高空输电线的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种高空输电线，包括至少一根非导电线芯；该非导电线芯外部包裹至少一层导电层；所述导电层由一根连续的金属丝绕制而成，形成一根拉簧，所述拉簧的各匝紧密相靠；所述金属丝沿金属丝本身延伸的方向，具有呈周期性连续变化的横截面；作为优选，所述连续变化的横截面具有如下特征：所述金属丝的任意一个纵切面的上下两道边线为关于金属丝轴线对称的正弦曲线。该高空输电线可以在很大程度上避免在严寒天气下，输电线表面的积雪或积冰，使输电线的自重始终保持较低水平，从而显著降低其在极端天气下断裂的可能性。
【专利说明】高空输电线
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及电力设施领域，特别地，是涉及一种高空输电线。
[0003]
【背景技术】
[0004]高空输电线是实现远程电力输送的基础电力设施；在输电过程中，需要经受各种不同地区的气候考验，如，一些寒冷的山区，输电线所处的高空具有极寒的气温，并时常遭遇雨水天气，此时，输电线表面非常容易积雪和结冰，导致输电线重量急剧提高，再经风一吹，输电线极有可能断裂掉落。目前的高空输电线由钢丝线芯绞制而成，基本上都面临着这种问题，给电力施工部门造成很大的麻烦。
[0005]
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高空输电线，该高空输电线可以在很大程度上避免在严寒天气下，输电线表面的积雪或积冰，使输电线的自重始终保持较低水平，从而显著降低其在极端天气下断裂的可能性。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该高空输电线包括至少一根非导电线芯；该非导电线芯外部包裹至少一层导电层；所述导电层由一根连续的金属丝绕制而成，形成一根拉簧，所述拉簧的各匝紧密相靠；所述金属丝沿金属丝本身延伸的方向，具有呈周期性连续变化的横截面。
[0008]作为优选，所述连续变化的横截面具有如下特征:所述金属丝的任意一个纵切面的上下两道边线为关于金属丝轴线对称的正弦曲线。
[0009]作为优选，所述导电层共有I?3层；进一步地，各层所述导电层之间设有绝缘层，从而抑制交流电的趋肤效应，使各导电层均能参与高效载流。
[0010]作为优选，所述非导电线芯具有弹性，且在拉伸并保持适当内应力的状态下，在其表面绕制所述导电层；从而使电力线在正常状况下，导电层的各匝之间通过非导电线芯的回弹拉力相互靠近压紧。
[0011]本发明的有益效果在于:该高空输电线工作在正常气候下时，所述导电层的各匝金属丝之间紧密相靠，使导电层形成一个管状导电体，电流从该管状导电体的管壁沿着电线延伸的方向流动，导电层具有极小的电阻；而当遭遇极寒天气，电线表面大量积雪、积冰时，由于导电层是由横截面尺寸连续变化的金属丝构成的，因此，电线上由金属覆盖的空间中充满了孔隙，积水渗入这些孔隙后，将结冰膨胀，从而将导电层的各匝金属丝撑开，使各匝金属丝不再紧靠在一起，这使导电层上的电流路径发生了巨大的变化，即从原来的沿着电线延伸方向流动的状态，变成了绕电线旋转前行的状态，使电流的路径延长了上百倍，从而使整个输电线的电阻陡增了上百倍，使输电线上的压降骤然提高，导电层迅速升温发热，从而将输电线上的积雪、积冰融化，使输电线免受积雪、积冰压断。
[0012]
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本高空输电线一个实施例的侧向示意图。
[0014]图2是图1实施例的端向示意图。
[0015]图3是本高空输电线中构成导电层的金属丝的示意图。
[0016]图4是本高空输电线中导电层表面的电流在两种状态下的路径对比图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
在图1、图2所示的实施例中，本高空输电线包括一根非导电线芯I ;该非导电线芯I外部包裹有两层导电层21、22 ;所述导电层21、22由一根连续的金属丝绕制而成，形成一根拉簧，所述拉簧的各匝紧密相靠。
[0019]如图3所示，所述金属丝200沿金属丝本身延伸的方向，具有呈周期性连续变化的横截面；所述连续变化的横截面具有如下特征:所述金属丝200的任意一个纵切面的上下两道边线为关于金属丝轴线对称的正弦曲线，即图3中，关于直线L，金属丝200纵切面的上下两道边线为对称的正弦曲线。
[0020]上述的高空输电线，所述非导电线芯I具有弹性，且在拉伸并保持适当内应力的状态下，在其表面绕制所述导电层21、22 ;从而使电力线在正常状况下，导电层21、22的各匝之间通过非导电线芯I的回弹拉力相互靠近压紧。对于所述适当内应力，应当按如下方式确定，假设在所述高空输电线正常架设时，由输电线自身的重力所造成的沿输电线延伸方向的拉力为T ;则所述适当内应力为1.5T?2T。
[0021]如，输电线正常悬挂时，与水平面形成的平均倾角Φ=5°，输电线自重为2G，则根据力学矢量分析，输电线中的拉力约为T=G/tan5°。
[0022]所述适当内应力具有上限，不宜过大的原因则在于:若内应力过大，则渗入输电线内的水体由于受到的压力过大而难以结冰膨胀；所述内应力具体取多少，则根据计划架设的输电线的松紧状况而决定，即根据所述倾角Φ而定。
[0023]另外，还可以在各层所述导电层21、22之间设置绝缘层，使各层导电层21、22之间不能径向直接导通；从而使各导电层均能独立地参与高效载流，抑制交流电由于趋肤效应而只在外层导电层上传递。
[0024]上述高空输电线工作在正常气候下时，所述导电层21、22的各匝金属丝之间紧密相靠，使导电层形成一个管状导电体，电流从该管状导电体的管壁沿着电线延伸的方向流动，即如图4中左侧部分所示意，电流从前一匝211流动到后一匝212，路径如两匝间的箭头所示，很短，且电流通过面积很大，接近于一匝金属丝的轴向投影面积，因此，电阻很小；假设各匝金属丝的直径，亦即所述管状导电体的公称直径为D，而金属丝的横截面直径为d，则一匝金属丝的轴向投影面积S= π Dd，两匝金属丝的实际接触面积，即电流通过面积保守假设为n Dd/3，再设金属丝200的电阻率为P，则电流从前一匝211流动到后一匝212所受到的电阻Ml= Pd/ ( π Dd/2) =3 P / π D ;该电阻Ml较小；而当遭遇极寒天气，电线表面大量积雪、积冰时，由于导电层是由横截面尺寸连续变化的金属丝200构成的，因此，电线上由金属覆盖的空间中充满了孔隙，积水渗入这些孔隙后，将结冰膨胀，从而将导电层的各匝金属丝撑开，使各匝金属丝不再紧靠在一起，这使导电层上的电流路径发生了巨大的变化，即从原来的沿着电线延伸方向流动的状态，变成了绕电线旋转前行的状态，即如图4中右侧部分所示意，电流只能如曲线箭头所示绕行，此时，金属丝200的横截面积为Jid2/4，各匝金属丝的周长为nD ;电流从前一匝流动到后一匝所受到的电阻Μ2=ρ π D/ ( π d2/4) =4 P D/d2;由此，M1/M2= (3 P/π D)/ (4 PD/ d2)=3 d2/ Ji D2 ^ d2 /D2; 一般地，金属丝 200 的直径d取0.8mm左右即可，可以取得更细；而各匝金属丝的公称直径D，也是导电层的直径，按照目前高压线的粗度，可取16mm左右JjMl/M2 ^ 1/400 ；
由此可见，当输电线上积冰或积雪时，输电线的电阻陡增了上百倍，使输电线上的压降骤然提高，导电层迅速升温发热，从而将输电线上的积雪、积冰融化，使输电线免受积雪、积冰压断。
[0025]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种高空输电线，包括至少一根非导电线芯(I);该非导电线芯外部包裹至少一层导电层(21、22);所述导电层由一根连续的金属丝(200)绕制而成，形成一根拉簧，所述拉簧的各匝紧密相靠；所述金属丝(200)沿金属丝本身延伸的方向，具有呈周期性连续变化的横截面。
2.根据权利要求1所述的高空输电线，其特征在于:所述连续变化的横截面具有如下特征:所述金属丝(200)的任意一个纵切面的上下两道边线为关于金属丝轴线对称的正弦曲线。
3.根据权利要求1或2所述的高空输电线，其特征在于:所述导电层共有I?3层。
4.根据权利要求3所述的高空输电线，其特征在于:各层所述导电层之间设有绝缘层。
5.根据权利要求1或2所述的高空输电线，其特征在于:所述非导电线芯(I)具有弹性，且在拉伸并保持适当内应力的状态下，在其表面绕制所述导电层。
【文档编号】H01B7/17GK104200893SQ201410488097
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】马根昌 申请人:马根昌