[发明专利]一种建立扩径导线跳股判据的方法

说明书

技术领域

本发明属于输电导线技术领域，具体涉及一种建立扩径导线跳股判据的方法。

背景技术

与截面基本相同的圆线同心铰架空导线相比，外径扩大了的导线称为扩径导线。扩径导线主要分为支撑型扩径导线与疏绞型扩径导线两类。前者一般指在钢芯外挤包高密度聚乙烯，形成具有支撑和扩径作用的芯线，在其外层采用“Z”形铝型线，在临外层采用“S”形铝型线进行绞合的导线；后者一般与常规同心绞架空导线相比，邻外层和内层少绞合若干根单线而构成稳定结构的导线。

扩径导线主要用在特高压线路、高海拔、人口密集的地区，有利于节约线路走廊、降低电晕噪声，在国内外某些对环境保护等有特殊要求的地区具有广阔的市场前景。例如，当输送容量、电压、分裂数、子导线间距不变的情况下，略微增大导线直径即可降低电晕噪声满足周围环境要求。

扩径导线具有截面不稳定的特性，能否提高其截面稳定性，是制约扩径导线应用的主要瓶颈之一。实际工程应用中，扩径导线截面不稳定主要体现在防线过程中在张力作用下发生跳股现象。

文献《750kV输电用扩径型钢芯铝绞线关键技术探讨》（蒋陆肆等，750kV输电用扩径型钢芯铝绞线关键技术探讨，电线电缆，2005年第六期，pp.16-19）指出扩径导线机构是否稳定取决于两个因素：一是支撑层铝线分布的均匀性，二是绞线节距的选择。但是，该文献并未给出扩径导线跳股的本质原因，通过多次过滑轮试验给出的结论仅适合于所列各导线，不一定涵盖截面稳定性更好的导线规格。该方案缺点在于：扩径导线跳股的本质原因并未明确，所给出的选取扩径导线稳定结构参数的方法主要依据经验。若根据该文献的方法进行扩径导线参数优化，需要进行大量的试验，造价高昂。另外，所选取的截面稳定型扩径导线不一定是最优的。仅依靠试验和经验，将不可避免的舍弃某些截面稳定性较好的扩径导线结构形式。另外，所选取的截面稳定型扩径导线不一定是最优的。

申请号为201110217747.9的发明专利公开了一种空心型扩径导线，铝线层采用“Z型”、“Y型”、“C型”或“T型”线的结构；该结构可实现较大扩径率，结构稳定，自支撑性能好，成本低且制造简单，但因无法经受张力放线而只适用于变电站母线或输电线路的跳线。

申请号为201020690241.0的实用新型专利公开了一种1000kV交流特高压同塔双回路扩径导线，该双回路扩径导线从内到外依次包括芯层、内层、邻外层和外层，芯层由多根钢线彼此绞绕构成，内层、邻外层和外层分别由多根铝线彼此绞绕构成。外层的铝线直径大于邻外层的铝线直径，且大于内层的铝线直径。外层的节径比小于等于邻外层的节径比，邻外层的节径比小于等于内层的节径比，内层的节径比小于等于芯层的节径比。改实用新型给出了一种疏绞型扩径导线，并给出了各层节劲比的限制条件。

但是，上述两个专利均未讨论扩径导线的截面稳定性问题，也没有说明所给扩径导线在何种结构下处于稳定状态且适合于实际工程应用。因此，两个专利文献给出的扩径导线很难应用于实际工程中，需要提出一种合理选取截面稳定性较好的扩径导线结构的方法来优化扩径导线结构。

综上所述扩径导线的应用需要解决如下问题：（1）明确扩径导线跳股的机理；（2）给出扩径导线跳股判据；（3）根据扩径导线稳定性判据给出扩径导线的优化结构。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种建立扩径导线跳股判据的方法，解决现有技术中扩径导线应用需要解决的问题，并根据该方法给出了两种截面稳定性扩径导线结构，解决了相关对比文献需要进行大量试验、可能漏选优化的导线结构、无法给出截面稳定性扩径导线的缺点。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

提供一种建立扩径导线跳股判据的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：确定扩径导线的结构参数，并建立相应的有限元模型；

步骤2：对扩径导线试件进行过滑车试验；

步骤3：建立扩径导线跳股判据。

所述扩径导线包括支撑型扩径导线与疏绞型扩径导线。

所述步骤1中，扩径导线的结构参数包括扩径导线层数、各层节劲比、单丝线径和抽股数。

所述步骤1中，根据扩径导线的结构参数，选用BEAM188梁单元建立扩径导线的有限元模型；目标单元采用TARGE170，同层绕线间的接触单元采用CONTA176，相邻层绕线之间的接触单元采用CONTA176。