摘要：高压架空输电线路考虑到输送距离和输送容量，通常采用二根，四根及以上的分裂导线，采用分裂导线就需要使用一种金具——间隔棒，由于使用量较大，安装工作量也较大，又没有一种合适的工具，致使更换和安装间隔棒工作效率低。本文通过研究拆卸间隔棒工具及改进设计工具，来提高安装和更换间隔棒作业时间，提高工作效率。
关键词：输电线路；改进；间隔棒；专用工具
一、研究背景
随着高中电学学习的深入，高压输电渐入我们的视野，在试题与课外资料上均有所涉及。高压输电的主要途径和方式为架空输电，架空输电线路由线路杆塔，导线，绝缘子，线路金具，拉线，杆塔基础和接地装置等构成。本文的研究方向就是一种重要的高压输电线路用具------间隔棒。
二、研究过程
（1）间隔棒的使用现状
我国幅员辽阔，能源分布不均衡，所以对电力的输送距离和输送容量提出了更高的要求。远距离，大容量的高压输电线每相导线采用二根，四根及以上的分裂导线。目前，220kV及330kV的输电线采用二或四分裂导线，550kV输电线采用三分裂及四分裂导线，高于550kV的超高压输电线均采用六或八分裂导线。所以间隔棒的类型也多种多样，分为二，三，四，六和八分裂式。
按间隔棒的工作特性可分为两大类，即阻尼型间隔棒和非阻尼型间隔棒。阻尼型间隔棒在活动关节处利用橡胶做阻尼材料来消耗导线的震动能量，对导线震动产生阻尼作用。考虑到输电线路的经济性，这种间隔棒重点用于易产生震动的地区。非阻尼间隔棒消震性较差，适用于不易产生导线震动的地区。
（2）间隔棒的工作原理
间隔棒是一种保持输电导线之间距离，抑制导线舞动的装置，各线之间的舞动通过间隔棒的相互抑制，减弱了舞动并使导线间的间隙保持在允许的范围之内。若结合初中课本可以用以下方式理解：导体的电阻与导体的材质，长度，横截面积和环境温度所共同决定的，高压输电，导体的长度材质和周围环境温度基本不做变动，若想降低线路电能损耗，最有效的方式即为增大导线的横截面积，受制作工艺和经济效益的影响，导线常使用轻便，不易被锈蚀的铝，导线的直径也不可过粗。所以采用母线分裂子线的方式，通俗来说便利用几根导线并联使用从而增大了导线的横截面积。但要考虑这几根并排而走的导线间，相互摩擦和因大风或电流磁效应而相互吸引所造成的导线磨损，这会对输电安全造成隐患。因而要在这几根并排而走的导线间每隔一定距离就安装间隔棒
（3）间隔棒在线路中的作用
间隔棒是分裂导线中的主要金具，其主要作用为：1、抑制微风震动；2、限制子导线间的相对运动及在正常运行的情况下保持分裂导线的几何形状；3、防止导线之间的鞭击；4、防止电流的磁效应而造成的导线吸引而造成的磨损；
三、研究成果——解决办法
（1）针对质量过大
可采取中空式设计结构，来用密度较小的高强度铝合金来解决该问题，但需要考虑实地的经济效益和下一步工作计划，决定是否有必要进行改变。
（2）针对间隔棒使用对线路的损耗
参考文献（《高电压技术》2013年12月31日第十二期三十九卷）得出了以下结论，通过对间隔棒在使用时的磁场强度分析和电场强度分布的观察及能耗测试的结论可知：铝合金制造的间隔棒无磁滞损耗，涡流损耗的最大之处位于间隔棒的夹线处，电晕损耗主要集中于输电线在间隔棒上的损耗相对较小，综上所述，铝合金材质的间隔棒能耗相对导线来说较小，可忽略不计。
（3）针对按压式间隔棒的拆卸问题（研究重点）
①研究必要性
原始的工具即为螺栓紧固更换法，通过把两个钢板打孔置于间隔棒与导线的端子上下两通，然后螺栓通过打孔进行紧固，依靠紧固的作用挤压间隔棒固定导线处，从而拔出压板销，取出导线。这种工具所存在的缺点是：1.作业工具简陋；2.工作难度大；3.工作强度高；4.工作的时间较长，风险较大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现有一种新式工具，它的优点即为将原始工具的两块钢板设计在同一部件上，通过螺栓进行连接，并设定相应的调整范围，这样就避免了工具每次使用的重复调整和组装，提高了工具的一体化程度，解决了传统工具一体化程度低的问题，但它也存在着不足，通过多次新型工具模拟试验，发现新工具多次使用后会对间隔棒造成一定的磨损，为了确保新型工具安全可靠，减少对间隔棒的磨损，通过参与实地操作和现状分析及与工作人员的讨论，我决定对新型工具进行进一步的改进。
②研究成果
在原有工具基础之上，我对其进行一系列的调整和改造特别是在原有工具的内置挡板上进行调整，并把单向调节螺杆的末端打磨成光滑的弧面，减少了使用时与间隔棒的摩擦和碰撞。对内置挡板也进行了光滑打磨明显减少了对间隔棒的磨损。
通过统计现阶段使用的间隔棒型号，最终将该工具的压板长度定为10cm，采用20mm厚钢板和长度20cm直径20mm的调整螺杆，同时为考虑使用方便，
把手柄加长后的长度定为25cm。经过改造和专业人员的焊接，，可通过拨动控制阀来实现同向扳手以达到装卸的目的。
四、运用与讨论
（1）运用结果
通过实物的分析和工作人员的实地运用效果我们得出以下结果：①新工具在使用的过程中得到了工作人员的认可，得到了输电部门的重视。
②便于运输、携带，使用灵巧，操作省力省时，通过线路工作部门检验，安全可靠，可在电力系统检修工作中推广使用。
（2）讨论及发展
<1>新型工具与间隔棒本身层面
①通过工作时的测试得出使用时在时间上的优势
②经济效益
据了解，淮北供电公司所辖有8条输电线路为四分裂导线配置，每年均要对所辖线路进行间隔棒的检查及更换作业；由于近几年电能需求的旺盛，对导线间隔棒的检查与更换工作会出现逐年增加的趋势，现若按每年更换五次计算。各项支出统计入下表。
每次更换可节省作业成本费1140元，除去购买原工具加费用500，全年可节约1140×5-500=5200元。
③安全效益
新型工具较原始工具对比对工作人员的综合要求有所降低，调整及拔销过程简单，省时省力，减少作业时间，降低劳动强度及作业风险，安全效益十分显著。
④发展
按压式间隔棒和预绞式间隔棒的新旧更替为所制造的新型工具打开了一片光明前景，如果该工具可以得到更好的利用和发展，那么它对电力行业的进步与发展所做的贡献也是不小的！
<2>个人层面
科学技术源于生产实践，并随着生产的发展而显现出越来越重要的力量。纵观科技发展的轨迹，它的每一次重大突破，都会促进经济社会深刻变革和人类社会巨大进步。科学技术是第一生产力，唯有科学的发展才会带动社会的变革，这也体现了本次青少年科技创新大赛的主题：创新•体验•成长。
在创新中体验，在体验中成长。这让我深刻的感受到：科技便利生活，改善生活，科技让未来的生活更美好！
参考文献：
[1]马永翔 《高电压技术》2013年12月31日第十二期三十九卷 北京大学
[2]易辉、陈腾、穆清华、尹正来.DL\T741-2001架空送电线路运行规程 中国电力出版社，2002
[3]万省民.送电线路[M] 中国电力出版社，2008
作者简介：
张浩然，就读学校：安徽省淮北市第一中学，张浩然（2000-）男 安徽省淮北市第一中学高三（15）班在校学生。
论文作者:张浩然
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/31
标签：导线论文; 间隔论文; 工具论文; 输电线论文; 线路论文; 阻尼论文; 作业论文; 《电力设备》2017年第26期论文;