济效益之外，其安装方便的特性对施工成本的节省也是异常显著的。

3节能金具免维护效果明显

悬垂线夹本体、预绞式防振锤均为高强度铝合金材料锻造而成，与铸造件相比，大大提升了金具的机械强度，并有效地避免了铸造件中存在的气孔、砂眼和缩松等缺陷。金具在力学性能和表面工艺方面的优势使得产品的使用寿命大大延长，有利于线路更长时间稳定、安全的运行，这节省了日后大量的线路维修费用，也从另一方面创造了大量的经济效益。

4节能金具使用结论

线路数量多、使用范围广、通过的电流大，每年在这个环节中损失的电能数量巨大，因此，用新一代节能型、结构先进合理、施工方便的金具代替老式高耗能、粗大笨重的金具是线路建设和改造的必然需要。节能金具的先进结构，减少了营运维修频率，大幅度节约了线路维修费。总之，从节能金具的加工生产、运行施工、线路检修诸方面可以综合分析出它的经济价值。全面推广节能金具，可获得相当可观的经济价值和社会价值。

综合所述，工程中大量采用预绞丝防震锤和铝合金悬垂金具是落实国网公司关于开展“资源节约型、 环境友好型、新技术、新材料、新工艺”输电线路试点建设中的应用，将在线路未来的运行中节约大量的电能和减少线路工人维护工作量。

参考文献：

[1]架空线路用预绞式金具技术条件 DL/T 763-2001

[2]郑玉实， 刘玉坤. 输电线路节能型金具的研究与应用