節能金具在高壓輸電線路中的應用

宋慶利 張志成

摘 要：隨著國民經濟的發展，電網大規模建設，節能降耗、減少線損已經是擺在高壓輸電領域的重要課題。本文分析了采用鋁合金節能金具的可行性，通過綜合比較、經濟分析，認為節能金具在高壓輸電線路中的使用前景廣闊。

關鍵詞：高壓輸電線路；節能；金具

電力金具在整個輸電線路投資中所占份額僅為1%左右，但電力金具的質量好壞對整個線路的安全、穩定、高效的運行有著至關重要的作用。與傳統電力金具產品相比，節能型金具對整個線路的造價影響僅為1～2%，但它在節能性、安全性等方面帶來的長期回報遠遠超過了相比于傳統金具的投資差價。在我國大力建設“資源節約型、環境友好型”社會的大背景下，節能型金具是電力線路建設的上佳選擇。

1傳統金具的缺點和預絞絲金具的優勢（以防振錘為例）

（1）傳統的螺栓夾頭式防振錘，安裝時需達到規定的安裝扭矩，若未達到規定值，則在線路上運行一段時間后，由于環境的作用（微風振動，線路熱循環作用等），防振錘夾頭的握力會持續降低，情況嚴重時防振錘會在線路上發生滑移，滑移至檔距中央。而防振錘在偏離原設計的安裝位置后，非但不能起到防振作用，甚至還會對導線產生損壞。即使安裝時達到了規定的安裝扭矩，安裝時握力很大，但由于先天的設計缺陷和金屬熱脹冷縮的特性，在線路上經過較長時間的運行后，在熱循環作用下，螺栓夾頭的握力還是會不可避免地降低。而同時，由于設計上的特點，導致螺栓夾頭式防振錘的安裝情況難于從地面上直接檢驗。

（2）預絞式防振錘的安裝方便快捷，無需工具，可徒手完成安裝，安裝一套防振錘的時間僅僅為傳統產品的1/5左右，節省了數倍的安裝時間和人力成本，大大減輕了線路工人的工作強度。而且由于預絞絲安裝方式的設計優點，可在地面上直接觀察安裝情況，若絞絲緊緊貼合導線，則安裝必定正確。另外，由于預絞絲的內徑與導線外徑緊密配合（絞絲內徑略小于導線外徑），當絞絲絞合在導線上之后，將握力均勻分布在較長的一段絞絲上，大大增強了安裝點的穩定性和安全性，絕無滑移的可能。

2節能金具的優越性

懸垂線夾本體、預絞式防振錘夾頭均為鋁合金材料，這些產品與傳統的可鍛鑄鐵件懸垂線夾相比，大大降低了輸電線路上的磁滯渦流損耗，避免了巨大的電能損失。

新型節能金具和傳統金具相比，優越性有：

（1）技術先進性。節能金具的設計研制并不只是在耗能金具結構的基礎上以鋁合金替代可鍛鑄鐵，而是在結構上完全脫胎換骨，給人以面貌一新的感覺。新的節能型線夾結構十分輕巧，通用性強，表面不宜氧化，在各種自然環境下均無銹蝕之虞，質量僅為傳統線夾的1/2～1/3，不僅施工十分方便，而且也大幅度提高了工作效率，促進了施工的安全性。

（2）節能金具的經濟合理性。主要表現在加工制造過程中的節約能源和線路運行中的節能降耗。

（3）電連接的可靠性。采用新的節能金具使電連接的可靠度大大提高，承力金具采用高強度鋁合金（包含硅、鎂、錳等元素，抗拉強度達260Mpa），強度高，握力好，對導線無損傷，改變了過去電連接只是依靠一般緊固件連接，成為薄弱環節的現象，由于接頭所產生的斷線事故大大減少，對于大幅度提高電力供應十分有利。

經國網公司專家研究論證，鋁合金線夾節能效率在 90%以上。以懸垂線夾為例，每只傳統懸垂線夾的能耗功率約為30W，而鋁合金材料的懸垂線夾每只能耗功率僅為2W左右，則每只懸垂線夾可節省能耗約28W，每只懸垂線夾每年可節省能耗28×24×365=245280W=245.28kW。以輸電線路運行30年計算，每只懸垂線夾在運行周期內可節省電能多達245.28×30=7358kW。 同理可計算得每只耐張線夾在運行周期內可節省電能11826kW。

再來看節能型金具所帶來的經濟效益。

對傳統金具產品與節能型金具進行綜合性價比對比分析：按照每 kwh 電價0.6元計算，則該線路段的每只懸垂線夾每年可節省245.28×0.6=147.2元電費，收回初始投資差價僅需2年左右。與兩種線夾之間的差價已經十分接近，僅需1年多即可收回初始投資差價。若以輸電線路運行50年計算，則長期經濟效益更是遠遠超出初投資的差價。

通過以上分析可知，從長遠來看，使用節能型金具產品的經濟效益遠遠超過了多出傳統產品的那部分差價。而且，我國作為一個能源嚴重匱乏的大國，如能大規模使用節能型金具產品，對我國電力事業乃至整個工業的可持續發展無疑有著十分重要的意義。

預絞式金具除了在節能性方面體現出了巨大的經濟效益之外，其安裝方便的特性對施工成本的節省也是異常顯著的。

3節能金具免維護效果明顯

懸垂線夾本體、預絞式防振錘均為高強度鋁合金材料鍛造而成，與鑄造件相比，大大提升了金具的機械強度，并有效地避免了鑄造件中存在的氣孔、砂眼和縮松等缺陷。金具在力學性能和表面工藝方面的優勢使得產品的使用壽命大大延長，有利于線路更長時間穩定、安全的運行，這節省了日后大量的線路維修費用，也從另一方面創造了大量的經濟效益。

4節能金具使用結論

線路數量多、使用范圍廣、通過的電流大，每年在這個環節中損失的電能數量巨大，因此，用新一代節能型、結構先進合理、施工方便的金具代替老式高耗能、粗大笨重的金具是線路建設和改造的必然需要。節能金具的先進結構，減少了營運維修頻率，大幅度節約了線路維修費。總之，從節能金具的加工生產、運行施工、線路檢修諸方面可以綜合分析出它的經濟價值。全面推廣節能金具，可獲得相當可觀的經濟價值和社會價值。

綜合所述，工程中大量采用預絞絲防震錘和鋁合金懸垂金具是落實國網公司關于開展“資源節約型、 環境友好型、新技術、新材料、新工藝”輸電線路試點建設中的應用，將在線路未來的運行中節約大量的電能和減少線路工人維護工作量。

參考文獻：

[1]架空線路用預絞式金具技術條件 DL/T 763-2001

[2]鄭玉實， 劉玉坤. 輸電線路節能型金具的研究與應用