摘要：在我国社会主义发展的新时期，电力工业的良好快速发展对于我国综合国力的提升具有非常重要的意义。而通过一系列的方法减少电力工业的发展中的能耗和环境污染也是非常重要的。本文首先介绍了高效节能电力金具在研制和应用上的必要性，并且对国内外对于高效节能电力金具在研制上取得的成果进行的简要分析，最后从节能降耗的角度出发，阐述了将PA-G-200型改性增强性尼龙材料运用于电力金具的可行性和发展空间。
关键词：高效节能；电力金具；研制与应用
前言：
当前，我国正处于社会主义发展的新时期，为保证我国社会主义现代化的又好又快发展，各个行业及领域都应该贡献出一份自己的力量。电力工业是我国国民经济的重要基础工业，是国家经济发展战略中的重点和先行产业，也是能源工业的一个极其重要的组成部分，是维持我国国民良好的生活质量，保障我国国民生产的基础力量。然而，随着电力工业的不断向前发展，一些能源问题也随之显现出来。当前，我国电力工业正面临着节能减排、保护环境和构建智能电网的严峻要求。电力金具作为一种连接和组合电力系统中各类装置，传递机械负荷、电气负荷并具有保护作用的金属附件，是电力系统中极其重要的一个组成部分，而在电力工业的实际应用中可以看到，高污染且高耗能的电力金具占据多数，因此，为了满足电力工业当前倡导的绿色、环保的健康发展，有必要研制出一系列的高效节能电力金具，并开发其应用领域，为我国的环保事业添砖加瓦。
本文中，笔者基于理论机理研究出发，通过参考由中国电力科学研究院带领多家单位进行的大量科学研究及试验对比，拟将改性增强复合材料应用于电力金具的制造中进行介绍，以下文中将对电力金具的研制和应用作一简要分析。
一、研制高效节能系列电力金具的必要性
近年来，在我国社会的发展中，保护环境、节能减排被不断渗透到各个领域。早在2006年3月16日，在十届全国人大四次会议上就通过了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》，其将发展循环经济，加大环境保护力度，强化资源管理，降低能耗、减少排放列为“十一五”期间及其会后的重要工作内容。2012年8月6日，国务院以国发[2012]40号印发《节能减排“十二五”规划》，这是根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》制定的，规划的目标就是确保实现“十二五”节能减排约束性目标，缓解资源环境约束，应对全球气候变化，促进经济发展方式的转变，建设资源节约型、环境友好型社会，增强可持续发展能力。由此可见，研制高效节能系列电力金具，对于我国更好地铸造智能电网，节约资源，降低能耗，减少排放具有非常重要的意义[1]。因此，高效节能电力金具标准都要严格按照国家颁布的标准或者行业相关规定来进行。
当前，我国电力工业系统中运用于输电线路上的电力金具材料大体上可分为两种，一种是由铁磁材料铸造而成，其主要成分为锻造铁，这种材质的电力金具在使用过程中非常容易发生涡流损耗和磁滞损耗，其中涡流损耗巨大，导致电能损耗的增大，而且极易发生电晕，容易损伤导线，安装过程也不十分便利，耗能又不环保，因此在性能的优越性上时很难保障的[2]。另一种主流电力金具的材质是由生产电解铝产生的铝以及铝合金材料合制而成，这种材质的电力金具在耗能上明显低于铁磁材料的电力金具，优点颇多，应用较为广泛，限制这种材料发展的因素主要为经济因素，在造价上，其成本稍高。因此，研制出一种能耗低且经济性更强的新型材料作为电力金具的原材料势在必行[3]。
由此可以见得，在国家大力倡导节能减排、保护环境的社会大趋势下，电力工业系统这个能耗高、污染大的产业有需要进行一番变革，也有必要对传统的电力金具进行一系列的淘汰，以此来达到电力金具的高效节能。因此研制出高效节能且符合环保要求，同时能够满足电力工业发展的智能电网需求的电力金具势在必行。
二、当前国内外高效节能电力金具发展状况概述
当前，纵观世界电力节能降耗研究领域，世界各国对于高效节能电力金具的研制开发非常重视，也都积极地作出了努力，并取得了一定的效果。尤其一些国家如美国、西班牙等正在高效节能电力金具的研制上全力以赴。具体地，美国正在对碳纤维杆塔和一部分合金材料进行研制；西班牙研制出了高分在复合型螺栓形耐张夹线和悬垂线夹；日本研制出了改良型全塑防震鞭子；俄罗斯研制出了轻质四分裂导线间隔棒；澳大利亚研制出绝缘导线三分裂间隔棒，并且在泰国得到大范围的应用，等等[4]。
从国内的研究进程来看，除了绝缘导线配套的耐张线夹芯套和OPGW地线光纤复合导线应用防震鞭以及预绞丝悬垂线夹外套等，均采用各种不同性能的复合高分子材料制造。总体来讲，我国目前主要通过采用铝和铝合金材料、低磁钢材料，或者切断磁路这三种方法来实现电力金具的高效节能。其中，铝和铝合金材料用作电力金具，在我国的应用已经应用近50a，这种电力金具的优点非常多，其耗能小、极大减少了其应用过程中电能的损失，唯一一点遗憾是，其经济成本稍高[5]。采用低磁钢材料进行高效节能系列电力金具的研制在一定程度上是可以减少损耗的，但是它在生产使用的过程具有高能耗和高污染的特点，以低磁钢作为金具制造材料会带来成本高、效益不明显、破坏环境的不良后果，不符合新型电力金具高效节能的要求[5]。而如果采用切断磁路的机理来进行高效节能电力金具的研制，可通过将悬垂线夹中的个别零件更换为低磁钢材料，这样会在很大程度上增强磁路的磁阻，与此同时，还可以减少涡流的损耗。 不得不说，采用切断磁路的方法在电力金具使用效能方面较传统方法是有很大提升的，但不可避免地，由于铁质材料存在腐蚀性这一特点，提高其耐腐蚀性又是一个技术上的难题，而且锻造铁工业也是一个污染严重、能耗两大的产业，如果大批量生产运用，对于我国的环境保护和节能减排的社会发展方向是背道而驰的。显然，虽然这三种方法在提高电力金具效率、降低电力金具能耗方面达到了要求，但是其共同的缺点就是能耗大，成本高，不适合大范围使用，而实际上，只有第一种方法实现了应用，显然，这三种材料都不适合运用于高效节能系列电力金具的研制与应用上[6]。
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三、高效节能电力金具的研制
基于以上论述，可以见得，我国虽然在高效节能电力金具的研制上付出了不小的努力，但其可行性仍然有限，因此，需要更多的专家学者在这一领域献力献策。笔者在阅读大量资料，并结合多家单位的大量科学实验的情况下，发现如果将改性增强复合材料应用于电力金具的制造中，将会产生喜人的高效节能效果。
由中国电力科学研究院牵头，会同多家科研单位近百次的试验对比，PA-G-200型改性增强性尼龙材料被开发出来，用于高效节能电力金具的研制中[1]。
PA-G-200型改性增强性尼龙材料主要提取自可回收的塑料等废弃物资，通过一系列的加工改性而形成的一种复合材料，经过试验得知，其完全符合高效节能电力金具产品的技术要求。试验对比中还发现，由于PA-G-200型改性增强性尼龙材料来源较为广泛，并不会产生其他材料如低磁钢材料生产成本高，生产过程污染大、耗能高的不良后果，且如果未来得以大量应用，不但会减轻电力工业的耗能，还会对环境保护作出一定的贡献。此外，PA-G-200型改性增强性尼龙材料还有很多其他材料所不具备的优点，其材料新颖，而且质量轻便，稳定性高，机械强度好，耐磨，还耐高温、紫外线、臭氧腐蚀等，最主要的是其抗老化时间比较长，使用质量高，还能降低能耗，环保效果好[7]。
在应用方面，PA-G-200型改性增强性尼龙材料运用于高效节能电力金具的多个系列中[3]。
第一，可应用于高节能环保悬线夹系列
在外观上，运用PA-G-200型改性增强性尼龙材料制作的高节能环保悬线夹系列和现行标准在结构和形式上是一致的，还是由线夹主体、压条、U型螺丝等组成。此款悬线夹系列在应用过程中降低了磁滞损耗和涡流损耗，同时减少了电能损失。在安装使用上也较为方便，劳动强度不高。在开发过程中，通过多种试验显示，该种产品的技术条件和性能均达到了国家标准以及行业规定，是可以进行大批量生产和使用的[8]。
第二，可应用于高节能环保螺栓型耐张线夹系列
在高节能环保螺栓型耐张线夹系列的使用中，PA-G-200型改性增强性尼龙材料主要被应用于其主体，采用非导磁45Mn17A13高猛低磁钢作为压板的主要原材料，将高强度的不锈钢非导磁材料运用到了U型丝上。这三者的组合形成了节能降耗的保螺栓型耐张线夹，不但可以降低磁滞损耗和涡流损耗，还可以减少电能的损失，可谓一举多得[9]。
第三，可应用于高分子轻质系列间隔棒
高分子轻质系列间隔棒的构成包括线夹方框支架、线夹本体、线夹盖板、橡胶哈呋垫、橡胶圆柱、销钉、螺栓这几个结构。PA-G-200型改性增强性尼龙材料是被应用于方框支架、本体和盖板部位的，而螺栓、销钉等则是以不锈钢为原材料制作而成。通过多次试验可以发现，其性能是完全符合国家标准和行业规定的，可以保障电力金具在使用过程中的高效节能[5]。
四、高效节能系列电力金具的应用前景
我国是电力耗能大国，几乎各行各业的发展都离不开电力的支持，电力工业的良好发展也关系着我国国民经济的发展，因此通过研制高效节能电力金具系列可以在很大程度上实现我国节能减排的战略目标。
据不完全统计发现，我国具有的输配电线路总长度在两千万公里。目前我国正在全力加强电力基础设施的建设，据初步测试推算，其需求量大约为间隔棒1950万套，耐张线夹大约为2750万套，悬垂线夹大约为5010万套。如果在这些电力金具的开发使用中将PA-G-200型改性增强性尼龙材料运用于各个系列，将会大大降低生产和使用中的能耗，达到环保、利废的作用，在经济效益上也会取得不错的提升效果[9]。
我国输电网络繁复绵长，如果用PA-G-200型改性增强性尼龙材料取代现有的铸铁材料，即使被替换的量为10%，那也会避免高达60亿KW•h的电量损耗，相当于近50亿的经济效益。另外，据相关研究统计发现，PA-G-200型改性增强性尼龙材料在取材上比较广泛，其在生产和应用的成本上较为低廉，经济性高，如果大规模应用，将会为国家节约大量资金。因此，综合来看，大力发展PA-G-200型改性增强性尼龙材料在电力金具中的应用是很有必要的[10]。
结束语：综上所述，要想保障我国电力工业需要不断向前发展，又不和国家大力倡导的节能减排的目标相悖，进行高效节能电力金具的研制是非常必要的。从本文中对国内外高效节能电力金具的研制相关研究领域列示的信息可见，我国亟需一种既节能环保，又能够保证电力金具在使用过程中达到降耗减排的目的，又可在经济效益上体现优势的材料，而PA-G-200型改性增强性尼龙材料恰恰具备了这些特质，如在我国未来电力工业的发展中大规模运用，将带来非常可观的效益，因此这种新型材料有望在我国继续发展和更大范围的运用。
参考文献：
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论文作者:杨徽
论文发表刊物:《电力设备》2015年8期供稿
论文发表时间:2016/3/1
标签：电力论文; 材料论文; 高效节能论文; 系列论文; 电力工业论文; 尼龙论文; 我国论文; 《电力设备》2015年8期供稿论文;