一種橢圓截面低風壓導線的製作方法

2023-07-26 16:46:01 3

本發明涉及一種導線，具體講，涉及一種橢圓截面低風壓導線。

背景技術：

架空輸電線路通過導線把電能從發電端送至受電端，在傳輸電能的同時也不可避免地消耗掉一部分能量，我國的發電基地大部分集中在西部，而用電的負荷中心，主要的工業城市、工礦企業卻集中在東部沿海一帶，長距離的大規模送電，對線路節能、減少能耗更顯得十分重要。

隨著我國西電東送戰略的實施，途徑西北大風區的輸電線路越來越多，西北大風條件對輸電線路運行的安全性和可靠性提出了更高的要求，特別是新疆、甘肅和寧夏等屬於強風區的地方，強風持續時間長且風速均勻平穩。現有輸電線路的運行情況表明，西北地區持續惡劣的大風條件下，導線微風振動持續時間比其他地區更持久、振動幅度更大、頻率範圍更寬，且風偏、次檔距振蕩等現象也呈現頻發的趨勢。

架空輸電線路中導線受到的風壓約佔整個輸電線路受到風壓的50％～70％，除了導線本身的強度要抵抗得住風載的作用以外，導線的支撐物(杆塔)也必須承載得住導線傳遞過來的風載荷及其杆塔本身受到的風載荷的聯合作用。導線的風壓對鐵塔基礎和塔身本體的強度設計有著重大的影響，長期以來，輸電線路工作者始終關注著降低導線風壓的問題，力求用一種較為簡便的方法使導線風壓降到最小。在輸電線路的總體設計中，輸電導線的風荷載計算具有舉足輕重的地位，對於用量最大的懸垂型輸電塔而言，風荷載是結構的控制荷載。降低導線所受的風荷載，可以減小輸電線路杆塔結構的造價。強風條件下，單依靠提高結構強度來實現降低風載荷需要較大的資金投入，且抗風效果具有局限性。

研發低風壓導線，通過改變導線本身的特性來降低風壓是非常有效的一種途徑，具有廣泛的實踐應用前景。同時實現低風壓導線在普通地區的推廣應用，可大幅度的降低結構設計載荷，從而降低線路建設成本，大幅節省投資，應用前景和經濟效益巨大。因此降低導線風壓對於降低線路造價及提高線路運行的安全性具有重要的意義。

技術實現要素：

本發明的目的是克服上述現有技術不足，提出一種橢圓截面低風壓導線，其施工工藝簡單，便於操作，並且能夠工業化應用，可降低輸電線路運行成本，具有降低導線風壓的技術效果。

為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：

一種橢圓截面低風壓導線，由加強芯及外層絞合的疊層導電單線組成，導線橫截面為橢圓形，所述疊層導電單線包括內層導電體、中層導電體及外層導電體；構成所述內層導電體、中層導電體及外層導電體的導電單線的截面是型線結構；所述外層導電體按導電單線截面等角度或等截面方式緊密絞合；所述內層導電體和中層導電體為寬高比1.25～1.5的型線結構截面的導電單線絞合組成圓形截面。

進一步的，所述加強芯為特高強度鍍鋅鋼線、高強度鋁鎂矽合金線、鋁包鋼線或鋼線絞合而成的芯線。所述芯線至少為7根。

進一步的，所述導電單線為鋁線、耐熱鋁合金線、超耐熱鋁合金線或鋁鎂矽合金線。

進一步的，所述耐熱鋁合金線為按質量百分比計的下述組份：0.6-0.9％，銅；0.01-0.02％，鐵；0.0003-0.0008％，碳；0.001-0.003％，鈦；0.001-0.002％，釩；0.008-0.0.010％，鎳；0.05-0.08％，鎢；餘量為鋁及不可避免的雜質。

進一步的，所述內層導電體和中層導電體的導電單線採用「t」型結構組合。

進一步的，所述加強芯外依次緊密包裹有內層導電體、中層導電體和外層導電體。

進一步的，所述外層導電體由型線結構的導電單線絞合成橢圓形截面。所述橢圓形截面長軸處的外層導電體的導電單線截面為倒圓角形。所述倒圓角半徑為導電單線等效直徑的1/4～1/3。所述導電單線等效直徑為1.25mm～6mm。

與最接近的現有技術相比，本發明提供的技術方案具有如下優效果：

1、本發明中導線截面為橢圓形，導線外層導電單線採用等角度或等截面設計，與具有相同截面積的傳統導線(圓形截面導線)相比，本發明中的方案具備更好的氣動特性，能顯著降低風壓係數，具有低風壓、低噪音的技術效果。

2、本發明中導線橢圓截面長軸處的外層導電單線採用倒圓角，一方面可更 好控制型線結構導電單線的截面積，另一方面可增加導線表面的粗糙度，提升導線的抗風壓性能。

3、本發明中的技術方案該導線的製造和施工工藝簡單，便於操作，實用性強，生產成本低。

4、本發明中的低風壓導線顯著降低導線在高風速下的風阻力係數，使其在低風速下(≤25m/s)風阻力係數比普通導線風阻力係數降低10％～20％，在高風速下(≥25m/s)風阻力係數比普通導線風阻力係數降低30％～60％。

5、採用本申請的材料製備的導電單線，具有更強的耐熱、高強度、耐腐蝕的性能，對降低風壓係數起到積極的效果。本申請中的導電單線導電率為60～65％iacs，連續使用溫度200℃時其抗拉強度≥280mpa。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1外層導電體的導電單線截面為等角度的型線結構示意圖；

圖2外層導電體的導電單線截面為等截面的型線結構示意圖；

圖中：1、加強芯；2、內層導電體；3、中層導電體；4、外層導電體。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

實施例1

如圖1所示，一種橢圓截面低風壓導線，外層導電體中的導電單線截面為等角度的型線結構，即外層導電體中的導電單線是按照導電單線截面相等的角度數來絞合排列組成的。

由內至外依次為加強芯及外層絞合的3層的導電單線，導電單線絞合後形成的導線截面為橢圓形，外層絞合的導電單線為內層導電體、中層導電體及外層導 電體；外層導電體的導電單線截面為等角度的型線結構。內層導電體和中層導電體是導電單線截面寬高比為1.25的型線結構絞合組成圓形截面。

加強芯為特高強度鍍鋅鋼線絞合而成的芯線。芯線為7根。

導電單線為鋁線。內層導電體和中層導電體的導電單線採用「t」型結構組合。加強芯外依次緊密包裹有內層導電體、中層導電體和外層導電體。外層導電體由型線結構的導電單線絞合成橢圓形截面。橢圓形截面長軸處的外層導電體的導電單線為倒圓角形。倒圓角半徑為導電單線等效直徑的1/3。導電單線等效直徑為2mm。

實施例2

如圖2所示，一種橢圓截面低風壓導線，外層導電體中的導電單線截面為等截面的型線結構。即外層導電體中的導電單線是按照導電單線截面相等的面積來絞合排列組成的。

由內至外依次為加強芯及外層絞合的3層的導電單線，導電單線絞合後形成的導線截面為橢圓形，外層絞合的導電單線為內層導電體、中層導電體及外層導電體；外層導電體的導電單線截面為等截面的型線結構。內層導電體和中層導電體是導電單線截面寬高比為1.5的型線結構絞合組成圓形截面。加強芯為高強度鋁鎂矽合金線絞合而成的芯線。芯線為7根。

導電單線為鋁鎂矽合金線。內層導電體和中層導電體的導電單線採用「t」型結構組合。加強芯外依次緊密包裹有內層導電體、中層導電體和外層導電體。外層導電體由型線結構的導電單線絞合成橢圓形截面。橢圓形截面長軸處的外層導電體的導電單線為倒圓角形。倒圓角半徑為導電單線等效直徑的1/4。導電單線等效直徑為6mm。

實施例3

一種橢圓截面低風壓導線，外層導電體中的導電單線截面為等截面的型線結構。即外層導電體中的導電單線是按照導電單線截面相等的面積來絞合排列組成的。

由內至外依次為加強芯及外層絞合的4層的導電單線，導電單線絞合後形成的導線截面為橢圓形，外層絞合的導電單線為內層導電體、中層導電體及外層導電體；外層導電體的導電單線截面為等截面的型線結構。內層導電體和中層導電 體是導電單線截面寬高比為1.4的型線結構絞合組成圓形截面。加強芯為鋁包鋼線絞合而成的芯線。芯線為7根。

導電單線為耐熱鋁合金線。耐熱鋁合金線為按質量百分比計的下述組份：0.6％，銅；0.01％，鐵；0.0003％，碳；0.002％，鈦；0.001％，釩；0.008％，鎳；0.06％，鎢；餘量為鋁及不可避免的雜質。採用該組份的耐熱鋁合金線製成的導電單線具有更好的耐熱、高強、耐腐蝕等優異性能，對降低風壓係數起到積極的效果。該導電單線的導電率為65％iacs，連續使用溫度200℃時其抗拉強度≥280mpa。

內層導電體和中層導電體的導電單線採用「t」型結構組合。加強芯外依次緊密包裹有內層導電體、中層導電體和外層導電體。外層導電體由型線結構的導電單線絞合成橢圓形截面。橢圓形截面長軸處的外層導電體的導電單線為倒圓角形。倒圓角半徑為導電單線等效直徑的2/7。導電單線等效直徑為4mm。

實施例4

一種橢圓截面低風壓導線，外層導電體中的導電單線截面為等角度的型線結構。即外層導電體中的導電單線是按照導電單線截面相等的角度數來絞合排列組成的。

由內至外依次為加強芯及外層絞合的3層的導電單線，導電單線絞合後形成的導線截面為橢圓形，外層絞合的導電單線為內層導電體、中層導電體及外層導電體；外層導電體的導電單線截面為等角度的型線結構。內層導電體和中層導電體是導電單線截面寬高比為1.3的型線結構絞合組成圓形截面。

加強芯為高強度鋁鎂矽合金線絞合而成的芯線。芯線為9根。

導電單線為耐熱鋁合金線。耐熱鋁合金線為按質量百分比計的下述組份：0.9％，銅；0.02％，鐵；0.0008％，碳；0.003％，鈦；0.001％，釩；0.0.010％，鎳；0.08％，鎢；餘量為鋁及不可避免的雜質。採用該組份的耐熱鋁合金線製成的導電單線具有更好的耐熱、高強、耐腐蝕等優異性能，對降低風壓係數起到積極的效果。該導電單線的導電率為62％iacs，連續使用溫度200℃時其抗拉強度≥280mpa。

內層導電體和中層導電體的導電單線採用「t」型結構組合。加強芯外依次緊密包裹有內層導電體、中層導電體和外層導電體。外層導電體由型線結構的導 電單線絞合成橢圓形截面。橢圓形截面長軸處的外層導電體的導電單線為倒圓角形。倒圓角半徑為導電單線等效直徑的3/10。導電單線等效直徑為3mm。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均在本發明待批權利要求保護範圍之內。