分裂導線輸電好處多

華峰

大家在旅行的過程中，在欣賞沿途美景的同時，相信肯定會看到一座座巨人般的鐵塔擎起了一根根高壓線向遠處延伸。在一些超高壓（220 kV及其以上的電壓）的輸電鐵塔上，如果大家注意觀察還會發(fā)現(xiàn)每相采用兩根或兩根（通常為三四根）以上并聯(lián)的導線。并且每隔一定的距離，導線間還要安裝一個間隔棒。這種每相采用兩根或兩根以上導線的輸電線稱為分裂導線。超高壓輸電線路為抑制電暈放電和減少線路電抗所采取的一種導線架設(shè)方式，即每相導線由幾根直徑較小的分導線組成，各分導線間隔一定距離并按對稱多角形排列。超高壓輸電線路的分裂導線數(shù)一般取3～4根。不知大家想過沒有，為什么高壓輸電每相要采用分裂導線呢？它有哪些好處呢？

一、使用分裂導線能夠提高線路的輸電能力

因為與單根導線相比，分裂導線能使輸電線的電感減小、電容增大，從而使其對交流電的阻抗減小，進而提高了線路的輸電能力。大量的實驗研究結(jié)果表明：當每相導線總的橫截面積大小恒定時，從單根導線過渡到分裂導線，線路的輸送能力便會隨之有較大的增加。當每相分裂為兩根導線時，輸電能力可提高20%以上，分裂為三根導線時則可提高30%以上。

二、限制電暈的產(chǎn)生及其帶來的相關(guān)危害

電流在導體中有一個特性叫“集膚效應(yīng)”（也叫趨膚效應(yīng)），即電荷總是集中到導體的表面流動，導體表面的電流密度比中心大。高壓輸電線路的負荷電流很大，如果只用單股導線就需要很大的截面積才能滿足載流量，而且容易產(chǎn)生電暈，熱量也不易散去。

由于超高壓輸電線的周圍會產(chǎn)生很強的電場，而架空導線的主要絕緣介質(zhì)是空氣。因此當導線表面的電場強度達到一定數(shù)值時，該處的空氣就很有可能被電離成導體，從而發(fā)生放電現(xiàn)象。當發(fā)生這種放電現(xiàn)象時，如果是在夜間，人們常?？梢钥吹礁邏壕€周圍籠罩著一層綠色的光暈（電暈）。會發(fā)生這種現(xiàn)象，其實是在高壓線路中的一種尖端放電現(xiàn)象。電暈的出現(xiàn)會消耗一定的電能，即造成電暈損耗，從而導致電能的白白損失和浪費。

電暈的產(chǎn)生除了損耗輸電功率外，還會產(chǎn)生電磁輻射，造成對無線電臺、導航設(shè)備及電視信號的干擾，會顯著地影響電磁環(huán)境的正常狀態(tài)，有時還會產(chǎn)生使人感到煩躁不安的電暈噪聲。此外，電暈還將使導線表面產(chǎn)生電腐蝕，這會大大地降低輸電線的使用壽命。因此，在設(shè)計和運行超高壓輸電線路時，應(yīng)盡可能地避免電暈的產(chǎn)生。

由于電暈的產(chǎn)生主要取決于導線表面的電場強度的大小，而在相同的工作電壓下，導線表面的電場強度大小又與其截面有關(guān)：當導線的截面越大時，其表面的場強則越??；反之則越大?？梢娫龃髮Ь€的截面是解決電暈問題的一種極好的思路。然而對于超高壓線路來說。單純依靠增大導線截面的辦法來限制電暈的產(chǎn)生是很不經(jīng)濟的，這就需要另辟蹊徑?？萍既藛T經(jīng)過深入地研究和實驗發(fā)現(xiàn)：若采用分裂導線，可顯著地降低導線表面的場強。在減小電場強度的同時，單分裂導線可以達到和該分裂導線一樣粗細的單導線同樣的效果。可見分裂導線相當于增大了每相導線的直徑，從而可限制電暈的產(chǎn)生及其帶來的相關(guān)危害。

分裂導線一般是將每相導線用2～4根截面較小的導線組成，分導線間相距0.3～0.5米，可以起到相當于增大導線直徑的作用，相比總橫截面積相同的單根導線，不容易產(chǎn)生電暈，輸電能力更高。

三、使用分裂導線能提高輸電的經(jīng)濟效益

采用分裂導線技術(shù)不僅能有效地減小電暈損耗，而且在電暈條件相同的電場強度下，分裂導線可允許在超高壓輸電線上采用更小截面的導線，所以采用分裂導線會極大地降低輸電成本。在許多國家進行的運行經(jīng)濟比較的結(jié)論中，都做出了關(guān)于超高壓遠距離輸電線路采用分裂導線更經(jīng)濟合理的結(jié)論。如在瑞典，把導線分裂成兩根的輸電成本要比不分裂的低2%～14%。

分裂導線可使導線周圍磁場分布改變，從而等效地增大了導線半徑，減小了導線電抗；同時也改變了導線周圍的電場分布，使導線的電納也相應(yīng)增大（因?qū)w的載流量與導體的散熱能力成正比，而散熱能力又與導體的表面積有關(guān)）。將分裂導線應(yīng)用于低壓配電網(wǎng)，可以減少電壓降，有效地提高線路的自然功率因數(shù)，從而改善中低壓電網(wǎng)的電能質(zhì)量。所以分裂導線把單相電流用多股截面較小的導線并聯(lián)起來傳輸，把大電流平均分布到幾股導線上，使得所需的截面積大大減小，一方面降低了導線制造成本，一方面又提高了導體的利用率。

四、提高超高壓輸電線路的可靠性

超高壓輸電線路的穩(wěn)定性要求很高，而它所經(jīng)過地區(qū)的地表條件和氣候往往很復雜。如果采用單根導線，若它某處存在缺陷，引起問題的幾率較大。相反，多根導線在同一位置都出現(xiàn)缺陷的可能性很小，所以應(yīng)用分裂導線可以提高線路的穩(wěn)定性。

分裂導線主要應(yīng)用于330kV及以上電壓的線路上。我國330kV線路采用雙分裂導線。綜上所述，在超高壓輸電中采用分裂導線的確有很多優(yōu)點，所以這一技術(shù)已被我國和其他國家廣泛采用。