架空配电线路不宜使用大钢、铝截面比的钢芯铝绞线

时间：2025-12-09

架空配电线路不宜使用大钢、铝截面比的钢芯铝绞线李荣久

比较铝部截面积相同而钢芯截面积不同的钢芯铝绞线，可以看出钢、铝截面比大的比钢、铝截面比小的具有较大的拉断力。如果就此以为钢、铝截面比大的用起来更安全，是有失偏颇的，特别是在温差大的环境下更应注意。即使充分考虑了应力在钢芯和铝股中的分配而选用了合适的安全系数，在输电能力相同时，钢、铝截面比大的其自重、直径和张力也大，杆塔所受的垂直力和水平力也大，需要慎重考虑。

一、钢、铝截面比钢芯铝绞线中铝股分配的应力

邵天晓先生在《架空送电线路的电线力学计算（第二版）》（2003年）一书中，根据对钢芯铝绞线的应力-应变特性的分析，得出以下几点结论：

1. 钢芯的破坏应力σsb一定时，铝股分配的应力σam随钢、铝截面比φ的增大而增加； 2. 钢、铝截面比φ一定时，铝股分配的应力σam随钢芯的破坏应力σsb的增大而增加； 3. 气温低于电线的绞制温度时，铝股还要产生温差内应力，且随着温差的增加而增加。为了说明问题，邵天晓先生以电线安全系数F=2.5，钢芯弹性系数Es=196000N/mm²、线膨胀系数αs=12×10-61/℃，铝股弹性系数Ea=61800N/mm²、线膨胀系数αa=23×10-61/℃、破坏应力σab=160 N/mm²，绞制时的线温t 0=15℃，铝股相对永久变形c r=6×10-4为条件，计算得出在电线应力达到最大使用应力，考

钢、铝截面比φ=0.17，根据表一的计算结果，可以得出采用钢、铝比φ=0.58的特强型钢芯铝绞线在上述计算条件下，二者的铝股最大使用应力σ的比值如表二。

am为控制条件，当

σsb=1200 N/mm²时，若φ=0.17，可以取电线的综合安全系数F=2.5，若φ=0.58，应取F=2.5×（1.14～1.18）=2.85～2.95。当σsb=1500 N/mm²时，若φ=0.17，可以取电线的综合安全系数F=2.5×（1.06～1.15）=2.65～2.88，若φ=0.58，应取F=2.65×1.23=3.26或F=2.88×1.27=3.66。

架空配电线路点多面广，在钢芯铝绞线的设计、安装和运行工作中，主要注意电线的抗张力而常常忽视铝股分配的应力，在使用大钢、铝截面比的钢芯铝绞线时，就可能导致发生因铝股分配应力过大而断股以致断线的事故。

邵先生指出，自1980年以来，开始在架空地线上采用钢、铝比φ=0.58的特强型钢芯铝绞线作为良导体架空地线，其安全系数也多采用略大于2.5，但运行中相对振动、断股较多，其原因就是铝股分配应力较大所致。因此对这种特强型钢芯铝绞线应增大综合安全系数。《圆线同心绞架空导线 GB/T1179-1999》

中删除大φ值钢芯铝绞线，除因有高强度钢芯代替大φ值线型外，亦可能有上述大φ值需增大综合安全系数而导致不经济的因素。

二、不同钢、铝截面比钢芯铝绞线的最大使用张力和线荷载

在用于导电的铝股截面积相同时，钢、铝截面比大的钢芯铝绞线因为钢芯的截面积较大，而钢芯的密度为7800kg/m³，铝股的密度为2703kg/m³，因而其自重明显增加。因为电线的总的截面积增大，其外径也相应增加，在覆冰厚度和风速相同时，其覆冰荷载和风荷载也要增加。为了利用钢、铝截面比大的钢芯铝绞线抗张力大的特点，选用的最大使用张力也较大。这样，在档距相同时，钢、铝截面比大的钢芯铝绞线比铝股截面积相同而钢、铝截面比较小的钢芯铝绞线的垂直荷载、横向水平荷载和顺线路荷载都大，对电杆、横担、拉线、金具和绝缘子等的强度要求也更高，结构也更复杂。例如，用钢、铝截面比0.58的钢芯铝绞线时，从经济和安全方面考虑，转角杆和终端杆就宜用等径杆组装。

下面就《LGJ钢芯铝绞线GB1179-83》中的几种电线作一比较。

从表三可以看出，在所列安全系数条件下，钢、铝截面比0.58的钢芯铝绞线比钢、铝截面比0.17的

钢芯铝绞线的最大使用张力增加约90%至超过一倍，其运行中的应力的差别也大致相似。

表四的计算公式如下（单位：N/m）

自重荷载 p1 9.80665q 10 3 冰重荷载 p2 9.80665 0.9 b(b d) 10 3 27.73b(b d) 10 3 垂直荷载即自重和冰重总荷载 p 3= p1 + p 2

无冰时的风压荷载 p4 0.625 Cdv2 10 3 覆冰时导线风压荷载 p5 0.75 (2b d)v2 10 3 无冰有风时的综合荷载

p6 有冰有风时的综合荷载

式中 9.80665—重力加速度，m/s²；

q—每千米导线的质量，kg/km； b—覆冰厚度，mm，表中为10mm；

d—导线直径，mm；

a—

v—设计风速，C—风载体型系数，当导线直径d＜17 mm时、 C=1.2， d≥17 mm时、C=1.1；