本实用新型涉及架空输电线技术领域，特别是涉及一种钢芯铝绞线的钢芯预应力处理系统。
背景技术：
钢芯铝绞线是架空输电线路中应用最多的导线之一，约占整个导线类型的80％以上。作为一个复合结构件，其内层钢绞线芯主要承受力的作用，而外层铝线主要作为导电体，进行电能的传输。在运行时，导线的性能取决于钢芯、铝线及二者结构匹配特性。传统方法制造的钢芯，与外层铝线绞合成的钢芯铝绞线，其性能是钢芯和铝线组合。对于钢芯铝绞线而言，钢芯主要作为承力件，发挥承力功能，而铝线主要发挥导电功能。因此钢芯的力学特性很大程度上决定着钢芯铝绞线的力学特性。
在实际应用中，由于钢芯铝绞线的温度变化以及所受风、冰雪等外部荷载的作用，使钢芯铝绞线会产生一定的变形，使得钢芯铝绞线的弧垂增大，进而对线路运行带来很大的安全隐患。如何改善钢芯铝绞线中钢芯的力学性能是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种钢芯铝绞线的钢芯预应力处理系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种钢芯铝绞线的钢芯预应力处理系统，包括：导线放线架和导线收线架，所述导线放线架放出钢芯铝绞线的钢芯，所述导线放线架收入所述钢芯铝绞线的钢芯；在所述导线放线架和所述导线收线架之间依次设置有进线张力装置、加热装置和出线张力装置；所述进线张力装置包括进线张力轮和驱动所述进线张力轮转动的进线轮驱动件；所述出线张力装置包括出线张力轮和驱动所述出线张力轮转动的出线轮驱动件；所述进线张力轮的转动速度小于所述出线张力轮的转动速度；从所述导线放线架放出的所述钢芯铝绞线的钢芯绕设在所述进线张力轮上，再穿入所述加热装置后，绕设在所述出线张力轮上。
优选地，所述加热装置为中频感应加热炉。
优选地，所述钢芯铝绞线的钢芯预应力处理系统，还包括：吹气清洗装置；所述吹气清洗装置设置在所述出线张力装置和所述导线收线架之间，且处于所述钢芯铝绞线的钢芯的上方。
如上所述，本实用新型的钢芯铝绞线的钢芯预应力处理系统，具有以下有益效果：
本实用新型的进线张力装置和出线张力装置形成对钢芯施加预应力的张力施加组件；对钢芯进行预应力处理，使钢芯获得一定的压应力，绞合上外部的铝线后，能够改变钢芯铝绞线在施工及运行时的力学特性；通过钢芯预应力处理，消除钢芯在随后施工时的初伸长，通过与铝线的配合，进而降低整个钢芯铝绞线的初伸长，并且能够改变钢芯铝绞线的受力分布，使得钢芯铝绞线的迁移点温度下降；消除钢芯的蠕变量，进而减小整个的钢芯铝绞线在使用寿命周期的蠕变量，解决运行后的弧垂增加问题；在进线张力装置和出线张力装置之间设置加热装置，是对钢芯预应力处理过程中的钢芯进行加热，则能够改善钢芯的应力分布，并与钢芯获得的应力一起作用，加速钢芯的应变变形，达到预应力处理钢芯的效果；本实用新型能够解决传统钢芯铝绞线在温度和应力作用下，产生的变形和蠕变对钢芯铝绞线受力特性的改变，进而影响钢芯铝绞线的运行安全的问题。
附图说明
图1显示为本实施例的钢芯铝绞线的钢芯预应力处理系统的结构示意图。
图2显示为本实施例的未处理钢芯、碳纤维复合芯和预应力处理钢芯的应力-应变关系的示意图。
附图标号说明
10 钢芯
100 导线放线架
200 导线收线架
300 进线张力装置
310 进线张力轮
400 加热装置
500 出线张力装置
510 出线张力轮
600 吹气清洗装置
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
本实施例的钢芯铝绞线的钢芯10预应力处理系统，包括：导线放线架100和导线收线架200，导线放线架100放出钢芯铝绞线的钢芯10，导线放线架100收入钢芯铝绞线的钢芯10；
在导线放线架100和导线收线架200之间依次设置有进线张力装置300、加热装置400和出线张力装置500；
进线张力装置300包括进线张力轮310和驱动进线张力轮310转动的进线轮驱动件；
出线张力装置500包括出线张力轮510和驱动出线张力轮510转动的出线轮驱动件；
进线张力轮310的转动速度小于出线张力轮510的转动速度；从导线放线架100放出的钢芯铝绞线的钢芯10绕设在进线张力轮310上，再穿过加热装置400后，绕设在出线张力轮510上。
本实用新型中，进线张力轮310的转动速度小于出线张力轮510的转动速度，所以出线张力轮510的转动速度推动钢芯10输出的过程中，对钢芯10施加预应力；进线张力装置300和出线张力装置500形成对钢芯10施加预应力的张力施加组件；对钢芯10进行预应力处理，使钢芯10获得一定的压应力，绞合上外部的铝线后，能够改变钢芯10铝绞线在施工及运行时的力学特性；通过钢芯10预应力处理，消除钢芯10在随后施工时的初伸长，通过与铝线的配合，进而降低整个钢芯10铝绞线的初伸长，并且能够改变钢芯10铝绞线的受力分布，使得钢芯10铝绞线的迁移点温度下降；消除钢芯10的蠕变量，进而减小整个的钢芯10铝绞线在使用寿命周期的蠕变量，解决运行后的弧垂增加问题；在进线张力装置300和出线张力装置500之间设置加热装置400，是对预应力处理过程中的钢芯10进行加热，则能够改善钢芯10的应力分布，并与钢芯10获得的应力一起作用，加速钢芯10的应变变形，达到预应力处理钢芯10的效果。
采用本实施例的系统对钢芯10进行预应力处理就是把钢芯10施工时将要产生的初伸长提前在生产过程中进行消除。钢芯10铝绞线是由钢芯10和铝线复合而成的，降低钢芯10的初伸长进而降低钢芯10铝绞线的初伸长。通过预应力处理的钢芯10具有低蠕变量，与未处理的钢芯10相比，在绞合铝线之前，产生一个正压力，那么绞合铝线后，进行整个钢芯10铝绞线受力时，对于所受的拉应力，是一个反作用力，减少来自拉应力的作用。这样外部铝线很快受到力的作用，产生塑性变形，后面钢芯10铝绞线的拉力转移至钢芯10。这样钢芯10铝绞线的迁移点温度比未处理的钢芯10铝绞线要低。
本实施例中，进线轮驱动件为进线控制电机，出线轮驱动件为出线控制电机。
出线张力轮510的转动速度比进线张力轮310的转动速度快0.1m/min-0.5m/min。出线张力轮510的转动速度推动钢芯10输出的过程中，对钢芯10施加预应力。
加热装置400为中频感应加热炉。中频感应加热炉能够对钢芯10进行稳定且均匀地加热。由于中频感应加热炉为非接触式加热，能够保证不会对钢芯10的预应力处理的过程造成影响。
钢芯铝绞线的钢芯10预应力处理系统，还包括：吹气清洗装置600；吹气清洗装置600设置在出线张力装置500和导线收线架200之间，且处于钢芯铝绞线的钢芯10的上方。吹气清洗装置600能够在钢芯10进入导线收线架200之前，吹掉钢芯10上的杂质，实现对钢芯10表面的清洁效果。
本实施例还涉及一种钢芯铝绞线的钢芯10预应力处理方法，采用钢芯铝绞线的钢芯10预应力处理系统，包括以下步骤：将一根钢芯铝绞线的钢芯10从导线放线架100放出后，钢芯10依次绕设在进线张力装置300的进线张力轮310和出线张力装置500的出线张力轮510上，进线张力装置300和出线张力装置500对钢芯10施加张力，且进线张力轮310的转动速度小于出线张力轮510的转动速度，从出线张力装置500输出的钢芯10被施加的张力为钢芯10的最大破断力的30％-60％；在钢芯10从进线张力装置300输出后，且钢芯10输入出线张力装置500之前，加热装置400对钢芯10进行加热，加热温度为360℃-400℃；导线收线架200对从出线张力装置500输出的钢芯10进行收线操作。
从出线张力装置500输出的钢芯10被施加的张力为钢芯10的最大破断力的30％-60％，在保证钢芯10预应力处理效果的同时，能够保证钢芯10使用的强度。加热装置400对钢芯10进行加热的温度，能够保证钢芯10所需达到的预应力处理效果。
钢芯10预应力处理方法处理钢芯10的速度为3-5m/min。出线张力装置500处理钢芯10的速度为3-5m/min。加热装置400处理钢芯10的速度为3-5m/min。处理钢芯10的速度在保证钢芯10预应力处理效果的同时，具备较高的处理效率。
钢芯10预应力处理系统还包括：吹气清洗装置600；吹气清洗装置600设置在出线张力装置500和导线收线架200之间，且处于钢芯铝绞线的钢芯10的上方；吹气清洗装置600对进线张力装置300输出的钢芯10进行吹气，实现对钢芯10表面的清洁效果。
吹气清洗装置600对钢芯10的表面吹高压气体，吹出的高压气体的压力为5Mpa-7Mpa。吹高压气体能够快速对钢芯10表面进行高效地清洁。
吹气清洗装置600处理钢芯10的速度为3-5m/min。
如图2所示，未处理钢芯10的应力-应变线S1中，未处理钢芯10在初始阶段应力-应变呈现为线性关系，达到一定变形量后，出现应力缓慢增加，而应变快速增大，这说明此时未处理的钢芯10已经发生了塑性变形。碳纤维复合芯的应力-应变线S2中，对于碳纤维复合芯，其整个受力阶段，应力-应变呈现为线性关系。因此碳纤维复合芯导线具有优异的弧垂性能特性。对于本实施例的预应力处理钢芯10，由图2可以看出，预应力处理钢芯10的应力-应变线S3中，在其受力阶段，应力-应变也呈现为线性关系，所以由其作为加强芯的导线也具有优异的弧垂性能特性。
本实用新型能够解决传统钢芯10铝绞线在温度和应力作用下，产生的变形和蠕变对钢芯10铝绞线受力特性的改变，进而影响钢芯10铝绞线的运行安全的问题。
综上，本实施例有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实施例的原理及其功效，而非用于限制本实施例。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实施例的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实施例所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实施例的权利要求所涵盖。