節(jié)能金具在高壓輸電線路中的應(yīng)用

宋慶利 張志成

摘 要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)，節(jié)能降耗、減少線損已經(jīng)是擺在高壓輸電領(lǐng)域的重要課題。本文分析了采用鋁合金節(jié)能金具的可行性，通過綜合比較、經(jīng)濟(jì)分析，認(rèn)為節(jié)能金具在高壓輸電線路中的使用前景廣闊。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路；節(jié)能；金具

電力金具在整個(gè)輸電線路投資中所占份額僅為1%左右，但電力金具的質(zhì)量好壞對整個(gè)線路的安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。與傳統(tǒng)電力金具產(chǎn)品相比，節(jié)能型金具對整個(gè)線路的造價(jià)影響僅為1～2%，但它在節(jié)能性、安全性等方面帶來的長期回報(bào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了相比于傳統(tǒng)金具的投資差價(jià)。在我國大力建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)的大背景下，節(jié)能型金具是電力線路建設(shè)的上佳選擇。

1傳統(tǒng)金具的缺點(diǎn)和預(yù)絞絲金具的優(yōu)勢（以防振錘為例）

（1）傳統(tǒng)的螺栓夾頭式防振錘，安裝時(shí)需達(dá)到規(guī)定的安裝扭矩，若未達(dá)到規(guī)定值，則在線路上運(yùn)行一段時(shí)間后，由于環(huán)境的作用（微風(fēng)振動(dòng)，線路熱循環(huán)作用等），防振錘夾頭的握力會(huì)持續(xù)降低，情況嚴(yán)重時(shí)防振錘會(huì)在線路上發(fā)生滑移，滑移至檔距中央。而防振錘在偏離原設(shè)計(jì)的安裝位置后，非但不能起到防振作用，甚至還會(huì)對導(dǎo)線產(chǎn)生損壞。即使安裝時(shí)達(dá)到了規(guī)定的安裝扭矩，安裝時(shí)握力很大，但由于先天的設(shè)計(jì)缺陷和金屬熱脹冷縮的特性，在線路上經(jīng)過較長時(shí)間的運(yùn)行后，在熱循環(huán)作用下，螺栓夾頭的握力還是會(huì)不可避免地降低。而同時(shí)，由于設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)，導(dǎo)致螺栓夾頭式防振錘的安裝情況難于從地面上直接檢驗(yàn)。

（2）預(yù)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(shí)間僅僅為傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/5左右，節(jié)省了數(shù)倍的安裝時(shí)間和人力成本，大大減輕了線路工人的工作強(qiáng)度。而且由于預(yù)絞絲安裝方式的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，可在地面上直接觀察安裝情況，若絞絲緊緊貼合導(dǎo)線，則安裝必定正確。另外，由于預(yù)絞絲的內(nèi)徑與導(dǎo)線外徑緊密配合（絞絲內(nèi)徑略小于導(dǎo)線外徑），當(dāng)絞絲絞合在導(dǎo)線上之后，將握力均勻分布在較長的一段絞絲上，大大增強(qiáng)了安裝點(diǎn)的穩(wěn)定性和安全性，絕無滑移的可能。

2節(jié)能金具的優(yōu)越性

懸垂線夾本體、預(yù)絞式防振錘夾頭均為鋁合金材料，這些產(chǎn)品與傳統(tǒng)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(jié)能金具和傳統(tǒng)金具相比，優(yōu)越性有：

（1）技術(shù)先進(jìn)性。節(jié)能金具的設(shè)計(jì)研制并不只是在耗能金具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上以鋁合金替代可鍛鑄鐵，而是在結(jié)構(gòu)上完全脫胎換骨，給人以面貌一新的感覺。新的節(jié)能型線夾結(jié)構(gòu)十分輕巧，通用性強(qiáng)，表面不宜氧化，在各種自然環(huán)境下均無銹蝕之虞，質(zhì)量僅為傳統(tǒng)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(jìn)了施工的安全性。

（2）節(jié)能金具的經(jīng)濟(jì)合理性。主要表現(xiàn)在加工制造過程中的節(jié)約能源和線路運(yùn)行中的節(jié)能降耗。

（3）電連接的可靠性。采用新的節(jié)能金具使電連接的可靠度大大提高，承力金具采用高強(qiáng)度鋁合金（包含硅、鎂、錳等元素，抗拉強(qiáng)度達(dá)260Mpa），強(qiáng)度高，握力好，對導(dǎo)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(huán)節(jié)的現(xiàn)象，由于接頭所產(chǎn)生的斷線事故大大減少，對于大幅度提高電力供應(yīng)十分有利。

經(jīng)國網(wǎng)公司專家研究論證，鋁合金線夾節(jié)能效率在 90%以上。以懸垂線夾為例，每只傳統(tǒng)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(jié)省能耗約28W，每只懸垂線夾每年可節(jié)省能耗28×24×365=245280W=245.28kW。以輸電線路運(yùn)行30年計(jì)算，每只懸垂線夾在運(yùn)行周期內(nèi)可節(jié)省電能多達(dá)245.28×30=7358kW。 同理可計(jì)算得每只耐張線夾在運(yùn)行周期內(nèi)可節(jié)省電能11826kW。

再來看節(jié)能型金具所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。

對傳統(tǒng)金具產(chǎn)品與節(jié)能型金具進(jìn)行綜合性價(jià)比對比分析：按照每 kwh 電價(jià)0.6元計(jì)算，則該線路段的每只懸垂線夾每年可節(jié)省245.28×0.6=147.2元電費(fèi)，收回初始投資差價(jià)僅需2年左右。與兩種線夾之間的差價(jià)已經(jīng)十分接近，僅需1年多即可收回初始投資差價(jià)。若以輸電線路運(yùn)行50年計(jì)算，則長期經(jīng)濟(jì)效益更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出初投資的差價(jià)。

通過以上分析可知，從長遠(yuǎn)來看，使用節(jié)能型金具產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了多出傳統(tǒng)產(chǎn)品的那部分差價(jià)。而且，我國作為一個(gè)能源嚴(yán)重匱乏的大國，如能大規(guī)模使用節(jié)能型金具產(chǎn)品，對我國電力事業(yè)乃至整個(gè)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展無疑有著十分重要的意義。

預(yù)絞式金具除了在節(jié)能性方面體現(xiàn)出了巨大的經(jīng)濟(jì)效益之外，其安裝方便的特性對施工成本的節(jié)省也是異常顯著的。

3節(jié)能金具免維護(hù)效果明顯

懸垂線夾本體、預(yù)絞式防振錘均為高強(qiáng)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(jī)械強(qiáng)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(xué)性能和表面工藝方面的優(yōu)勢使得產(chǎn)品的使用壽命大大延長，有利于線路更長時(shí)間穩(wěn)定、安全的運(yùn)行，這節(jié)省了日后大量的線路維修費(fèi)用，也從另一方面創(chuàng)造了大量的經(jīng)濟(jì)效益。

4節(jié)能金具使用結(jié)論

線路數(shù)量多、使用范圍廣、通過的電流大，每年在這個(gè)環(huán)節(jié)中損失的電能數(shù)量巨大，因此，用新一代節(jié)能型、結(jié)構(gòu)先進(jìn)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(shè)和改造的必然需要。節(jié)能金具的先進(jìn)結(jié)構(gòu)，減少了營運(yùn)維修頻率，大幅度節(jié)約了線路維修費(fèi)。總之，從節(jié)能金具的加工生產(chǎn)、運(yùn)行施工、線路檢修諸方面可以綜合分析出它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。全面推廣節(jié)能金具，可獲得相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

綜合所述，工程中大量采用預(yù)絞絲防震錘和鋁合金懸垂金具是落實(shí)國網(wǎng)公司關(guān)于開展“資源節(jié)約型、 環(huán)境友好型、新技術(shù)、新材料、新工藝”輸電線路試點(diǎn)建設(shè)中的應(yīng)用，將在線路未來的運(yùn)行中節(jié)約大量的電能和減少線路工人維護(hù)工作量。

參考文獻(xiàn)：

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[2]鄭玉實(shí)， 劉玉坤. 輸電線路節(jié)能型金具的研究與應(yīng)用