電力金具能耗與節能的探討

王剛

摘要：在電力輸配電線路中，電力金具是非常重要的部件，保證電力輸送的安全和穩定，但是在運行中不同金具產生的能耗也不同，為了降低生產成本，下面就分析電力金具能耗與節能情況，希望給有關人士一些借鑒。

關鍵詞：電力；金具能耗；節能措施

參考有關接續金具的電阻情況，就可以判定大量能耗的試驗數據，在相關標準中提出了接續管、壓縮型耐張線夾、絕緣穿刺線夾、并溝線夾四類金具的評價系數，相對而言，這里面的絕緣穿刺線夾系數相對較高，工作人員也是考慮到國內相同類產品的制造水平，從而給出了一個合理值。

1分析電力金具能耗的測試

1.1分析非電氣接續類金具能耗的測試情況

對于非電氣接續類金具而言比較特殊，和電氣接續類金具相比，這種金具不會承載電流，接續類金具一次通電之后就可以測得其實際能耗，而這種非電氣接續類金具必須進行2次通流試驗，計算能耗時技術人員選用了差值法。測試中進行2次通流時，相關的試驗條件都不能發生變化，主要包括環境溫度條件，風的速度，日照強度，測試的電流值等，如果測試環境出現變化，當沒有一為導線安裝金具時，其會和已經安裝金具的導線能耗出現變化，因此選用差值方法計算得到的金具能耗就會出現一定的誤差，工作人員為了有效減小單個試樣測量誤差，在測試標準中有明確的規定，使用的試樣數量必須在5個以上。對于非電氣接續類金具而言，其屬于磁損耗，因此對試驗場所有特殊的要求，在場所內不能存在金屬類制品，除此之外，有必要確保各個試樣的間距，一般控制在0.5 m以上，如果試驗間距較近，試樣之間就會出現相互磁干擾問題，甚至發生熱效應問題。對于這一類的金具而言，評價其節能評價同樣相對于導線而言，即金具能耗相對于單位長度導線能耗的比值為判定值。測試中主要統計鐵磁類金具、非磁性金具的試驗數據，再結合經驗標準所制定的不同規格的防振錘、間隔棒、螺栓型耐張線夾、懸垂線夾評價系數，在標準評價系數中，試驗導體標稱截面面積就是這一金具設計使用的最大規格導線截面積。

1.2分析評價電氣接續類金具耗能的方法

對于電氣接續類金具而言，其是通流元件，在測試中金具的載流量是一個重要指標，因此在測試過程中，一定要控制好三個因素，分別是風速、日照強度、環境溫度，由此可見，進行測試時，要關閉測試室內的門窗，不能在通風的環境中進行，同時要求測試室內的環境溫度應平穩，不能有較大幅度的波動。測試過程中有必要考慮絕緣穿刺線夾、并溝線夾、配網金具的設計結構，針對連接兩種及以上導線的電氣接續金具而言，要選擇安裝最小規格和最大規格的導線進行試驗，這其中要以最小規格導線作為參考導線。另一方面，測試中對導線的長度制定了嚴格的標準，保證各個金具之間有足夠的測試距離，避免出現掉熱擾動的影響。由于接續金具的電阻很小，對功率計精度有很高要求，具體進行測試過程中，在金具兩端電位點上進行測量非常困難，因此測量標準中也進行了明確的規定，測量功率時可以使用間接的測量方式。評價金具的節能情況是一個相對的過程，因此要有一定的對比性，能耗和金具等效長度的接續導線的能耗值相比較，但是堅決不應超過某一個限定值。

2對比分析非電氣接續類金具的能耗數據情況

在這次測試中，選擇了鋁合金懸垂線夾CGF-6K和鑄鐵懸垂線XGU-5，對二者進行對比測試分析，結合這一標準進行測試，分析當電流負荷相同時這兩種的能耗值。下圖就是線夾安裝后的試驗具體設計情況，試驗中使用的電流為500～1030A，試驗中使用的導線為TR-500，通過測試得到相關的數據，可以參考進行分析。從圖中可以看出，當電流負荷相同的情況下，XGU-5能耗很高，和CGF-6K相比要高出十倍還多，除此之外，XGU-5線夾和導線能耗的比值遠遠超過節能評價系數0.40，因此其是高能耗金具。和CGF-6K相比，其已經達到節能評價系數，如果按照相關標準進行劃分，那么其就是節能金具。對于XGU-5而言，其相關的所有部件都是鐵磁性材料制造的，測得的磁導率是200-400，通過測試得知在線夾自身內的感應電動勢、磁感應強度都很大，雖然其鑄鐵電導率比較小，但是通過對比發現其渦流損耗仍然很大。對于CGF-6K而言，其壓板由非磁性的鋁合金材料制造，因此不會產生磁滯損耗，測定其相對磁導率是1，而且在回路中具有較大的磁阻，但是產生的渦流損耗很小。根本原因是緊固件屬于鋼質材料，會產生一定的渦流損耗、磁滯損耗，雖然其整體結構上還沒有形成低磁阻的閉合磁路，但是仍然有一定的渦流損耗。通過分析發現金具材質的磁導率對能耗具有很大的影響，如果將鐵磁性金具轉換為非磁性金具，得到了很好的節能效果，因此可以進行這方面的改變。

3對比分析電氣接續類金具的耗能數據情況

試驗中選擇JJC10-185/50為例，結合測試標準要求，對試件施加不同的力矩值，分析出其實際的能耗值。下圖就是試驗的設計情況，下表就是這次試驗的數據統計，通過分析數據總結耗能情況，這次試驗的電流是171 A。

當不斷加大力矩時，線夾和導線能耗比值遞減，在15 Nm時達到節能評價系數，比值開始下降，不斷加大力矩時，線夾刀片和導線接觸電阻變小，線夾能耗開始降低。

絕緣穿刺線夾在結構、材質不變的情況下通過增大力矩可減小能耗值，但值得注意的是應確保接續導線的機械強度不應降低。

總結：通過以上的分析發現，當電流負荷一定時，能耗大小和金具安裝工藝、結構、材質有直接關系，改良上述參數可降低損耗。