甘永泽
广西电力线路器材厂有限责任公司 广西 宾阳县 530409
摘要: 进入新世纪以来，我国在输电线路建设方面取得了巨大进步，输电电流的增加随之而来的便是线路金具造成的电能损耗加重。作为提高电力管理质量和电网运行经济效益，促进我国电力事业进一步发展的重要手段，节能降耗已经成为人们所关注的热点问题。本篇文章通过对节能金具使用的意义及现阶段存在的问题进行分析，探讨了降低金具能耗的主要措施，希望对输电线路的节能降耗提供一定的借鉴。
关键词：输电线路；金具；能耗
1引言
输电线路金具在很大程度上影响着输电线路的安全运行，是输电线路的重要组成部分。过去，中国输电线路上使用的配件大多是铁材料制成的。因此，一般来说，装配式金具体积大、重量重，这使得电力建设过程中存在一些不便，而且会增加输电线路的线损。近几年来我国加大了对输电线路金具的研究投入，但更多的研究侧重点仍放在金具的机械可靠性方面，并没有将金具的节能降耗放在主要研究方向上。所以我们通过对金具节能降耗的研究，对我国输电线的节能降耗有重要的现实意义。
2几种节能电力金具介绍
2.1铝合金全具
铝合金材料无磁性，相对磁导率低，能切断磁路，有效消除磁损耗，降低涡流损耗。不仅如此，铝合金的管件重量较轻、强度较高在安装时更为方便。在使用中，温升低，过载能力强，通过电流（特别是短路）的热稳定性比传统的铁磁金头要好得多，避免了导线过热烧损，降低了机械强度，提高了线路的使用寿命。
2.2无磁钢金具
无磁钢是一种铸钢奥氏体合金材料，由碳加入锰、铬等元素制成。非磁性钢配件具有弱磁性、低磁导率、高机械强度和良好的加工性能。而且，产品价格与铝合金配件相同，只是略高于铸铁配件。在低压电网敷设和农村电网改造中代替铝合金金具，既能保证节能降耗，又能降低铝耗和投资成本。
2.3复合材料金具
复合材料是一种以塑料为基础，经过加工和改性的材料。此类材料用于金具的制作中能够进一步降低金具的重量，提高其耐腐蚀、耐热、绝缘和非磁性等性能。该复合五金件无磁滞、导磁率低、电绝缘、运行时无电晕放电、涡流损耗和磁损耗小，能最大限度地降低功耗，具有良好的节能效果。近年来，我国开发的改进型复合材料被用于制造输电金具。
3输电线路采用节能金具的意义和必要性分析
目前，大多数电力金具的基本材料是黑色金属，其结构设计中也采用了闭合磁路，从而产生了金具的涡流和磁滞损耗。在建设社会友好型，资源节约型的社会的现在，我们需要将金具的能耗研究放在重要位置，通过不断改进技术降低能耗提高电力企业的经济效益。近年来，随着我国配电网建设和改造的发展，输电线路金具逐渐克服了高能耗的弊端[1]。目前，输电线路金具大多采用高强度铝合金等轻金属制成。与传统的磁性材料金具相比，这种电源金具结构更加合理可靠，使用寿命长，无需检修和模具损坏，在电力工程施工中更加方便。与传统电器配件相比，节能配件的设计与开发，不是在原有节能配件结构的基础上，简单地用铝合金等轻金属代替可锻铸铁材料，而是将传统的螺栓结构改为楔形结构，解决了传统螺杆检测结构存在的钢丝蠕变和握力降低的缺陷。另一方面，轻金属材料的铝合金材料制成的配件整体比例远小于锻铸铁，因此整体夹具的重量也大大减轻，不仅方便了施工，而且在一定程度上提高了施工效率。其表面比传统管件更耐腐蚀和氧化，在自然环境中很少生锈，避免了传统管件表面镀锌造成的污染。
4现阶段线路电力金具节能存在的问题
很长时间内，我国输电线路一直沿用标准金具，基于断线力的技术指标，输电线路与配电线路并不相等。配电线路使用的配件一直与输电线路相同，这些配件的体积较大，常会给施工带来一定困难。而且作为一种闭合磁路的设计，这些配件的耗电量也很大。
现阶段我国的输电线路金具基本上是由可锻铁基磁性材料制成的，由于结构上的磁路是封闭的，会产生一定的磁滞和涡流损耗，形成能源浪费的情况。近几年各种新型材料金具被广泛应用到电网的建设和改造中来，这些金具不仅降低了能耗，而且结构也有了优化，施工更加方便快捷。上世纪四十年代西方部分发达国家已经对能耗问题进行了深入研究。对金具中导线的电磁损耗和温升进行了测试，结果表明金具中导线的温升比空气中导线的温升高17℃左右。这一温度变化造成的蠕变会使线夹的夹持力发生改变，增加了接触电阻，加速了接头的劣化，产生发热和烧损。如果电流为400A，每个线夹的功耗约为30W，线路上有很多配件，能耗损失非常严重。
随着电流的增加，NLD应变钳的能量消耗增加。对xgu-5铁制悬垂线夹和xgf-300非导电铝合金悬垂线夹进行了比较，磁性材料和非磁性材料制成的配件的能耗值有很大的不同。可锻铸铁悬垂线夹的能耗随电流的增大而增大，而铝合金悬垂线夹的能耗较小。从以上试验可以看出，金具的能耗问题确实存在，而且相当严重。
5金具节能降耗的主要措施
5.1降低导体连接处接触电阳
在金属导体接头处涂上电复合润滑脂，可以改善连接导体的接触状况，降低接触电阻。避免接触表面的电化学腐蚀，提高接头的导电性，减少接头处的功率损耗和电压损耗，改善接头处的发热现象。
5.2减少电晕发生
为了有效地减少电晕，金具的曲率半径被设计得更大。在制造过程中，铸件表面光滑，无肉质、毛刺等缺陷。圆形处理使铸件表面流线化，使其表面电位梯度低于电晕初始电位梯度。屏蔽区无电晕情况，控制金具上的电晕保护金具。
5.3采用节能型线路企具
传统铸铁金会产生感应损耗和游动损耗，消耗大量电能。因此，节能型金具因其相对电导率小、无滞后等优点，逐渐应用于输电线路工程中。其中，铝合金管件有优点众多而被广泛应用。在保证足够的机械强度的情况下，采用复合材料管件是一种节能的方法。虽然此种材料强度不如传统技术材料金具，但是由于其重量轻、价格低、节能等优点，仍具有深入研究开发的价值。
5.4更换金具部件以隔所磁路
将传统陶铁铸钢悬垂线夹中的导线压板和U形螺丝检查改为磁钢件，用于切断金具中间封闭平台的磁力线回路，减少涡流的产生，减少涡流模拟，实现对金具的安全检测节能降耗的目标[2]。这种金具组合方式有利于十旧h作业线的节能改造。运输检验部门只需更换线路火灾的两部分，以此降低修复成本。
5.5优化金具结构设计
金具的结构设计时要综合考虑其除了考虑金具的结构设计除了强调结构的电气性能外，还应考虑体积、重量和节能。采用空心和加劲肋制造工艺，可以减小金敏材料的截面积和厚度，从而有效减少涡流的产生，减少涡流损失。
5.6切断金具的磁路来降低电能方面的损耗
采用非铁磁性材料替代整条输电线路电力金具中的一些关键部件，可以有效切断原金属中的闭合磁路，有效减少滞环涡流的产生。目前，切断金具磁路以降低功率损耗的方法已得到有效验证和广泛应用。如对次张力金具，将传统的螺栓结构改为楔形结构，用低磁性材料代替线夹中的导线叠片和螺钉，可有效切断螺栓结构形成的闭合磁路，达到降低功率损耗的目的。
6结语
当前阶段由于对电能的需求越来越大，而作为电力系统的重要组成部分，输电线路的建设规模再迅速扩大。但当前情况下，由于输电线路数量多、使用范围广、电流大等因素电能消耗较大。为了达到节能的目的，必须从各个方面降低线损，而金具的节能是重要组成部分，所以本篇文章探讨输电线路金具节能降耗的相关对策，为输电线路金具的建设和改良提供帮助。
参考文献：
[1]应伟国,刘建生.输电线路采用节能金具及进行金其节能改造后的效果分析小电力设备,2004.9(5).
[2]蔡凤田.公路运输能源消耗现状及其节能降耗对策[].经济问题探索，2013（5）：37-39.
作者简介:甘永泽（1978-），男，汉族，广西藤县人，本科，工程师，主要从事供电线路电力金具生产建设工作.