電力金具能耗與節(jié)能的探討

王剛

摘要：在電力輸配電線路中，電力金具是非常重要的部件，保證電力輸送的安全和穩(wěn)定，但是在運(yùn)行中不同金具產(chǎn)生的能耗也不同，為了降低生產(chǎn)成本，下面就分析電力金具能耗與節(jié)能情況，希望給有關(guān)人士一些借鑒。

關(guān)鍵詞：電力；金具能耗；節(jié)能措施

參考有關(guān)接續(xù)金具的電阻情況，就可以判定大量能耗的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中提出了接續(xù)管、壓縮型耐張線夾、絕緣穿刺線夾、并溝線夾四類金具的評(píng)價(jià)系數(shù)，相對(duì)而言，這里面的絕緣穿刺線夾系數(shù)相對(duì)較高，工作人員也是考慮到國內(nèi)相同類產(chǎn)品的制造水平，從而給出了一個(gè)合理值。

1分析電力金具能耗的測試

1.1分析非電氣接續(xù)類金具能耗的測試情況

對(duì)于非電氣接續(xù)類金具而言比較特殊，和電氣接續(xù)類金具相比，這種金具不會(huì)承載電流，接續(xù)類金具一次通電之后就可以測得其實(shí)際能耗，而這種非電氣接續(xù)類金具必須進(jìn)行2次通流試驗(yàn)，計(jì)算能耗時(shí)技術(shù)人員選用了差值法。測試中進(jìn)行2次通流時(shí)，相關(guān)的試驗(yàn)條件都不能發(fā)生變化，主要包括環(huán)境溫度條件，風(fēng)的速度，日照強(qiáng)度，測試的電流值等，如果測試環(huán)境出現(xiàn)變化，當(dāng)沒有一為導(dǎo)線安裝金具時(shí)，其會(huì)和已經(jīng)安裝金具的導(dǎo)線能耗出現(xiàn)變化，因此選用差值方法計(jì)算得到的金具能耗就會(huì)出現(xiàn)一定的誤差，工作人員為了有效減小單個(gè)試樣測量誤差，在測試標(biāo)準(zhǔn)中有明確的規(guī)定，使用的試樣數(shù)量必須在5個(gè)以上。對(duì)于非電氣接續(xù)類金具而言，其屬于磁損耗，因此對(duì)試驗(yàn)場所有特殊的要求，在場所內(nèi)不能存在金屬類制品，除此之外，有必要確保各個(gè)試樣的間距，一般控制在0.5 m以上，如果試驗(yàn)間距較近，試樣之間就會(huì)出現(xiàn)相互磁干擾問題，甚至發(fā)生熱效應(yīng)問題。對(duì)于這一類的金具而言，評(píng)價(jià)其節(jié)能評(píng)價(jià)同樣相對(duì)于導(dǎo)線而言，即金具能耗相對(duì)于單位長度導(dǎo)線能耗的比值為判定值。測試中主要統(tǒng)計(jì)鐵磁類金具、非磁性金具的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，再結(jié)合經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)所制定的不同規(guī)格的防振錘、間隔棒、螺栓型耐張線夾、懸垂線夾評(píng)價(jià)系數(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)系數(shù)中，試驗(yàn)導(dǎo)體標(biāo)稱截面面積就是這一金具設(shè)計(jì)使用的最大規(guī)格導(dǎo)線截面積。

1.2分析評(píng)價(jià)電氣接續(xù)類金具耗能的方法

對(duì)于電氣接續(xù)類金具而言，其是通流元件，在測試中金具的載流量是一個(gè)重要指標(biāo)，因此在測試過程中，一定要控制好三個(gè)因素，分別是風(fēng)速、日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度，由此可見，進(jìn)行測試時(shí)，要關(guān)閉測試室內(nèi)的門窗，不能在通風(fēng)的環(huán)境中進(jìn)行，同時(shí)要求測試室內(nèi)的環(huán)境溫度應(yīng)平穩(wěn)，不能有較大幅度的波動(dòng)。測試過程中有必要考慮絕緣穿刺線夾、并溝線夾、配網(wǎng)金具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，針對(duì)連接兩種及以上導(dǎo)線的電氣接續(xù)金具而言，要選擇安裝最小規(guī)格和最大規(guī)格的導(dǎo)線進(jìn)行試驗(yàn)，這其中要以最小規(guī)格導(dǎo)線作為參考導(dǎo)線。另一方面，測試中對(duì)導(dǎo)線的長度制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，保證各個(gè)金具之間有足夠的測試距離，避免出現(xiàn)掉熱擾動(dòng)的影響。由于接續(xù)金具的電阻很小，對(duì)功率計(jì)精度有很高要求，具體進(jìn)行測試過程中，在金具兩端電位點(diǎn)上進(jìn)行測量非常困難，因此測量標(biāo)準(zhǔn)中也進(jìn)行了明確的規(guī)定，測量功率時(shí)可以使用間接的測量方式。評(píng)價(jià)金具的節(jié)能情況是一個(gè)相對(duì)的過程，因此要有一定的對(duì)比性，能耗和金具等效長度的接續(xù)導(dǎo)線的能耗值相比較，但是堅(jiān)決不應(yīng)超過某一個(gè)限定值。

2對(duì)比分析非電氣接續(xù)類金具的能耗數(shù)據(jù)情況

在這次測試中，選擇了鋁合金懸垂線夾CGF-6K和鑄鐵懸垂線XGU-5，對(duì)二者進(jìn)行對(duì)比測試分析，結(jié)合這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，分析當(dāng)電流負(fù)荷相同時(shí)這兩種的能耗值。下圖就是線夾安裝后的試驗(yàn)具體設(shè)計(jì)情況，試驗(yàn)中使用的電流為500～1030A，試驗(yàn)中使用的導(dǎo)線為TR-500，通過測試得到相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以參考進(jìn)行分析。從圖中可以看出，當(dāng)電流負(fù)荷相同的情況下，XGU-5能耗很高，和CGF-6K相比要高出十倍還多，除此之外，XGU-5線夾和導(dǎo)線能耗的比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過節(jié)能評(píng)價(jià)系數(shù)0.40，因此其是高能耗金具。和CGF-6K相比，其已經(jīng)達(dá)到節(jié)能評(píng)價(jià)系數(shù)，如果按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，那么其就是節(jié)能金具。對(duì)于XGU-5而言，其相關(guān)的所有部件都是鐵磁性材料制造的，測得的磁導(dǎo)率是200-400，通過測試得知在線夾自身內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢、磁感應(yīng)強(qiáng)度都很大，雖然其鑄鐵電導(dǎo)率比較小，但是通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)其渦流損耗仍然很大。對(duì)于CGF-6K而言，其壓板由非磁性的鋁合金材料制造，因此不會(huì)產(chǎn)生磁滯損耗，測定其相對(duì)磁導(dǎo)率是1，而且在回路中具有較大的磁阻，但是產(chǎn)生的渦流損耗很小。根本原因是緊固件屬于鋼質(zhì)材料，會(huì)產(chǎn)生一定的渦流損耗、磁滯損耗，雖然其整體結(jié)構(gòu)上還沒有形成低磁阻的閉合磁路，但是仍然有一定的渦流損耗。通過分析發(fā)現(xiàn)金具材質(zhì)的磁導(dǎo)率對(duì)能耗具有很大的影響，如果將鐵磁性金具轉(zhuǎn)換為非磁性金具，得到了很好的節(jié)能效果，因此可以進(jìn)行這方面的改變。

3對(duì)比分析電氣接續(xù)類金具的耗能數(shù)據(jù)情況

試驗(yàn)中選擇JJC10-185/50為例，結(jié)合測試標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)試件施加不同的力矩值，分析出其實(shí)際的能耗值。下圖就是試驗(yàn)的設(shè)計(jì)情況，下表就是這次試驗(yàn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過分析數(shù)據(jù)總結(jié)耗能情況，這次試驗(yàn)的電流是171 A。

當(dāng)不斷加大力矩時(shí)，線夾和導(dǎo)線能耗比值遞減，在15 Nm時(shí)達(dá)到節(jié)能評(píng)價(jià)系數(shù)，比值開始下降，不斷加大力矩時(shí)，線夾刀片和導(dǎo)線接觸電阻變小，線夾能耗開始降低。

絕緣穿刺線夾在結(jié)構(gòu)、材質(zhì)不變的情況下通過增大力矩可減小能耗值，但值得注意的是應(yīng)確保接續(xù)導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度不應(yīng)降低。

總結(jié)：通過以上的分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電流負(fù)荷一定時(shí)，能耗大小和金具安裝工藝、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)有直接關(guān)系，改良上述參數(shù)可降低損耗。