日本输电研究的考察及我们的建议

日本输电研究的考察及我们的建议能源部电力建设研究所杜增祥尤传永编者按：这是一篇访日观感，文章不仅详尽介绍了日本输电研究的情况，而且指出了我国在此领域中与世界先进水平的差距，因而具有较大的参考价值，尤其是文中提出的一些建设性意见，确应引起有关部门的重视。应日本“奥鲁加诺"(ORGANO)公司的邀请，能源部电力技术代表团·于1992年2月15日至2月29日对日本进行了技术考察和友好访问。其间访问考察了“奥鲁加诺”公司及其水处理综合技术研究所I古河电工公司日光研究所；碧南火力发电厂，安治川铁工公司玉野铁塔工厂及铁塔试验场等单位。通过访问与考察，对日本的火力发电、输电等技术，特别是水处理、超高压输电导线及金具、超高压输电铁塔加工及试验等有关技术和现状有了进一步的了解，为我国有关专业今后的科研发展提供了借鉴。访问期间双方还就在有关专业领域加强交流与合作交换了意见，表示了进一步加强合作的意向。时间虽短，但收获较大，达到了预期的目的。现将有关输电导线金具、超高压输电铁塔加工及试验情况和我们的体会、建议介绍如下；一、古河电工公司古河电工公司是日本三大电工材料及电线、电缆制造公司之一，已有一百多年历史，现有职-V8000多名，年产值约6500亿日元。公司本部位于东京，在日本各地有十余个生产工厂，并在海外许多地区设有分公司及工厂。其’代表团由电力建设研究所所长杜增祥任团长，西安热工研究所所长杜庆东任副团长，其他成员有电力建设研究所导线金县研究室主任尤传永，能源部科学技术司管理处工程师全晓华，能源部国际合作司经济合作处工程师王月。中在1986年与我国西安电缆厂合资成立的西古光纤光缆有限公司，搞得比较成功，已提供了优质光纤光缆产品，在我国知名度较大。这次代表团考察了古河电工公司目光超高压架空导线研究所(以下简称日光研究所)。该研究所位于东京北部约200km处的枥木县日光市，海拔约700m。研究所面积较大，设有一个办公室、9个试验室、4个户外试验场及3条户外试验线路。其中一条试验线路位于山峰1750m标高处，单跨324m档距，是世界有名的“奥日光超高压试验线"。可惜我们在日期间，山路积雪，主人未能安排上山顶参观该试验线。研究所内的试验室有：高压试验室(设有800kV变压器)、大电流试验室(大电流发生器最大电流为24kA)、温升试验室、蠕变试验室、70m振动试验室、间隔棒试验室、盐水喷雾试验室、OPGW(架空光纤复合地线)和系统开发室、滑轮通过试验场、跳线试验场、复冰雪对策试验场、低噪音风动试验场等。接待我们的是该研究所所长，古河电工公司裸线开发部部长加藤淳先生和他的助手松崎丰。加藤淳先生曾于1987年来我部电力建设研究所主讲过导线防振研讨会，给国内同行留下了深刻的印象，他当时介绍的一些防微风振动研究方法对我们的科研工作帮助很大。这次加藤淳先生主要就导线防舞动及防冰雪问题作了介绍。1．日本导线防舞动研究概况日本超高压线路跨越山区、高海拔地区较多，导线复冰雪机会较多，加上风力的作用，舞动发生的几率较高。60年代后期，日本各大电力公司联合电线制造厂家的专家开始攻关研究EPCV01．13No．645舞动机理及对策，并投入大量的资金建设了若物就落下，不致于形成雪棒。其中，效果最好干舞动试验基地及试验线路，至70年代中期已的是防雪环方式，最初阶段防雪环是在导线架开发出较有特色的数种防舞装置。例如古河-电?j‘；线完毕麝，出／l!li皿登上导咎高空作业安装，效工公司的A．L．G(TO rsionLessGalloping率较低，比较费工费时；现在古河电工公司已Damper)防舞器、住友电工公司的扭转抑制经开发出一种防雪钢芯铝绞线(SnOW—resis一型防舞器、藤仓电线公司的偏心重锤等防舞装tantACSR)，这种钢芯铝绞线是在普通的置在日本的超高压线路上安装以后，使舞动事钢芯铝绞线上每隔二个节距长度左右装有一个故大为减少，发挥了积极的作用，引起国际上防雪环，由工厂连续生产出来，免除了高空作的注目。业安装防雪环。由于防雪环用特殊的硅橡胶制2．防复管导线的开发日本还重视防导线复冰雪的研究，措施之一是开发防复雪导线，这一领域，古河电工公司在日本是领先的。超高压输电线路复冰雪后，增加了导线的机械负担，减少导线的使用寿命，另外，．不均匀的复冰雪又是引起导线舞动的重要原因，因此，导线复冰雪是线路的一大危害，各国均投入力量开展防复冰雪措施的研究。我国高海拔地区及寒冷地区的输电线路导线防复冰雪昀问题一直未得到很好的解决，难度较大，这方面的研究工作开展得还不够，尚缺乏良好的方法。日本在防导线复冰雪方面有较多经验，特别是防复雪导线，古河电工公司的技术和经验可供借鉴。日光研究所通过人工复雪试验，观察到落到钢芯铝绞线表面的雪，会沿着外层线股捻回的方向滑移，逐步形成厚的积雪，最后在导线外部形成雪棒。根据研究，他们采用了多种方法来阻止雪在钢芯铝绞线表面的滑移，从而破坏形成雪棒，大致有以下几种方法：(1)防雪环方式：在导线外部沿轴向每隔一定距离(大约为二倍的节距)安装一个防雪环。(2)异径线股方式：即在钢芯铝线线外层，将某一线股置换成由多股细单丝绞成的线股。7(3)干扰线方式：即在钢芯铝绞线外层，沿轴向再按相反绞向缠上一根金属丝。以上各种方法，都是在导线表面沿轴向设置障碍，使雪在导线表面滑移时，一遇到障碍46成，强度大，可以经受放线施工时通过滑轮的挤压，不至于变形或脱落。用防雪环的方法防止导线复雪，已经通过多年的实际使用，证明不失为一种行之有效的方法，建议国内有关部门组织力量攻关，尽早推广这一新技术。：通过对古河电工公司日光研究所的考察，我们感到我国输电线路导线和金具的研究与日本相比，．存在着较大的差距。1、从试验设施上看，目光研究所导线和金具的研究试验设施大部分均能满足1000kV电压等级研究的需要，而且试验设施的项目比较齐全。’例如：(1)间隔棒试验设施可以进行6,---10分裂导线1000kV电压等级用问隔棒的疲劳强度、扭转握力、顺线握力的试验。我部电建所导线金具研究室目前还只能进行4分裂500kV等级导线间隔棒的疲劳试验、扭转握力试验，还不具备顺线握力试验的能力，而且上述两项试验还要占用导线消振试验线段及疲劳试验室，没有间隔棒专用的试验室。(2)日光研究所具有设施完备的舞动试验场，我国目前还没有一条舞动试验线路，不适应舞动研究的需要。2、从研究项目来看，存在着技术水平上的较大差距。例如：舞动研究，日本始于60年代后期，我们刚起步5～6年；防复雪导线研究，日本起步于70年代初，我们尚未起步；至于大容量导线、高强度耐热铝合金导线等的研究，起步时问也差20多年。二、安治川铁工建设公司安治川铁工建设公司成立于1930年，是日本最大的铁塔生产厂家。公司本部设在大阪市，在日本国内设有四个生产工厂，主要从事铁塔、钢结构、衬胶钢管的生产及金属表面处理等工作。1．安治川铁工建设公司中国工厂该工厂位于冈山市以南约25kin的玉野市，建于1972年，至1978年已大致具备现有的生产规模，目前安治川的铁塔、钢结构主要在该工厂生产。年生产能力，铁塔为90。000t(其中角钢铁塔为t，钢管铁塔为t)、钢结构为t。铁塔产品有60％为出口，已经出口到34个国家，总计达37万t。职工人数为250人。工厂总占地面积约为11万m2(包括铁塔试验场)，建筑面积为m20该工厂设备完善、加工能力较强、自动化程度及加工精度均很高，能够加工角钢的最大规格为250X250×35ram，钢管的最大规格为由920mm。钻孔或冲孔的位置精度可达±o；．3 fi3 m。铁塔生产的种类已从角钢塔、钢管塔发展到冷弯薄壁型钢塔(150kV及以下等级)。2．玉野铁塔试验场附设在安治川铁工建设公司中国工广内的玉野铁塔试验场，据说为世界最大观模的铁塔试验场，建于1978年。试验场总面积为 m。，设有纵向、横向及垂直方向三个加荷塔及相应的加荷设施。纵向、横向加荷采用电动卷扬机方式，两个方向各配备12台最大拉力为35t的卷扬机，另外，纵向、横向和垂直方向各配备15台最大拉力为30t的电动葫芦。纵向、横向加荷塔高度分别为44．4I"11和57m，但由于巧妙地利用了有利的山坡地形，其实际对锚地的高度均为70m，两塔宽度均为21毒m。该试验场颇具特色的是比一般铁塔试验场多设置了一个垂直加荷塔，其高度为1111"I，宽度为11．2m。通过转向滑轮的作用，可对被试铁塔的横担施加垂直向下的载荷。目前，被试铁塔最高可达7‘Om，基础开根为30X80m，每个腿的上拔力最大可达100(／t。由于纵横向加荷塔均为角钢框架结构，而且基础也充分考虑到今后的发展，可以根据需要在纵、横向加荷塔上，再延伸50m高度，达到对锚地高度120m，可使被试铁塔的高度相应扩大到120m。试验场设有中央控制室，配备了先进的测试设备。铁塔应变测点最多可达48个测点。加荷过程及各点应变测量的控制及数据采样、记录均集中于中央控制室，另外有二台摄像机专门监视纵、横向试验的全过程。．被试铁塔的纵、横向挠度，是在铁塔上安装上标尺，在地面用经纬仪来测量的。试验周期从组装被试铁塔到试验完毕约为一个月。该试验场试验过的铁塔均有现场录相记录作为资料保存，至目前为止曾试验过的铁塔最大重量为150t，最大电压等级为5一00kV，但具备试验1000kV电压等级铁塔的能力。经过考察分析，该试验场与我部电力建设研究所铁塔试验场相比，有许多特色。例如万能基础为十字型加星型，多一个垂直加荷塔，但主要区别还在于规模上的差别，自动化程度差别不大。电建所万能基础最大上拔力为300t，被试铁塔高度为60m。在现有试验设施的基础上再扩大试验规模难度较大，若要达到类似玉野试验场的规模必须对现有设施进行更新改造，使之进一步完善化。从我国超高压输电线路目前的需要和今后发展来看，必须尽快抓紧解决。三、体会与建议通过这次访问，使我们看到我们有关专业与世界先进水平存在着不少差距。为使我国输电科研工作更好地为电力工业发展服务，尽快缩小与世晃先进水平的差距，特提出以下两点建议：1．电建所铁塔试验场急需进行技术改造47

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