自阻尼型低风压导线及其制造方法与流程

1.本发明涉及架空线输电导线技术领域，尤其是指一种自阻尼型低风压导线及其制造方法。


背景技术：

2.目前架空输电导线常采用钢芯铝绞线作为电能传输载体，而普通钢芯铝绞线在灾害性大风或者稳定横向微风等工况下会产生一定的安全隐患，例如：在强风作用下易出现输电线路倒杆塔、断线、风偏、污闪、绝缘子脱串和金具断裂等事故；或者在均匀微风作用下，导线背风侧易形成周期性的卡门涡旋激起导线上下震荡，而长时间微风震动而导致导线疲劳断股的事故。因此，现有的架空导线抗风效果不佳，使用寿命低，无法保证输电线路的安全运行。


技术实现要素：

3.为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中架空导线抗风效果不佳的缺陷。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种自阻尼型低风压导线，包括由内至外依次设置的内芯、中部导电线层和外部导电线层，所述中部导电线层绞合在内芯上，所述外部导电线层绞合在中部导电层上，所述外部导电线层包括多股第一导电单线，所述中部导电线层包括多股第二导电单线，所述第二导电单线的横截面呈梯形，所述中部导电线层和内芯之间形成间隙，所述第一导电单线的外表面设置有凹弧部。
5.在本发明的一个实施例中，所述外部导电线层的外表面设置有喷砂层。
6.在本发明的一个实施例中，所述第一导电单线采用硬铝线、铝镁硅合金线或耐热铝合线中的一种。
7.在本发明的一个实施例中，所述内芯采用铝包钢线。
8.在本发明的一个实施例中，所述第二导电单线采用硬铝线、铝镁硅合金线或耐热铝合线中的一种。
9.在本发明的一个实施例中，所述外部导电线层和内芯之间可设置多层中部导电线层，相邻中部导电线层绞向相反，外部导电线层的节径比不大于相邻的中部导电线层。
10.一种自阻尼型低风压导线的制造方法，包括：
11.制备内芯、第一导电单线和第二导电单线，所述第二导电单线的横截面呈梯形，第一导电单线的外表面设置有凹弧部；
12.将多股所述第二导电单线绞合于所述内芯的外表面形成中部导电线层；
13.将多股所述第一导电单线绞合于所述中部导电线层的外表面形成外部导电线层。
14.在本发明的一个实施例中，所述第一导电单线的制备方法为：由连铸连轧机生产出第一耐热合金杆，再将第一耐热合金杆拉制成外表面具备凹弧部的第一导电单线。
15.在本发明的一个实施例中，所述第二导电单线的制备方法为：由连铸连轧机生产
出第二耐热合金杆，再将第二耐热合金杆拉制成横截面呈梯形的第二导电单线。
16.在本发明的一个实施例中，将多股所述第一导电单线绞合于所述导电线层的外表面形成外部导电线层后，在外部导电层的外表面进行喷砂处理以形成喷砂层。
17.本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
18.本发明所述的自阻尼型低风压导线，具有较高的自阻尼性，利于降低风压，提高了导线整体的抗风效果，从而提高了线路运行的安全可靠性。
附图说明
19.为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
20.图1是本发明的自阻尼型低风压导线的结构示意图；
21.说明书附图标记说明：1、内芯；2、中部导电线层；21、第二导电单线；3、外部导电线层；31、第一导电单线；32、凹弧部；4、间隙。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
23.参照图1所示，本发明公开了一种自阻尼型低风压导线，包括由内至外依次设置的内芯1、中部导电线层2和外部导电线层3，中部导电线层2绞合在内芯1上，外部导电线层3绞合在中部导电层2上，外部导电线层3包括多股第一导电单线31，中部导电线层2包括多股第二导电单线21，第二导电单线21的横截面呈梯形，中部导电线层2和内芯1之间形成间隙4；由于第二导电单线21的横截面呈梯形，在第二导电单线21同心绞合在内芯1上时，相邻的第二导电单线21紧压挤靠会自然拱起，从而使得中部导电线层2和内芯1之间自然形成上述间隙4；
24.通过上述间隙4的设置，使得导线振动时内芯1和中部导电线层2之间相互碰撞，增加了耗能效果，即其自阻尼性能优于普通钢芯铝绞线。
25.在其中一个实施方式中，上述间隙4为0.7
±
0.2mm。
26.另外，第一导电单线31的外表面设置有凹弧部32，该设置可增加外表面的粗糙度，降低导线的风阻力系数，从而降低了导线的风压，尤其在高风速(≥35m/s)时，可降低至等直径钢芯铝绞线风阻系数的80％以下。
27.在其中一个实施方式中，外部导电线层3的外表面设置有喷砂层。导线震动时与周围空气存在粘滞摩擦，喷砂处理有效降低导线表面光滑度，增加了粘滞摩擦引起的能量消耗，起到增加耗能作用，从而使得振动消失的快一些；另外，喷砂处理也降低了导线的反射度，减少导线表面反射的太阳光，使得导线外表面呈亚光表面，从而降低光污染。
28.在其中一个实施方式中，第一导电单线31采用硬铝线、铝镁硅合金线或耐热铝合线中的一种。
29.具体的，第一导电单线31采用导电率为61.0％～62.5％iacs的硬铝线、52.5～58.5％iacs的铝镁硅合金线、60.0％iacs的耐热铝合线中的其中一种。
30.在其中一个实施方式中，外部导电线层3的绞向为右向，节径比10～12。
31.在其中一个实施方式中，内芯1采用铝包钢线，铝包钢线的横截面为圆形。内芯可由多股铝包钢线绞合构成，例如，可由一根(高强度)铝包钢线外层同心绞合一层或两层等直径(高强度)铝包钢线制备而成。
32.采用高强度铝包钢线替代传统镀锌钢芯的作用：一方面可在整体承力性能不降低的情况下，有效提高导线导电性，降低输电线路损耗；另一方面可降低导线单位长度质量，提高导线拉力单重比，优化线路弧垂性能；另外采用铝包形式内芯，可避免与外层铝股之间形成电化学腐蚀，从而提高了导线使用寿命。
33.进一步的，当内芯1为7根铝包钢线时，6根层的节径比为16～26，与相邻中部导电层绞向相反；当内芯1为19根铝包钢线时，6根层的节径比为16～26,12根层的节径比为14～22，12根层的绞向与相邻中部导电线层2的绞向相反，其余层绞向符合相邻层绞向相反的要求。
34.在其中一个实施方式中，第二导电单线21采用硬铝线、铝镁硅合金线或耐热铝合线中的一种。
35.具体的，第二导电单线采21用导电率为61.0％～62.5％iacs的硬铝线、52.5～58.5％iacs的铝镁硅合金线、60.0％iacs的耐热铝合线中的其中一种。
36.在其中一个实施方式中，外部导电线层3和内芯1之间可设置多层中部导电线层2，相邻中部导电线层2绞向呈相反布置，外部导电线层3的节径比不大于相邻的中部导电线层2。中部导电线层2的节径比为10～16。
37.本实施例还公开了一种自阻尼型低风压导线的制造方法，包括：
38.制备内芯1、第一导电单线31和第二导电单线21，第二导电单线21的横截面呈梯形；
39.采用框式绞线机将多股第二导电单线21绞合于内芯1的外表面形成中部导电线层2；
40.采用框式绞线机将多股第一导电单线31绞合于中部导电线层2的外表面形成外部导电线层3。
41.在其中一个实施方式中，第一导电单线31的制备方法为：由连铸连轧机生产出第一耐热合金杆，再将第一耐热合金杆拉制成预设直径的外表面具备凹弧部32的第一导电单线31。
42.在其中一个实施方式中，第二导电单线21的制备方法为：由连铸连轧机生产出第二耐热合金杆，再将第二耐热合金杆拉制成预设直径的横截面呈梯形的第二导电单线21。
43.可以理解地，由连铸连轧机生产第一/第二耐热合金杆之前，需进行原料制备，也即进行原料成分的配比混合。
44.与常规铝或铝合金线拉线生产设备、操作方法不同，制备第一导电单线和第二导电单线时，拉线时需进行一定设备改造，并进行如下特殊操作：1、各道次拉线模具需按同规律(型线截面形状)固定；2、拉线过程中单线应按与拉线模具内腔孔形一致的原则紧密整齐缠绕至鼓轮，并借助辅助张力轮涨紧单线，避免型线拉线过程翻转；3、调整拉线机电气控制装置，使设备启停、正常拉线时的收线与排线速度一致，确保高速拉线排线时无局部塌线或压线；4、并制作特殊的型线排线定位轮，确保型线收线时的排线紧密、整齐、不“翻身”。
45.在其中一个实施方式中，采用框式绞线机进行绞合前，需对框式绞线机内部进行
改装：制作尼龙分线板，避免放线过程中型线间的交叉刮碰、弯折扭结；制作与型线截面形状一致且尺寸略放大的分线定位管，避免型线进入分线盘前就已产生自转。型线绞合前，需更换全套耐磨型的尼龙导轮、导嘴，确保其可正常灵活转动，定期检查导轮导嘴质量与转动灵活性，避免型线的刮伤与“卡死”拉断；依据型线截面形状与尺寸特殊定制分线盘定位导轮内槽，消除单线在槽内的晃动；借助分线盘可调导轮限位，避免绞合并线位置处型线“翻身”。
46.在其中一个实施方式中，将多股所述第一导电单线31绞合于中部导电线层2的外表面形成外部导电线层3后，在外部导电线层3的外表面进行喷砂处理以形成喷砂层。喷砂处理时，通过喷砂装置将一定粒度的钢砂高速抛落冲击在外部导电线层3的外表面，使外表面形成一层微小、密集、均匀的凹坑，当光线照射工件表面时，这些凹坑会将光线反射向不同的方向，从而达到亚光效果。
47.本实施例的自阻尼型低风压导线，通过中间导电线层2和外部导电线层3的设计，有效增加了导线的自阻尼性，提高了振动能量消耗，从而有效减小了振动强度与持续时间，避免寿命周期内架空导线发生疲劳断股；另外还可以有效降低导线风阻系数，降低风压，从而减少大风工况下导线的风荷载，间接降低由导线传递至杆塔的风荷载，从而提高了线路运行的安全可靠性、并有效提高了导线耐腐蚀性，降低了杆塔设计强度，也利于降低线路整体投资。
48.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。