间隙型增容导线在线路改造上的应用

间隙型增容导线在线路改造上的应用

张虎

国网陕西省电力公司西安供电公司   710000

摘要：间隙型增容导线性能稳定、质量优良、电流输送容量大，是非常理想的线路改造材料。目前，间隙型增容导线在线路改造工程中有着广泛应用。本文运用文献法、调查法等对间隙型增容导线增容原理进行分析，并就间隙型增容导线的实际应用方法展开探究，以供借鉴参考。

关键词：线路改造；间隙型增容导线；增容原理；导线施工

伴随着我国经济的飞速发展，电网建设发展迅速，现有的输电线路不能满足电力传输，架空输电线路的走廊日益紧张，如何利用现有的走廊满足用电负荷增长的需要，如何提高输电线路走廊单位土地面积的输送容量、节约走廊用地，减少输电线路对环境的影响，成为一个越来越受关注的问题。间隙型导线给电力部门提供了一种全新的增容方案，只需简单换线通过创新的架线技术实现增容而不增加弧垂。为电力部门节省了大量的改造资金和征地、拆塔、建塔等烦杂程序，并大幅度缩短了工期。因此，此导线可广泛应用于线路增容改造工程。

间隙型增容导线的全称是：间隙型特强钢芯耐热铝合金导线。特强镀锌钢绞线作为间隙型增容导线的内芯，有着较强的承力能力；（超）耐热铝合金股线是间隙型增容导线的外层，是主要的载流体。间隙型增容导线的内层铝股界面是梯形，以保证钢芯与铝合金内层的间隙；耐热润滑油填充在钢芯与铝合金所夹间隙中，为钢芯与铝合金的独立移动奠定了基础。间隙型增容导线导电率比值为60%。【1】下面结合实际，对间隙型增容导线在线路改造上的应用做具体分析。

1间隙型增容导线增容原理与应用优势

1.1增容原理

根据热平衡方程，可以推导出架空导线允许载流量，并且根据架空导线允许载流量计算公式可知，架空导线允许载流量主要与导线允许温度与导线外径有关，适当提高导线允许温度与导线外径，就能够提高导线允许载流量。【2】

1.2 间隙型导线特点

间隙型导线是由加强元件和载流元件两部分组成。加强元件是采用圆形特高强度钢芯，载流元件采用超耐热铝合金线。间隙型导线的主要结构特点在于与钢芯相邻超耐热合金线是采用梯形而其它层则采用常规的圆形线或梯形线。钢芯与内层铝合金线之间存在一定的间隙，能各自独立移动，在间隙中填充有间隙润滑油，以便减少钢芯与内层铝合金线之间的摩擦。间隙型导线具有传输电流容量增加2倍、低弧垂、降低投资成本、高耐腐蚀等特性。

1.3间隙型增容导线张力弧垂计算原理

①高于紧线温度时弧垂与张力计算

在计算间隙型增容导线弧垂与张力时，首先要对导线施工方法进行考虑。

由于间隙型增容导线施工方法比较特殊，所以在计算时首先要将紧线施工时的导线张力计算出来，然后再计算高于拐点温度时的弧垂与张力，这样计算出的结果才会更加精准可靠。根据最大导线张力计算最恶劣工况下导线载荷系数，可将紧线时的导线应力与温度作为已知条件，当紧线温度低于导线运行温度时，就可将间隙型增容导线内部钢芯弹性模量与线膨胀系数作为已知量代入公式中进行计算，将在不同温度下的导线应力准确计算出来。

②低于紧线温度时弧垂与张力计算

在对普通导线张力弧垂进行计算时，先做出一个假设，假设导线伸长量变化相等，导线机械荷载由导线外部铝线与内部钢芯共同承担。在这种假设下，导线弧垂与张力随着外部气象条件的变化而变化。计算时，视某一气象状态下的导线气温比载、张力及张力待求气象状态下的温度与比载为已知量，然后再对导线弹性伸长与温度加以考虑，之后根据两种气象条件下档距内原始导线长度保持不变的假设，准确列出导线状态方程，并推导与计算出间隙型增容导线的弧垂与张力（低于紧线温度状态下）。【3】

2间隙型增容导线应用与施工

在将间隙型增容导线应用于线路改造时，为降低经济成本与改造难度，缩短改造周期，应尽可能地不改变原铁塔、绝缘子及金具，在保留以上原有设施设备的基础上，应用间隙型增容导线进行线路增容改造。进行施工前，先确定出代表档距，之后根据张力弧垂计算理论进行编程计算，通过计算将间隙型增容导线张力、弧垂与温度关系确定下来。通过计算可知，随着导线运行温度的增高，增容导线在低于紧线温度时，它的弧垂与普通钢芯铝导线的弧垂没有多大差异；当增容导线运行温度高于紧线温度时，间隙型增容导线的张力下降速度要比普通钢芯铝导线慢、弧垂上升幅度也要比普通钢芯铝导线的更加平缓。主要原因在于，间隙型增容导线在拐点温度之上时，导线的全部张力都由钢芯承受，外层铝线部分的张力也不是十分集中，大部分张力被成功转移，所以它的性能与运行状态要更为稳定。【4】

2.1施工准备

在正式施工前先做好各项施工准备工作。工作人员需根据施工条件、设计图纸以及原有工程的情况等选择合适的施工机械与工器具，并对施工机械及工器具进行检查调试，确保各类机械设备都能正常使用。间隙型增容导线施工主要需用到张力机、耐张线夹、铝用卡线器、放线滑车等机具设备。

2.2放线施工

前期准备工作做好后，开始进行放线施工。放线时，用旧线渡新线的方式开展导线展放工作，工作人员使用卡线器将牵引端的旧导线与牵引钢绳进行连接，两者连接处要严密。用网套将张力场的新旧导线进行连接，连接完成后同样需对连接处进行检查测验，确保不存在质量与安全隐患。为防止在导线连接过程中出现任何问题，在连接前，工作人员就需用压缩型防线线夹压接好导线钢芯，然后使用钢丝牢牢绑扎导线后端铝股。通过这样的处理，可防止在放线与连接过程中，钢芯与铝股出现相对位移。在进行导线放线施工时，有以下要点需注意：

导线放线过程中，将原导线充分利用起来，将其作为牵引绳，以便新导线的顺利展放。放线时控制好放线速度与张力，速度与张力都不能过大。进行放线施工时，根据设计图纸与现场实际条件，将放线区间最大长度确定下来，一般情况下，放线区间最大长度不能超过5km。在确定好放线区间最大长度的同时，还要科学确定连续展放线盘，将连续展放线盘控制在3个以内。施工时，科学确定与合理控制导线最小弯曲半径，为保证最终的及整体的施工质量，导线最小弯曲半径不能小于0.5m。施工过程中应注意，在展放导线时，最终端头的卡线器张力较大，容易导致铝股变形，如果出现铝股变形情况，工作人员要立即截除变形段导线。【5】

2.3紧线施工

间隙型增容导线方式与普通导线紧线方式有较大差异，在进行间隙型增容导线紧线施工时，有以下要点需注意：牵引导线时，牵引绳头不能直接到达耐张塔处，在距离耐张塔3~4m的地方，即停止牵引。停止牵引后，用专用铝用紧线器进行临时紧线，通过临时紧线，让导线松弛下来。在临时紧线阶段要控制好紧线张力，大多数情况下，临时紧线张力不能超过最终紧线张力的70%。临时紧线结束后，将导线断开，然后准备进行最终紧线。

结语

综上所述，间隙型增容导线与普通钢芯铝导线有很大不同，间隙型耐热钢芯铝合金导线含有钇、锆等元素，所以间隙型耐热钢芯铝合金导线本身就就具备较高的载流量。通过研究发现，间隙型耐热钢芯铝合金导线的载流量要与同规格普通钢芯铝导线高出40%~50%，较高的载流量决定了间隙型耐热钢芯铝合金导线在线路增容改造中颇具优势。在将间隙型增容导线应用于线路改造工程时，重点是要做好施工机具选择、导线展放、新旧导线连接及导线紧线工作。相关工作人员要严格施工方案处理好每道工序，确保间隙型增容导线的施工质量与应用效果。

参考文献

[1]冷档定.间隙型增容导线配套金具的研制及应用[J].河南科技,2020(04):42-44.

[2]张孝强,吕忠华,隋玥,李春扬.66kV线路间隙型增容导线的设计与应用[J].东北电力技术,2016,37(04):6-7+11.

[3]缪姚军,吴明埝,蔡正全.间隙型增容导线施工技术的探讨[J].电线电缆,2014(01):44-46.

[4]李小磊,袁俊健,李盛杰.间隙型增容导线在泸州电网改造中的应用[J].水电能源科学,2012,30(12):174-177.

[5]吴明埝,缪姚军.间隙型增容导线在线路改造上的应用[J].电线电缆,2012(01):12-15.