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防舞动碳纤维复合芯倍容导线项目(2)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/7/4 9:28:45   

2、防舞技术措施

导线的舞动是对输电线路安全运行的重大威胁,通过现场经验与理论研究相结合,由定性向定量逐步深化的办法,国内外研究者已经摸索出了一些防舞措施。这些防舞措施可归纳为避舞、抗舞和抑舞三种。

①避舞措施

避舞措施就是在输电线路设计时,通过对气象条件和地形、地貌的调查研究,选择适合线路路径、走向以避开舞动的一种措施。在选择线路路径时,应尽可能避开导线易覆冰且风大而平稳的气象区域,比如雨凇、湿雪频繁、冬季多风地区以及峡谷、宽阔江河、迎风山坡和山脊等微地形易舞动地区。此外,在选择线路走向时,应尽量使线路走向与冬季主导风向相平行。

②抗舞措施

抗舞措施是指通过提高线路的机械强度和电气强度来确保线路设备在舞动下不被破坏并能继续安全运行的一种措施。增强线路的电气强度是指在导线舞动时,保证足够的电气间隙以防止各相导线间以及相线、地线间发生短路。增强线路设备的机械强度是指提高杆塔、金具、导线等设备的抗舞动性能,使其在导线舞动时不被破坏。可采取的措施有:提高杆塔塔身、增强横担的刚度,安装抗舞悬垂线夹,给导线安装护线条等等。

③抑舞措施

抑舞措施是指在舞动严重的线路上,通过加装各种防舞装置,达到破坏舞动形成条件、抑制舞动幅度的目的,从而消除舞动可能带来的危害,保证输电线路的安全运行。

三类措施中,一般优先采用避舞、抗舞措施,在这两种措施无法实施或是实施后防舞效果不理想的情况下,才采用抑舞措施。但从实际应用资料可知,迄今还很少有适用于全球各种气象、地形地貌和线路结构的防舞技术和方法。

3碳纤维导线防舞设计

碳纤维属于新材料领域的高技术产品。碳纤维新材料技术与纳米技术、生物技术一起,被称为是推动21世纪人类技术革命的主导力量,是航天航空工业中制造火箭飞船等不可或缺的原材料,碳纤维的应用水平从一个侧面代表着一个国家、一个行业的材料技术发展水平。这是因为碳纤维及其复合材料具有一系列的优异性能,如高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热、热膨胀系数小等,既具有碳素材料质轻的固有本性,又具有陶瓷材料的耐热耐蚀性,金属材料的高强度、导电和导热性,以及高分子材料的易加工性能。碳纤维及其复合材料既可作为结构材料承担载荷,又可作为功能材料发挥作用,是一种难得的一材多能和一材多用材料。

① 耐高温

覆冰造成导线表面光滑,风力只能作用在导线的表面上,不能进入导线的线股里层,使导线吸收风力能量的作用大为降低,导线的阻尼作用降低,如伴随大风极易产生振动。碳纤维导线能在150℃温度下长期运行,短时间可在200℃高温下运行,而常规钢芯交线的最高使用温度为80℃。因此,即使在温度极低的环境中,碳纤维导线表面的覆冰也极易融化。

② 抗拉强度大低弧垂

碳纤维复合线芯的抗拉强度可达到2399MPa,远高于一般钢丝的1240MPa,甚至比高强度钢丝(约为1410MPa)的抗拉强度还要大,而碳纤维导线的弧垂仅为钢芯铝绞线的1/2。由于碳纤维导线低弧垂、抗拉强度大的特性,能有效降低在风力的作用下导线上下舞动的幅度。碳纤维导线良好的机械强度能有效地抵抗电线舞动造成的危害, 使线路设备能在舞动下不被损坏并保持安全运行。

③ 成本低

由于碳纤维复合芯倍容导线加倍容量运行,而且抗拉强度高、驰度小等特点,可使杆、塔之间的跨距增大,高度降低,同样容量线路成本比普通导线低。而普通导线为了防舞动,需要增加防舞动装置,造价过高,不当的防舞方案对线路运行还会带来负面影响。

④ 消耗低、高环保

碳纤维复合芯倍容导线在同等外径和相同传输容量下,线损减少20%,能减少发电容量,节约能源成本。按每年电力输电线路100万吨铝用量计算,能节约铝材近50万吨。从保护环境、改善人们生态环境方面来说,具用划时代的意义。

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