專利名稱：導(dǎo)線弧垂取決于承力件的應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線和它的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬輸電線路工程用導(dǎo)線設(shè)計、制作技術(shù)領(lǐng)域，更確切地說是一種導(dǎo)線弧垂取決于承力件的應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線和它的制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
輸電線路用導(dǎo)線由承力件和導(dǎo)電體組成，其制造方法是在承力件上均勻地絞上導(dǎo)電體，當導(dǎo)線被架設(shè)時，承力件和導(dǎo)電體同時受力，同時伸長(即有著相同的彈性應(yīng)變量)，共同分擔(dān)著導(dǎo)線所受的力。導(dǎo)線在輸電線路上運行，其性能的變化完全取決于承力件與導(dǎo) 電體材料的本身特性；例如利用原有輸電線路，要求輸送更多的電能，必須提高導(dǎo)線的運行溫度，而導(dǎo)線的弧垂仍應(yīng)滿足要求，按常規(guī)導(dǎo)線的制造方法的鋼芯鋁絞線已經(jīng)無法達到要求，只好采用價格昂貴的殷鋼芯和耐熱鋁合金線組成的導(dǎo)線，它雖能達到增容輸電的目的，但卻增大了輸電時的能耗，不節(jié)能。為要使鋼芯鋁絞線類導(dǎo)線也可用于線路增容，那么必須新的制造方法才能達到要求的。這就是導(dǎo)線弧垂取決于承力件的應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線和它的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種導(dǎo)線弧垂取決于承力件的應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線和它的制造方法，其設(shè)計思路是通過人為的方法改變導(dǎo)線的承力件和導(dǎo)電體的受力狀況，使導(dǎo)線被架設(shè)受力時，主要由承力件來承擔(dān)，即承力件承擔(dān)著導(dǎo)線大部或全部拉力，導(dǎo)電體幾乎不受力或只承擔(dān)很小部分的拉力，其結(jié)果是導(dǎo)線的熱膨脹系數(shù)便主要取決于熱膨脹系數(shù)較小的承力件，這樣架設(shè)于輸電線路上的導(dǎo)線，當提高溫度輸送更多電能運行時，導(dǎo)線的弧垂增量仍可以被控制在允許的范圍，線路安全運行。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是
一種導(dǎo)線弧垂取決于承力件的應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線，由鋁導(dǎo)電體絞合在鋼芯承力件所組成，其方案是所述鋼芯承力件，在制造中受一產(chǎn)生伸長應(yīng)變量的應(yīng)變力，所述伸長應(yīng)變量是導(dǎo)線架設(shè)中的伸長應(yīng)變量；承力件從初伸長處理裝置為出端，穿過絞線機至牽引輪的鋼芯線，和安裝在絞線機絞籠中的導(dǎo)電體，由不退扭的方式絞在鋼芯線上構(gòu)成的導(dǎo)線，導(dǎo)線從牽引輪離開，繞在收線機的收線盤上，導(dǎo)線端頭用金屬管壓緊密封后，供架設(shè)使用。應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線的制造方法，包括對鋁導(dǎo)電體的制造鋁錠選配，控制鋁錠化學(xué)成分，連鑄連軋成電工鋁桿，拉制成型線，熱處理等；并包括對承力件的制造如選用鋼芯線等；并最后與鋁導(dǎo)電體絞合。實施本發(fā)明后的積極效果
輸電時可減少線路的能耗，節(jié)能；導(dǎo)線經(jīng)應(yīng)力轉(zhuǎn)移后，熱膨脹系數(shù)將變小，線路中弧垂增量較小，可以增加50% —100%的電力輸送能力；線路增容時能節(jié)約桿塔等材料，新建線路還能節(jié)約土地；型線的導(dǎo)電體使導(dǎo)線更耐蝕、耐振，壽命更長；性能價格比優(yōu)，線路增容無需采用價格昂貴的殷鋼或碳纖維等材料作承力件；應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線既可用作線路增容改造，又可作新建線路建設(shè)用。


圖I、制造工藝流程圖 Al導(dǎo)電體
A2承力件 A3導(dǎo)線
圖2、裝置原理圖 51承力件放線機 52初伸長預(yù)處理裝置 53不退扭框式絞線機
裝有導(dǎo)電體的線盤61安裝在框式絞線機的絞籠中 54牽引輪 55導(dǎo)線收線機 60承力件(鋼芯線)
61導(dǎo)電體(軟鋁型線，裝于線盤中)。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明
一種導(dǎo)線弧垂取決于承力件的應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線，由鋁導(dǎo)電體絞合在鋼芯承力件所組成，所述鋼芯承力件，在制造中受一產(chǎn)生伸長應(yīng)變量的應(yīng)變力，所述伸長應(yīng)變量是導(dǎo)線架設(shè)中的伸長應(yīng)變量；所述的承力件從初伸長處理裝置為出端，穿過絞線機至牽引輪的鋼芯線，和安裝在絞線機絞籠中的導(dǎo)電體，由不退扭的方式絞在鋼芯線上構(gòu)成導(dǎo)線，導(dǎo)線從牽引輪離開，繞在收線機的收線盤上，導(dǎo)線端頭用金屬管壓緊密封后，供架設(shè)使用。一種實現(xiàn)應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線的制造方法，包括對鋁導(dǎo)電體的制造鋁錠選配，控制鋁錠化學(xué)成分，連鑄連軋成電工鋁桿，拉制成型線，熱處理后裝于不退扭的框式絞線機絞籠中；所述控制鋁錠化學(xué)成分為鋁> 99. 75%，硅< 0. 07%，鐵< 0. 10%，余為雜質(zhì)元素；所述連鑄，連續(xù)澆鑄，溫度700— 730°C ;所述連軋開軋510-480°C，終軋320_250°C，軋成直徑為
09.5mm或012. Omm的電工鋁桿；所述拉制成型線，是由電工鋁桿在拉線機上拉成橫截面為S、Z、T、或0型鋁線；成盤狀熱處理型鋁單線，處理溫度200-300°C，時間60-240min ;冷卻至室溫待供與承力件絞合。一種實現(xiàn)應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線的制造方法，包括對承力件的制造選用鋼芯線，經(jīng)初伸長預(yù)處理，從處理裝置上作出端，穿過絞線機至牽引輪，所述選用鋼芯線，選用抗拉強度^ 1770MPa的特高強度鋼芯線；所述初伸長預(yù)處理，其預(yù)應(yīng)變量為0. 2-0. 8%，特高強度絞線機絞籠中由初伸長處理裝置為出端，穿過絞線機至牽引輪，待與鋁導(dǎo)電體絞合。具體操作程序 按下述的工藝流程，見說明書的附圖I。包括A1導(dǎo)電體一軟型鋁線制造工藝，A2承力件——特高強度鋼芯帶應(yīng)力轉(zhuǎn)移的制造工藝，A3導(dǎo)線——具有應(yīng)力轉(zhuǎn)移的成品絞線制造工藝。Al導(dǎo)電體——軟型鋁線制造工藝
I. I導(dǎo)電體用電工鋁桿選擇含鋁彡99. 75%，硅< 0. 05%，鐵< 0. 10%，其余為雜質(zhì)元素的鋁錠，經(jīng)熔化，連續(xù)澆鑄，澆鑄溫度700— 730°C，連續(xù)軋制，軋制溫度為開軋510— 480°C，終軋320— 250°C，軋成直徑為0 9. 5mm或012. Omm的電工鋁桿；
I. 2鋁導(dǎo)電體的拉制以電工鋁桿作為鋁導(dǎo)電體的原始坯料，在拉線機上拉制成S、Z、T、或0型截面的鋁導(dǎo)電體；
1.3鋁導(dǎo)電體熱處理拉制成盤的鋁導(dǎo)電體進行熱處理，處理溫度200— 300°C，時間60— 240min，冷卻至室溫，其抗拉強度彡96MPa，導(dǎo)電率彡62. 5%IACS ；
經(jīng)成盤熱處理后的鋁導(dǎo)電體，按需要安裝于不退扭的絞線機絞籠中，待用。A2承力件——特高強度鋼芯帶應(yīng)力轉(zhuǎn)移的制造工藝
2.I絞制的鋼芯鋼芯單線經(jīng)鍍鋅處理，多根單線絞合成鋼芯作承力件，特高強度鋼芯的抗拉強度為彡1770MPa ；
2.2初伸長預(yù)處理對于由多根鋼單線絞制的鋼芯，采用0. 2-0. 8%的預(yù)張應(yīng)變量處
理；
2.3帶張力的鋼芯絞線按導(dǎo)線特性要求，把裝于絞線機初伸長處理裝置與牽引輪間的特高強度鋼芯，在連續(xù)不斷的均勻牽引中，鋼芯處于恒張力下，它將產(chǎn)生一個連續(xù)均勻的應(yīng)變量，這個應(yīng)變量是可控的，在0-0. 4%之間，而且在制造過程保持恒定。應(yīng)變量的大小通過應(yīng)力一應(yīng)變轉(zhuǎn)換，采用應(yīng)力值指示。A3導(dǎo)線一具有應(yīng)力轉(zhuǎn)移的成品絞線制造工藝
3.I不退扭絞制鋼芯以初伸長處理裝置為出端，穿過不退扭絞線機中心至絞線機牽引輪間，承力的鋼芯線在連續(xù)均勻的牽引下，產(chǎn)生一個連續(xù)均勻的應(yīng)變量，把安裝于不退扭絞線機絞籠中的鋁導(dǎo)電體，在處于無張力狀態(tài)下，以不退扭形式絞在有應(yīng)變量的鋼芯上。3. 2鋼芯帶張力牽引為保證鋼芯從初伸長處理裝置至絞線機牽引機間存在著連續(xù)均勻的應(yīng)變量，事實上鋼芯是處于連續(xù)均勻的張力下，所以這個張力是連續(xù)恒定的，它均勻的作用在鋼芯上。3. 3成品導(dǎo)線收線當導(dǎo)線離開絞線機的牽引輪時，存在于鋼芯的張力釋放，鋼芯的應(yīng)變消失，回復(fù)至在不受力的原始狀態(tài)，鋁導(dǎo)電體將受壓。成品導(dǎo)線收繞在收線盤上，為避免導(dǎo)線的鋼芯和鋁導(dǎo)電體可能產(chǎn)生的錯動，導(dǎo)線端頭用金屬管壓緊密封。3. 4檢測包裝成品導(dǎo)線質(zhì)量檢測，包裝入庫。實施例
實例I、用于舊線路改造的實例
某220kV輸電線路，原采用導(dǎo)線為LGJ-300/40的鋼芯鋁絞線，總拉斷力92220N，直徑O 23. 94mm,直流電阻0. 09614 Q /km,導(dǎo)線熱膨脹系數(shù)19. 6 X 10_6/°C，70°C時載流量492A，因線路要求增加輸送容量載流量達1000A，且仍采用原輸電線路的路徑和桿塔。經(jīng)計算，選用應(yīng)力轉(zhuǎn)移型特強鋼芯軟型鋁線絞線AF (SZ)+S4A-315+41，總拉斷力95000N，直徑 O22. 30mm,直流電阻0. 0898 Q /km,要求導(dǎo)線的熱膨脹系數(shù)為12. 0 X 10_6/°C，這樣在140°C時，其弧垂與原導(dǎo)線 70°C的弧垂相同，載流量為1056A，全部滿足要求。下面是這種應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線AF (SZ)+S4A-315+41的制造工藝導(dǎo)電體制造選擇鋁> 99. 8%，硅< 0. 05%，鐵< 0. 09%，其余為雜質(zhì)元素的鋁錠，經(jīng)熔化，連續(xù)澆鑄，澆鑄溫度710— 720°C，連續(xù)軋制，開軋500°C，終軋300°C，軋成0 9. 5mm電工鋁桿；在型線拉線機上拉制型單線，截面13. 2mm2，其中15根為S型，9根為Z型，成盤收線，盤具0630111111的機用盤；成盤熱處理,溫度250°C,時間180min ;成品型招線抗拉強度彡 96MPa，導(dǎo)電率彡 62. 5%IACS ；
承力件制造選購特高強度的鋼芯7/2. 73mm，抗拉強度彡1770MPa ;經(jīng)初伸長預(yù)處理，預(yù)張應(yīng)變量0. 4%;鋼芯線由初伸長處理裝置穿過不退扭絞線機至牽引輪，調(diào)節(jié)鋼線應(yīng)變量為0. 30%,并保持； 導(dǎo)線制造把S、Z型電工鋁線，共24盤，裝在不退扭絞線機的絞籠中，在無張力狀態(tài)下絞在帶有應(yīng)變的鋼芯上；連續(xù)恒定牽引，經(jīng)由牽引輪后纏繞在成品收線盤上，用金屬管緊壓導(dǎo)線端部密封。取樣，檢測，包裝入庫。實例2用于新建線路建設(shè)的實例
某500kV新建線路，按輸送容量計算，選擇每相的導(dǎo)線為4XLGJ-400/50導(dǎo)線，LGJ-400/50導(dǎo)線直徑0 27. 63mm,總拉斷力123400N，直流電阻0. 07232 Q/km，熱膨脹系數(shù)19. 3父10_6/1，701時載流量60(^ ;按規(guī)劃，該線路在5年后將要增加80%的輸送容量，即每根導(dǎo)線載流量應(yīng)達1080A，為此可能選用的導(dǎo)線為ACSR-720/50，但其結(jié)果是大大增加投資，經(jīng)反復(fù)比較，采用應(yīng)力轉(zhuǎn)移型特高強度鋼芯軟型鋁線絞線AF(SZ)+S4A-400+52，總拉斷力124000N，直徑0 25. 20mm，直流電阻0. 0707 Q/km，在120°C時的載流量為1107A，能滿足要求，這時至120°C的平均熱膨脹系數(shù)應(yīng)彡14.0X10_6/°C。下面為這種導(dǎo)線制造工藝導(dǎo)電體制造選擇鋁> 99. 8%，硅< 0. 05%，鐵< 0. 09%，余為雜質(zhì)元素的鋁錠，經(jīng)熔化，連續(xù)澆鑄，澆鑄溫度710— 720°C，連續(xù)軋制，開軋500°C，終軋300°C，軋成0 9. 5mm電工鋁桿；在型線拉線機上拉制型單線，截面16. 67mm2，其中15根為S型，9根為Z型，成盤收線，盤具0630111111的機用盤；成盤熱處理,溫度250°C,時間180min ;成品型招線抗拉強度彡 96MPa，導(dǎo)電率彡 62. 5%IACS ；
承力件制造選購特高強度的鋼芯7/3. 08mm，抗拉強度彡1770MPa ;經(jīng)初伸長預(yù)處理，預(yù)張應(yīng)變量0. 4% ;鋼芯線由初伸長處理裝置穿過不退扭絞線機至牽引輪，調(diào)節(jié)鋼線應(yīng)變量為0. 25%，并保持；
導(dǎo)線制造把S、Z型電工鋁線，共24盤，裝在不退扭絞線機的絞籠中，在無張力狀態(tài)下絞在帶有應(yīng)變的鋼芯上；連續(xù)恒定牽引，經(jīng)由牽引輪后纏繞在成品收線盤上，用金屬管緊壓導(dǎo)線端部密封。取樣，檢測，包裝入庫。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)線弧垂取決于承力件的應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線，由鋁導(dǎo)電體絞合在鋼芯承力件所組成，其特征是所述鋼芯承力件，在制造中受一產(chǎn)生伸長應(yīng)變量的應(yīng)變力，所述伸長應(yīng)變量是導(dǎo)線架設(shè)中的伸長應(yīng)變量，承力件從初伸長處理裝置為出端，穿過絞線機至牽引輪的鋼芯線，和安裝在絞線機絞籠中的導(dǎo)電體，由不退扭的方式絞在鋼芯線上構(gòu)成導(dǎo)線，導(dǎo)線從牽引輪離開，繞在收線機的收線盤上，導(dǎo)線端頭用金屬管壓緊密封后，供架設(shè)使用。
2.一種實現(xiàn)權(quán)利要求I的應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線的制造方法，包括對鋁導(dǎo)電體的制造鋁錠選配，控制鋁錠化學(xué)成份，連鑄連軋成電工鋁桿，拉制成型線，熱處理后裝于不退扭的框式絞線機絞籠中；其特征是所述控制鋁錠化學(xué)成份為鋁> 99. 75%，硅< 0. 07%，鐵(0. 10%，余為雜質(zhì)元素；所述連鑄，連續(xù)澆鑄溫度700-730°C ;所述連軋開軋510-480°C，終軋320-250°C，軋成直徑為￠9. 5mm或小12. Omm的電工鋁桿；所述拉制成型線，是電工鋁桿在拉線機上拉成橫截面為S、Z、T或O型線；成盤狀熱處理型鋁單線，處理溫度200-300°C，時間60-240min ;冷卻至室溫待供與承力件絞合。
3.一種實現(xiàn)權(quán)利要求I的應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線的制造方法，包括對承力件的制造選用鋼芯線，經(jīng)初伸長預(yù)處理，從處理裝置上作出端，穿過絞線機至牽引輪，其特征是所述選用鋼芯線，選用抗拉強度> 1770MPa的特高強度鋼芯線；所述初伸長預(yù)處理，其預(yù)應(yīng)變量為0. 2-0. 8%，特高強度絞線機絞籠中由初伸長處理裝置為出端，穿過絞線機至牽引輪，待與鋁導(dǎo)電體絞合。
全文摘要
導(dǎo)線弧垂取決于承力件的應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線和它的制造方法，屬輸電線路用導(dǎo)線設(shè)計、制作技術(shù)領(lǐng)域。其特點是應(yīng)力轉(zhuǎn)移型導(dǎo)線，由鋁導(dǎo)電體絞合在鋼芯承力件所組成，所述鋼芯承力件，在制造中受一產(chǎn)生伸長應(yīng)變量的應(yīng)變力，所述伸長應(yīng)變量是導(dǎo)線架設(shè)中的伸長應(yīng)變量；承力件從初伸長處理裝置為出端，穿過絞線機至牽引輪的鋼芯線，和安裝在絞線機絞籠中的導(dǎo)電體，用不退扭的方式絞在鋼芯線上構(gòu)成的導(dǎo)線。其制造方法，包括對鋁導(dǎo)電體的制造和對承力件的制造，最后兩者絞合。其積極效果是減少線路的能耗；弧垂量小，可以增加輸送能力；節(jié)約桿塔等材料，節(jié)約土地；導(dǎo)線更耐蝕、耐振，壽命更長；性能價格比優(yōu)，可用作線路增容改造，又可作新建線路用。
文檔編號H01B13/00GK102646476SQ20121014879
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者馬景運, 黃豪士 申請人:馬景運, 黃豪士