楊 懷，鞠 霖，孫 強，王 敏，王育路，夏新茂，康建國

(1.無錫華能電纜有限公司，江蘇 無錫214105;2.陜西省電力公司規(guī)劃評審中心，陜西 西安710065;3.新疆電力公司，新疆 烏魯木齊830002;4.新疆送變電工程公司，新疆烏魯木齊830049)

0 引言

在我國大力推進“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網”以及積極發(fā)展特高壓電網建設的趨勢下，面對電力資源分布不均、電力輸送容量增加及輸電線路的加長，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定問題日益突出。超高壓、遠距離的輸電線路建設已成為今后的發(fā)展趨勢，超高壓、特高壓線路更容易產生電暈，不但消耗大量電能，同時其無線電干擾和可聽噪聲嚴重影響生態(tài)環(huán)境。國際上通常采用增加導線外徑和提高導線表面光潔度來解決。西北高海拔特高壓輸電線路所需的導線截面達不到限制電暈要求的外徑，只能采用加大導線的規(guī)格和增加導線分裂根數(shù)來解決，這就需要消耗更多的金屬材料，不但增加了桿塔的荷載，也增加了工程造價。擴徑導線是以滿足輸電容量為基準，采取支撐層疏繞或抽股等方式來擴大導線的外徑，在保證電暈所要求的導線外徑前提下，來減少金屬材料用量，減輕鐵塔荷載，降低工程投資。

1 型線擴徑導線的結構及特性

1.1 結構

型線擴徑導線支撐層采用梯形型線疏繞絞合，實現(xiàn)擴徑，外層用“Z”形型線緊密絞合，來提高導線表面光潔度及圓整度，結構如圖1所示。圓線擴徑導線是對支撐層鋁線進行抽股來實現(xiàn)擴徑，外層依然用圓鋁線緊密絞合，結構如圖2所示。

1.2 特性

(1)型線擴徑導線內層采用梯形型線疏繞絞合，外層采用“Z”形型線緊密絞合，使得導線的結構圓整，導線表面接近一個圓柱面，可提高導線的起暈電壓;而圓線擴徑導線的表面會有不規(guī)則的圓弧，增加了起暈機率。

(2)外層“Z”形型線絞合，單線間互相咬合，不易出現(xiàn)因支撐層滑移而導致外層鋁線凹陷、拱起等缺陷，可提高導線抗電暈及無線電干擾能力。

圖1 型線擴徑導線的結構圖

圖2 圓線擴徑導線的結構圖

(3)支撐層梯形型線絞合，單線與層面間為面接觸，單線不易出現(xiàn)位移和滑動等現(xiàn)象，導線結構更穩(wěn)定。

(4)型線絞合的支撐層單線之間的間隙(有效支撐點的長度)較常規(guī)圓線小，給外層單線提供更大的支撐面。

(5)型線擴徑導線的結構設計參照同型號圓線擴徑導線，鋼芯截面、導線外徑等均與圓線擴徑導線一致，使其施工工藝、施工機具及配套金具與圓線擴徑導線通用性較強。

型線擴徑導線結構穩(wěn)定，表面圓整，具有提高導線的起暈電壓，降低線路損耗和導線表面場強，減少金屬材料用量等優(yōu)勢。穩(wěn)定的結構還可避免施工過程中因單線滑移、受力不均引起的松股、跳股、“起燈籠”等缺陷。

2 生產及質量控制

2.1 拉絲設備的選擇

硬鋁型線的生產主要是靠拉拔成型，由于型線接觸面積大，變形不規(guī)則，拉制過程中模具的發(fā)熱量高，所以對拉拔過程中潤滑、冷卻要求更高。因此，拉絲設備的選擇很重要，我公司在硬鋁型線拉拔中選擇了非滑動高速拉絲機，拉絲機潤滑油量根據速度自動調節(jié)，各道模具的出線速度根據張力反饋系統(tǒng)自動調節(jié)，從而真正實現(xiàn)非滑動式拉絲。非滑動拉絲減少了鋁線與鼓輪的摩擦，單線外觀質量好且強度有保證，生產效率更高。

2.2 拉絲模具的設計

型線通常采用硬質合金模，目前也有在硬質合金模內孔表面涂覆納米金剛石復合涂層的。?？壮叽绺鶕a品規(guī)格要求設計，截面的工藝裕度一般控制在2%～3%。模具分為潤滑區(qū)、工作區(qū)、定徑區(qū)和出口區(qū)。型線拉拔過程中發(fā)熱量高，因此，異型模具與普通圓線模具相比，潤滑區(qū)的角度要大，定徑區(qū)的長度要稍短。

2.3 絞線設備的選擇

型線絞合應采用無退扭功能的絞線機，如框絞機、叉絞機。我公司采用分段式框絞機進行生產，每節(jié)框體采用獨立電機傳動，絞合節(jié)距可以任意調節(jié)，調節(jié)精度可控制在1mm;線盤放線帶張力放線，放線張力采用氣動張力控制，并配有比例閥自動張力調節(jié)器，保持單線展放張力穩(wěn)定，有效提高型線絞合的緊密度和平整度，從而保證絞合質量。

2.4 定位裝置的使用

為了確保單線在進入并線模前不發(fā)生翻轉，需對型線單線進行定位。通常從線盤出來就要對單線進行定位，確保單線在絞籠圓周方向的線形排列一致。在絞籠前端安裝有一套定位裝置，該裝置具有分線及防翻轉功能，在絞合時，將鋁線通過定位裝置固定，再對單線進行預扭，扭轉方向與絞合方向相同，扭轉角度為360°或720°，根據線盤上單線的排列情況，也可為 180°或 540°。

2.5 電工圓鋁桿的軋制

軋制鋁桿選用Al 99.70鋁錠，并對原材料成份進行分析，按成份下發(fā)配料單，確保鋁錠的鋁含量及各雜質含量符合相關標準規(guī)定，熔煉時應投入適量的硼鋁合金進行硼化處理，熔煉結束要用氮氣底吹精煉后把渣，再靜置15～25 min，然后進行軋制，通過調整結晶輪的冷卻水流量，將進軋溫度嚴格控制在470～500℃間，并通過控制皂化液的水溫控制終軋溫度，終軋溫度控制在250℃以下，以防鋁桿產生自退火。型線拉拔過程中抗拉強度損失較大，鋁桿強度應適當提高，一般控制在120～125 MPa。

2.6 型線的拉制

要保證鋁線的機械性能和電性能，除了鋁桿自身質量、拉拔溫升以及潤滑條件要嚴格控制外，模具的合理設計及配模也非常重要， 型線拉拔模具工作區(qū)頂角應控制在22°～24°，平均道次壓縮率控制在25% ～27%，對提升拉拔速度及保證拉制鋁線性能最有利。

在型線拉拔過程中，還要注意其外觀、截面和強度的控制，外觀主要是靠模具的光潔度來保證，同時也要避免鋁線在設備、工裝等金屬表面產生擦傷、刮傷。拉絲機應配備拉絲油離心式過濾系統(tǒng)，以過濾油中的鋁粉，拉絲油中鋁粉過多，容易在模具中形成鋁瘤，影響單絲表面質量。

2.7 導線的絞制

型線擴徑導線的支撐層絞合不同于普通導線，它要求鋁單線疏繞絞合，單線間間隙均勻。如按照常規(guī)絞合方式絞合，會出現(xiàn)單線間隙不均，還可能出現(xiàn)多根鋁線并列接觸在一起。所以在定位裝置與并線模之間增加了一道輔助分線裝置，其結構是一個圓盤，上有均勻分布的斜孔，其位置靠近壓模，使進入壓模的型線形成均勻的固定間距，且確保單線與層間是面接觸，不產生滑移。

在框體內安裝有酚醛樹脂護線管，確保鋁線在走線過程中不會擦傷。并線模采用軟質材料如硬質木頭、尼龍等，以減少導線絞制過程中的擦痕，為確保導線表面不會擦傷，生產過程中牽引輪應采用帆布進行包覆處理。

3 結束語

型線擴徑導線是在滿足經濟電流密度的情況下，通過增加導線外徑，改善導線表面質量來降低特高壓輸電線路的電暈損失。導線支撐層采用梯形型線疏繞，外層采用“Z”形型線絞合，改善了導線的結構，不易出現(xiàn)支撐層滑移，外層鋁線松股、跳股、“起燈籠”等現(xiàn)象。型線擴徑導線可起到節(jié)能減排的作用，又能降低輸電線路對沿線環(huán)境的影響，對建設“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”電網有重大意義。該產品將會在后續(xù)的超高壓線路建設中得到廣泛的使用，經濟及技術優(yōu)勢將得以充分發(fā)揮。