7.3节能降噪金具应用
一、技术原理与特点电力金具引起的电晕噪声是输电线路可听噪声的主要来源之一。金具电晕损耗以及传统铁磁性材料金具所固有的涡流和磁滞损耗也已成为线损的主要组成部分。
节能降噪金具以非铁磁性材料替代传统的铁磁性材料，来降低或者消除由铁磁性材料引起的涡流和磁滞损耗，并且通过金具的结构优化、工艺优化、表面质量优化，降低金具电晕噪声。
降噪节能金具与传统的金具相比，具有如下特点：（1）节能环保，减少了电晕损失，降低金具电晕噪声；（2）采用先进的生产工艺，优化的结构形式，技术先进，提高了金具性能指标；（3）金具安全度配置更加优化；（4）应用全寿命周期的理论和方法，综合考虑初期投资和长期运行成本，技术经济优势明显。
降噪节能金具在8条330kV～750kV输电线路试点应用，线路噪声平均降低2.6dB，特别对于原线路噪声在35dB及以上的线路，噪声平均降低3.5dB。对于500kV双回线路按年运行3500h计算，采用节能降噪铝合金线夹和防振锤等金具代替传统的铸铁金具，每百km每年可减少电磁损耗和电晕损耗电量84.2万kWh，以上网电价0.38元/kWh计算，每年可节省约32万元。节能降噪金具每百km增加约50.5万元成本，可在两年内收回。
目前，节能降噪金具技术已经成熟，并在华中和西北等多条输电线路上试点，节能降噪效果明显。在生产能力方面，国内金具生产厂家设计和生产的节能金具已经达到了相关设计、制造技术标准的要求，具备大规模推广应用的条件。
二、适用地点与条件在公司系统内各电压等级新建输电线路及部分改建输电线路工程（重冰区工程除外）中全面应用节能降噪金具，适用于15mm及以下冰区、31m/s及以下风区，1500m以下海拔高度设计条件的输电线路工程。均压环、屏蔽环、间隔棒、防振锤、防晕球等节能金具可适用于平原地区及高海拔地区。
三、推广应用计划
2011年，在公司系统330kV～750kV输电线路中，全面推广应用节能降噪金具。在输电工程的设计、采购、施工、验收等各环节，全面应用金具通用设计，实现输电线路的节能降噪环保目标。
2012年，在220kV输电线路中，全面推广应用节能降噪金具。
四、责任部门
基建部
7.4输电线路防舞防风偏技术
一、技术原理与特点“避、抗、防”是目前实现输电线路防舞、防风偏设计的三种基本途径。实际运行经验表明，加装防舞/防风偏装置是技术、经济更优的方式。线路加装防舞/防风偏装置，在不改变原有线路设计的基础上，通过有针对性的改变结构静、动态特性，提高线路抵抗舞动和风偏灾害的能力，实现防舞和防风偏的功效。
目前国内外应用比较广泛的防舞/防风偏装置有以下几种：相间间隔棒、双摆防舞器、线夹回转式间隔棒、阻尼防舞装置、扰流防舞器、失谐摆和偏心重锤等。国内主要应用前四种。
（1）相间间隔棒：在相间或回路之间使用的一种具有绝缘性能和机械强度的间隔棒。通过间隔棒将各导线机械地连接起来，使各导线的运动相互制约，改变单相导线的振动特征，达到抑制舞动的目的。相间间隔棒抗拉强度高、重量轻，并有一定柔韧性，抗撞击性好，耐污闪电压高。进行综合优化布置，可以同时达到防风偏、防舞动及防脱冰跳跃的功效。根据所用材料和使用线路条件的不同，具有刚性、柔性和分节式等多种类型产品，分别适用于紧凑型线路、500kV普通线路和220kV及以下电压等级。
（2）双摆防舞器：是基于线性稳定性机理研制开发的一种具有良好防舞性能的防舞装置，旨在提高导线系统的动力稳定性，同时兼具压重防舞的功能。通过摆长、摆角和摆锤等参数的综合设计，使得结构满足舞动失稳阈值的要求，达到防舞效果。双摆防舞器造价较低、安装方便。
（3）线夹回转式间隔棒：间隔棒部分线夹可自由（或在一定角度范围内）回转，部分线夹与普通夹头相同，不能自由转动；活动夹头可以改变覆冰导线的覆冰形状，从而改变覆冰导线的空气动力特性，降低气动载荷效果，达到抑制舞动的功能；同时兼具间隔棒和防舞器的双重作用，且不会额外增加输电线路上的集中载荷，对线路的运行应力基本没有影响。
（4）阻尼防舞装置：基于吸能耗能的原理，利用粘弹性阻尼材料实现导线振动能量的耗散，从源头上实现对舞动激发的抑制作用。
（5）扰流防舞器：包括扰流线和绕流器等不同的形式，通过扰流装置改变导线截面特性，使得气动载荷特性发生变化，起到防舞的功能；扰流防舞装置质量较轻、易于安装，对导线的负面影响也很小，但通常造价较高。
（6）失谐摆：失谐摆是基于扭振激发机理，运用失谐效果来调整扭振固有频率，使之与横向振动的高阶固有频率分离，从而防止其耦合而诱发舞动。
双摆防舞器、线夹回转式间隔棒和阻尼防舞器是中国电科院具有独立知识产权的产品。目前，相间间隔棒、双摆防舞器和线夹回转式间隔棒在我国输电线路上已经进入大范围使用阶段，防舞效果良好。相间间隔棒已经由最初主要应用在紧凑型和220kV及以下电压等级线路上，开始在500kV普通线路上使用；双摆防舞器、线夹回转式间隔棒在全网主要舞动区域都有应用。阻尼防舞器进入试点应用阶段。
二、适用地点与条件应用于辽宁、河南、湖北、山东等地容易发生舞动和风偏的输电线路。每种防舞/防风偏产品都有其使用条件和适用范围，需要根据线路的参数以及当地气象条件，因地制宜选用。
三、推广应用计划
相间间隔棒（防舞、防风偏）、线夹回转式间隔棒（防舞）、双摆防舞器、阻尼防舞器等产品，可在各电压等级的输配电线路全面应用。对于阻尼防舞器、可调式相间间隔棒连接金具等新产品，在试点应用的基础上再全面应用。
2011～2012年，在传统易舞地区批量推广应用。
2013年起，在公司范围内全面推广应用。四、责任部门基建部、建设部、特高压建设部、生产技术部
8节能、环保和新材料
8.1碳纤维复合芯导线
一、技术原理与特点架空输电线路目前广泛采用的是钢芯铝绞线。碳纤维复合材料芯导线是用碳纤维复合材料芯取代钢芯，导电材料仍用铝绞线制作的碳纤维复合芯增强铝绞线，简称碳纤维复合芯导线。碳纤维复合芯导线是一种强度高、导电率高、载流量大、线膨胀系数小、弧垂小、质量轻的新型架空线路导线，在电气、机械等诸多方面性能优于普通钢芯铝绞线。它的应用可提高线路载流能力，降低铁塔设计高度，增加杆塔跨度，降低线路损耗，减少线路走廊占地。
碳纤维复合芯导线与钢芯铝绞线相比，具有以下优点：
（1）强度高。一般钢丝的抗拉强度为1240MPa，高强钢丝为1410MPa，而复合芯导线的碳纤维和玻璃纤维混合芯棒，其抗拉强度可达到2399MPa。
（2）导电率高，载流量大。复合芯导线不存在钢丝材料引起的磁损和热效应，在输送相同功率条件下，具有更低的运行温度，可减少输电损失约6%。相同直径时，复合芯导线的铝材截面为常规钢芯铝绞线导线的1.29倍，可以提高载流量29%。
（3）线膨胀系数小，弧垂小。在相同的实验条件下，温度从26.1℃上升到183℃时，常规钢芯铝绞线导线的弧垂从236mm增加到1422mm，增加了5倍；而复合芯导线的弧垂从198mm增加到312mm，仅增加0.57倍。复合芯导线弧垂的变化量仅为常规钢芯铝绞线导线的9.6%，在高温下弧垂不到钢芯铝绞线的1/10。
（4）质量轻。复合材料的密度约为钢的1/4。常规钢芯铝绞线导线单位长度质量为1.632kg/m，而复合芯导线为1.155kg/m。考虑到复合芯导线的铝截面积为常规钢芯铝绞线导线的1.29倍，单位铝材截面积所对应的复合芯导线单位长度质量约为常规钢芯铝绞线导线的70%。
（5）耐腐蚀。碳纤维复合芯导线芯棒为耐酸、耐碱性较好的复合材料，不存在电化学腐蚀。综上，碳纤维复合芯导线重量约为常规钢芯铝绞线的70%，并具有显著的低弧垂特性，高温下弧垂不到钢芯铝绞线的1/10。应用碳纤维复合芯导线可明显降低杆塔高度和重量。自2006年6月第一条碳纤维复合芯导线在福建省220kV线路工程中使用以来，至2009年底，公司系统利用进口的碳纤维复合芯导线或国外技术国内制造的碳纤维复合芯导线，已建成投运116条架空线路工程，线路总长度近3000km。目前，碳纤维缆芯主要依赖进口或引进技术国内生产。国内已具备年产约5000km碳纤维复合芯导线的生产能力。
二、适用地点与条件以热稳定极限为输电瓶颈的中短距离线路的增容改造，可通过更换碳纤维导线大幅提高其输电能力，节省投资。特别是在城市周边等地区，应用碳纤维导线可减少输电走廊的征用，在保障供电的同时有效节约土地资源。
碳纤维复合芯材料，其弯曲性能有一定局限性，破坏模式为脆性破坏。在推广应用中需要注意对其疲劳、寿命等继续进行试验研究。
国内技术与国外专利存在一定争议，而且碳纤维复合芯导线价格约为常规钢芯铝绞线的5～6倍，在推广应用上中须注意处理推广速度与降低建设成本之间的关系。随着技术进步和用量增加，碳纤维复合芯导线仍有较大的降价空间。
三、推广应用计划架空线路增容改造工程，经过技术经济比较，因地制宜采用碳纤维复合芯导线。
2011～2013年，建设66kV、110kV、220kV、330kV、500kV碳纤维复合芯导线示范工程各一条（段），建设特殊线路（大跨越、重覆冰区、同塔多回线路）示范工程各一条（段）。取得成熟运行经验后，经技术经济比较具有优势时，逐步在新建线路中推广。
四、责任部门
生产技术部、基建部、物资部
