摘要：风作用下，输电线的微风振动发生得最为频繁，持续时间有时可达数日不止，导致电线疲劳断股以及金具、杆塔构件的损坏，而且限制了导线的使用应力值。对于架空输电导线而言，一般采用多根子导线并联的方式输电，为了防止子导线黏附，需要在每档安装多个间隔棒。间隔棒的使用可以保证子导线线束间距保持不变以满足电气性能，降低表面电位梯度，以及在短路情况下，导线线束间不致产生电磁力，造成相互吸引碰撞，还对次档距的振荡和微风振动起到一定的抑制作用。本文主要针对间隔棒的技术发展路线，通过检索、统计、分析了间隔棒领域的专利申请，重点梳理了重要申请人、技术分布等状况等信息，同时阐述了重点专利的技术发展脉络。
关键词：间隔棒 技术演进 专利分析
一、前言
近年来，随着电网规模的日益扩大，架空输电线路的舞动问题日趋严重。据不完全统计，1957年至1996年间有21年发生了导线舞动，其中较大的有48次，涉及线路171条，引起线路跳闸超过130次，造成巨大经济损失。
架空输电导线的舞动是在风激励作用下覆冰导线产生的一种大幅度、低频率的自激振动。统计数据表明，在0℃气温附近且具备3mm以上导线覆冰厚度并在大风作用下则可能发生舞动，因此在架空线路覆冰且有大风的地区容易发生舞动。我国输电线路的舞动范围比较广，而且具有明显的区域性，整体来看是一条从湖南延伸到吉林的带状区域，这条带状区域内的气候条件恶劣，经常有大风、降雪等极端天气出现，使得导线极易覆冰从而发生舞动，其中河北、辽宁等省份是舞动频发区。
间隔棒是架空输电线路中经常使用的一种防舞动金具，对于分裂导线目前使用较为普遍的间隔棒是一种可以支撑多根导线并将其分开夹持的招合金框架式间隔棒。分裂导线上每隔一段距离就会有间隔棒将子导线固定起来。导线的状态由于间隔棒的作用而被改变，特别是对于传统设计的间隔棒，由于这种间隔棒是固定式连接的，使得子导线在这种间隔棒附近无法实现相应的转动。同时由于这种设计，从而增大了长度更短的次档距导线的扭转刚度。由于次档距内部子导线需要更大的静扭矩实现扭转，导线很难产生绕自身轴线的转动。
二、间隔棒的分类
根据间隔棒在线路上的应用场合方式分为：
（1）分裂导线间隔棒：远距离大容量的超高压输电线路每项导线采用二根、四根及以上的分裂导线，为了保证分裂导线线束间距保持不变以满足电气性能，在档距中相隔一定距离安装间隔棒。
（2）相间间隔棒：相间间隔棒的使用范围比较广泛，是在各相之间或回路之间使用的一种具有一定绝缘性能和一定机械强度的间隔棒，它可以将各条导线机械地联系起来，这样会使各条导线的运动受到限制，进而防止导线舞动的发生。
根据间隔棒固定导线方式分为：
（1）普通间隔棒：该间隔棒的所有线夹都是固定不动的，导线不能相对线夹旋转；
（2）回转间隔棒：该间隔棒的部分线夹可以自由旋转，部分线夹是固定不动的。在各子导线中，用间隔棒固定一半数量的导线，使得其它子导线能在一定范围内摆动。
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根据间隔棒工作特性可分为：
（1）阻尼间隔棒：阻尼间隔棒在活动关节处利用橡胶做阻尼材料来消耗导线的振动能量，对导线振动产生阻尼作用。适用性广。
（2）非阻尼间隔棒：消振性较差，适用于不易产生舞动地区的线路或做跳线间隔棒。
三、间隔棒关键技术发展历程
间隔棒主要是抑制子导线和相导线之间的相对运动及在正常情况下保持分裂导线的几何导线，在极端气候情况下，防止导线舞动造成电力设施故障，保证电气安全和用电需求。随着输电线路舞动事故的日益增多，国内外各设计、科研及运行单位投入了相当多的精力开始研究抑制舞动事故发生的间隔棒。
1、萌芽期：1955-1971年
在国外，20世纪60年代以来，工业较为发达的一些国家对电力需求较大，输电线路众多，舞动事故频发，荷、加、德、英、苏联等国相继投入了巨大的人力与物力开始对线路间隔棒进行研究并投入使用。
2、波动增长期：1972-2007年
这一阶段间隔棒的专利申请量较前一时期出现了比较明显的增长，大多是针对前一时期的各种技术方案的一些改进，并出现大量关于回转间隔棒和阻尼间隔棒的申请，间隔棒的应用也从早期的分裂数较少导线间到导线分裂数较多的导线间，如6分裂、8分裂等，间隔棒框架也由圆环形发展到十字形、方形等。
3、快速增长期：2008年-至今
这一阶段的相关专利申请量出现了非常明显的增长，使得间隔棒技术达到了一个繁荣的时期，这一时期专利申请量的迅速增长主要得益于中国国内大量的专利申请。
对在这一时期中国国内的相关专利申请量稳居世界首位，申请量远超美国、韩国、日本等发达国家。之所以出现这样的格局，一方面是由于国内电力网络建设的需求增大，国家的政策鼓励研发，另一方面是由于国内一些知名电力公司在技术上进步取得的商业成功所带来的连锁反应。
四、间隔棒专利发展趋势
国内企业在间隔棒技术领域的申请迅速增长，并远远超过世界其他各国。因此，下面以主要以国内企业在该领域的专利发展路线为主作相关阐述。
对国内企业在间隔棒技术领域的专利申请进行分析，发现到目前为止，间隔棒关键技术主要是改善线夹和框架的阻尼作用、回转夹头、分裂导线的具体应用、相间间距的调整和间隔棒的材料等方面。目前，国内外金具业者已经在将诸多新型材料成功地应用于高效节能金具中，并已得到试验的验证，取得可观的社会效益和经济效益。由于间隔棒的技术已经非常成熟，后面进一步改进主要在于改善间隔棒具体应用、实现智能化、材料选用及老化的输电线路改造等方面，以获得更好的防舞动、防晕效果并节约成本。
参考文献：
[1]《高压架空输电线路施工》，祝贺，李光辉，北京：中国电力出版社，2015年9月。
[2]《特高压交直流电网》，刘振亚，北京：中国电力出版社，2013年12月。
论文作者:张鹏1,刘冉2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/5
标签：导线论文; 间隔论文; 线路论文; 阻尼论文; 专利申请论文; 技术论文; 国内论文; 《电力设备》2018年第2期论文;