CN102646476B - 导线弧垂取决于承力件的应力转移型导线和它的制造方法 - Google Patents
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Abstract
导线弧垂取决于承力件的应力转移型导线和它的制造方法，属输电线路用导线设计、制作技术领域。其特点是：应力转移型导线，由铝导电体绞合在钢芯承力件所组成，所述钢芯承力件，在制造中受一产生伸长应变量的应变力，所述伸长应变量是导线架设中的伸长应变量；承力件从初伸长处理装置为出端，穿过绞线机至牵引轮的钢芯线，和安装在绞线机绞笼中的导电体，用不退扭的方式绞在钢芯线上构成的导线。其制造方法，包括对铝导电体的制造和对承力件的制造，最后两者绞合。其积极效果是：减少线路的能耗；弧垂量小，可以增加输送能力；节约杆塔等材料，节约土地；导线更耐蚀、耐振，寿命更长；性能价格比优，可用作线路增容改造，又可作新建线路用。
Description
技术领域
属输电线路工程用导线设计、制作技术领域，更确切地说是一种导线弧垂取决于承力件的应力转移型导线和它的制造技术。
背景技术
输电线路用导线由承力件和导电体组成，其制造方法是在承力件上均匀地绞上导电体，当导线被架设时，承力件和导电体同时受力，同时伸长（即有着相同的弹性应变量），共同分担着导线所受的力。导线在输电线路上运行，其性能的变化完全取决于承力件与导电体材料的本身特性；例如：利用原有输电线路，要求输送更多的电能，必须提高导线的运行温度，而导线的弧垂仍应满足要求，按常规导线的制造方法的钢芯铝绞线已经无法达到要求，只好采用价格昂贵的殷钢芯和耐热铝合金线组成的导线，它虽能达到增容输电的目的，但却增大了输电时的能耗，不节能。为要使钢芯铝绞线类导线也可用于线路增容，那么必须新的制造方法才能达到要求的。这就是：导线弧垂取决于承力件的应力转移型导线和它的制造方法。
发明内容
本发明提供一种导线弧垂取决于承力件的应力转移型导线和它的制造方法，其设计思路是：通过人为的方法改变导线的承力件和导电体的受力状况，使导线被架设受力时，主要由承力件来承担，即承力件承担着导线大部或全部拉力，导电体几乎不受力或只承担很小部分的拉力，其结果是导线的热膨胀系数便主要取决于热膨胀系数较小的承力件，这样架设于输电线路上的导线，当提高温度输送更多电能运行时，导线的弧垂增量仍可以被控制在允许的范围，线路安全运行。
本发明采取的技术方案是：
一种导线弧垂取决于承力件的应力转移型导线，由铝导电体绞合在钢芯承力件所组成，其方案是：所述钢芯承力件，在制造中受一产生伸长应变量的应变力，所述伸长应变量是导线架设中的伸长应变量；承力件从初伸长处理装置为出端，穿过绞线机至牵引轮的钢芯线，和安装在绞线机绞笼中的导电体，由不退扭的方式绞在钢芯线上构成的导线，导线从牵引轮离开，绕在收线机的收线盘上，导线端头用金属管压紧密封后，供架设使用。
应力转移型导线的制造方法，包括对铝导电体的制造：铝锭选配，控制铝锭化学成分，连铸连轧成电工铝杆，拉制成型线，热处理等；并包括对承力件的制造：如选用钢芯线等；并最后与铝导电体绞合。
实施本发明后的积极效果：
输电时可减少线路的能耗，节能；导线经应力转移后，热膨胀系数将变小，线路中弧垂增量较小，可以增加50%—100%的电力输送能力；线路增容时能节约杆塔等材料，新建线路还能节约土地； 型线的导电体使导线更耐蚀、耐振，寿命更长；性能价格比优，线路增容无需采用价格昂贵的殷钢或碳纤维等材料作承力件；应力转移型导线既可用作线路增容改造，又可作新建线路建设用。
附图说明
图1、 制造工艺流程图
A1 导电体
A2 承力件
A3 导线
图2 、装置原理图
51 承力件放线机
52 初伸长预处理装置
53 不退扭框式绞线机
装有导电体的线盘61安装在框式绞线机的绞笼中
54 牵引轮
55 导线收线机
60 承力件（钢芯线）
61导电体（软铝型线，装于线盘中）。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明
一种导线弧垂取决于承力件的应力转移型导线，由铝导电体绞合在钢芯承力件所组成，所述钢芯承力件，在制造中受一产生伸长应变量的应变力，所述伸长应变量是导线架设中的伸长应变量；所述的承力件从初伸长处理装置为出端，穿过绞线机至牵引轮的钢芯线，和安装在绞线机绞笼中的导电体，由不退扭的方式绞在钢芯线上构成导线，导线从牵引轮离开，绕在收线机的收线盘上，导线端头用金属管压紧密封后，供架设使用。
一种实现应力转移型导线的制造方法，包括对铝导电体的制造：铝锭选配，控制铝锭化学成分，连铸连轧成电工铝杆，拉制成型线，热处理后装于不退扭的框式绞线机绞笼中；所述控制铝锭化学成分为：铝≥99.75%，硅≤0.07%，铁≤0.10%，余为杂质元素；所述连铸，连续浇铸，温度700—730℃；所述连轧：开轧510-480℃，终轧320-250℃，轧成直径为Φ9.5mm或Φ12.0mm的电工铝杆；所述拉制成型线，是由电工铝杆在拉线机上拉成横截面为S、Z、T、或O型铝线；成盘状热处理型铝单线，处理温度200-300℃，时间60-240min；冷却至室温待供与承力件绞合。
一种实现应力转移型导线的制造方法，包括对承力件的制造：选用钢芯线，经初伸长预处理，从处理装置上作出端，穿过绞线机至牵引轮，所述选用钢芯线，选用抗拉强度≥1770MPa的特高强度钢芯线；所述初伸长预处理，其预应变量为0.2-0.8%，特高强度绞线机绞笼中由初伸长处理装置为出端，穿过绞线机至牵引轮，待与铝导电体绞合。
具体操作程序
按下述的工艺流程，见说明书的附图1。包括：A1导电体——软型铝线制造工艺，A2承力件——特高强度钢芯带应力转移的制造工艺，A3导线——具有应力转移的成品绞线制造工艺。
A1 导电体——软型铝线制造工艺
1.1 导电体用电工铝杆：选择含铝≥99.75%，硅≤0.05%，铁≤0.10%，其余为杂质元素的铝锭，经熔化，连续浇铸，浇铸温度700—730℃，连续轧制，轧制温度为开轧510—480℃，终轧320—250℃，轧成直径为Φ9.5mm或Φ12.0mm的电工铝杆；
1.2 铝导电体的拉制：以电工铝杆作为铝导电体的原始坯料，在拉线机上拉制成S、Z、T、或O型截面的铝导电体；
1.3 铝导电体热处理：拉制成盘的铝导电体进行热处理， 处理温度200—300℃，时间60—240min，冷却至室温，其抗拉强度≥96MPa，导电率≥62.5%IACS；
经成盘热处理后的铝导电体，按需要安装于不退扭的绞线机绞笼中，待用。
A2 承力件——特高强度钢芯带应力转移的制造工艺
2.1 绞制的钢芯：钢芯单线经镀锌处理，多根单线绞合成钢芯作承力件，特高强度钢芯的抗拉强度为≥1770MPa；
2.2 初伸长预处理：对于由多根钢单线绞制的钢芯，采用0.2-0.8%的预张应变量处理；
2.3 带张力的钢芯绞线：按导线特性要求，把装于绞线机初伸长处理装置与牵引轮间的特高强度钢芯，在连续不断的均匀牵引中，钢芯处于恒张力下，它将产生一个连续均匀的应变量，这个应变量是可控的，在0-0.4%之间，而且在制造过程保持恒定。应变量的大小通过应力—应变转换，采用应力值指示。
A3导线——具有应力转移的成品绞线制造工艺
3.1 不退扭绞制：钢芯以初伸长处理装置为出端，穿过不退扭绞线机中心至绞线机牵引轮间，承力的钢芯线在连续均匀的牵引下，产生一个连续均匀的应变量，把安装于不退扭绞线机绞笼中的铝导电体，在处于无张力状态下，以不退扭形式绞在有应变量的钢芯上。
3.2钢芯带张力牵引：为保证钢芯从初伸长处理装置至绞线机牵引机间存在着连续均匀的应变量，事实上钢芯是处于连续均匀的张力下，所以这个张力是连续恒定的，它均匀的作用在钢芯上。
3.3 成品导线收线：当导线离开绞线机的牵引轮时，存在于钢芯的张力释放，钢芯的应变消失，回复至在不受力的原始状态，铝导电体将受压。成品导线收绕在收线盘上，为避免导线的钢芯和铝导电体可能产生的错动，导线端头用金属管压紧密封。
3.4 检测包装：成品导线质量检测，包装入库。
实施例
实例1、 用于旧线路改造的实例
某220kV输电线路，原采用导线为LGJ-300/40的钢芯铝绞线，总拉断力92220N，直径Φ23.94mm，直流电阻0.09614Ω/km，导线热膨胀系数19.6×10-6/℃，70℃时载流量492A，因线路要求增加输送容量载流量达1000A，且仍采用原输电线路的路径和杆塔。经计算，选用应力转移型特强钢芯软型铝线绞线：AF（SZ）+S4A-315+41，总拉断力95000N，直径Φ22.30mm，直流电阻0.0898Ω/km，要求导线的热膨胀系数为12.0×10-6/℃，这样在140℃时，其弧垂与原导线 70℃的弧垂相同，载流量为1056A，全部满足要求。下面是这种应力转移型导线AF（SZ）+S4A-315+41的制造工艺：
导电体制造：选择铝≥99.8%，硅≤0.05%，铁≤0.09%，其余为杂质元素的铝锭，经熔化，连续浇铸，浇铸温度710—720℃，连续轧制，开轧500℃，终轧300℃，轧成Φ9.5mm电工铝杆；在型线拉线机上拉制型单线，截面13.2mm2，其中15根为S型，9根为Z型，成盘收线，盘具Φ630mm的机用盘；成盘热处理，温度250℃，时间180min；成品型铝线抗拉强度≥96MPa，导电率≥62.5%IACS；
承力件制造：选购特高强度的钢芯7/2.73mm，抗拉强度≥1770MPa；经初伸长预处理，预张应变量0.4%；钢芯线由初伸长处理装置穿过不退扭绞线机至牵引轮，调节钢线应变量为0.30%，并保持；
导线制造：把S、Z型电工铝线，共24盘，装在不退扭绞线机的绞笼中，在无张力状态下绞在带有应变的钢芯上；连续恒定牵引，经由牵引轮后缠绕在成品收线盘上，用金属管紧压导线端部密封。取样，检测，包装入库。
实例2 用于新建线路建设的实例
某500kV新建线路，按输送容量计算，选择每相的导线为4×LGJ-400/50导线，LGJ-400/50导线直径Φ27.63mm，总拉断力：123400N，直流电阻0.07232Ω/km，热膨胀系数：19.3×10-6/℃，70℃时载流量600A；按规划，该线路在5年后将要增加80%的输送容量，即每根导线载流量应达1080A，为此可能选用的导线为ACSR-720/50，但其结果是大大增加投资，经反复比较，采用应力转移型特高强度钢芯软型铝线绞线：AF（SZ）+S4A-400+52，总拉断力：124000N，直径Φ25.20mm，直流电阻0.0707Ω/km，在120℃时的载流量为1107A，能满足要求，这时至120℃的平均热膨胀系数应≤14.0×10-6/℃。下面为这种导线制造工艺：
导电体制造：选择铝≥99.8%，硅≤0.05%，铁≤0.09%，余为杂质元素的铝锭，经熔化，连续浇铸，浇铸温度710—720℃，连续轧制，开轧500℃，终轧300℃，轧成Φ9.5mm电工铝杆；在型线拉线机上拉制型单线，截面16.67mm2，其中15根为S型，9根为Z型，成盘收线，盘具Φ630mm的机用盘；成盘热处理，温度250℃，时间180min；成品型铝线抗拉强度≥96MPa，导电率≥62.5%IACS；
承力件制造：选购特高强度的钢芯7/3.08mm，抗拉强度≥1770MPa；经初伸长预处理，预张应变量0.4%；钢芯线由初伸长处理装置穿过不退扭绞线机至牵引轮，调节钢线应变量为0.25%，并保持；
导线制造：把S、Z型电工铝线，共24盘，装在不退扭绞线机的绞笼中，在无张力状态下绞在带有应变的钢芯上；连续恒定牵引，经由牵引轮后缠绕在成品收线盘上，用金属管紧压导线端部密封。取样，检测，包装入库。
Claims (3)
1.一种导线弧垂取决于承力件的应力转移型导线，由铝导电体绞合在钢芯承力件所组成，其特征是：所述钢芯承力件，在制造中受一产生伸长应变量的应变力，所述伸长应变量是导线架设中的伸长应变量，承力件从初伸长处理装置引出，穿过绞线机至牵引轮的钢芯线，和安装在绞线机绞笼中的导电体，由不退扭的方式绞在钢芯线上构成导线，导线从牵引轮离开，绕在收线机的收线盘上，导线端头用金属管压紧密封后，供架设使用。
2.一种实现权利要求1的应力转移型导线的制造方法，包括对铝导电体的制造：铝锭选配，控制铝锭化学成份，连铸连轧成电工铝杆，拉制成型线，热处理后装于不退扭的框式绞线机绞笼中；其特征是：所述控制铝锭化学成份为：铝≥99.75%，硅≤0.07%，铁≤0.10%，余为杂质元素；所述连铸，连续浇铸温度700-730℃；所述连轧：开轧510-480℃，终轧320-250℃，轧成直径为φ9.5mm或φ12.0mm的电工铝杆；所述拉制成型线，是电工铝杆在拉线机上拉成横截面为S、Z、T或O型线；成盘状热处理型铝单线，处理温度200-300℃，时间60-240min；冷却至室温待供与承力件绞合。
3.一种实现权利要求1的应力转移型导线的制造方法，包括对承力件的制造：选用钢芯线，经初伸长预处理，从处理装置引出，穿过绞线机至牵引轮，其特征是：所述选用钢芯线，选用抗拉强度≥1770MPa的特高强度钢芯线；所述初伸长预处理，其预应变量为0.2-0.8%，特高强度绞线机绞笼中的钢芯线由初伸长处理装置引出，穿过绞线机至牵引轮，待与铝导电体绞合。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20131106 |