什么是分裂導線？為啥要分裂？

如果你在野外抬頭望一下高壓線

可能會發現一個現象

每一組導線有很多根

高空視角看是這樣的↓

它們由一個環固定著

如果你觀察得夠仔細

再經過比對會發現

不同的高壓線

每組有多少根存在差異

比如有兩根的

有四根的

還有六根的……

為啥要這樣設計？

這里面有啥門道？

這叫分裂導線

分裂是為了更加經濟、可靠地

提高線路的輸電能力

咱們從頭想，假如讓你設計一種輸電能力強的輸電線路，你會怎么做？

根據原理：功率=電壓×電流

要想提高輸電量，你得從輸送的電壓和電流兩個方面考慮，問題的核心在于如何提高輸電線路輸送電壓和電流的本領。

電壓方面

具體如何提高電壓，咱就不細說了，直接上結果：我國自主研發了獨步世界的特高壓輸電技術，將電壓等級提升至交流1000千伏和直流±1100千伏，大大提高了遠距離輸電能力。經過實踐檢驗，這項技術安全、實用，不僅在國內大規模應用，而且走向了世界。

▲±1100千伏準東—皖南特高壓直流輸電線路。

電流方面

這就是咱們今天要說的重點了！

要想提升導線輸送電流的能力，你的第一反應是不是加粗導線或增加并行線路？

沒錯！道路越寬，電子跑得越快；多建幾條路，電子多路沖刺，相同時間內到達的更多。

但是，加粗導線和增加并行線路的方法都受到客觀條件制約：

導線不能無限加粗。

加粗導線會增加導線生產成本，制造、運輸、架設難度增大；粗導線剛性強、應力集中明顯，且在變形時內部張力遠大于細導線，所以容易折斷。不僅如此，導線越粗就越重，原本的鐵塔就支撐不住它了，得加粗或加大鐵塔，這樣一來，建設成本大大增加。

并行線路也不能無限增加。

增加并行線路會占用更多土地資源。

兩條路都行不通

還有啥辦法？

工程師們想出了

“分裂導線”的巧妙方案：

將每相導線用多根較細的子導線替代

子導線間保持一定距離并按規則排列

這種結構等于創造了一根虛擬的粗導線，在不顯著增加重量和成本、不更多占用土地資源的情況下，突破了提高導線輸送電流能力的瓶頸。

等等，分裂導線怎么就等于創造一根虛擬的粗導線？

這就涉及電流的一個特性：集膚效應。

它是指電流通過導體時，靠近導體表面處的電流密度大于導體內部電流密度的現象。說白了就是，電子主要在導體表面通過，單根粗導線的中心幾乎不導電。

所以，采用分裂導線后，多根細導線表面積更大，導電能力更強。

分裂導線以較小成本換來了輸電能力的提升，使得輸電線路變得更經濟。

為啥每組的根數還不一樣？

分裂導線一般有雙分裂、三分裂、四分裂、六分裂、八分裂、十分裂等類型，分別適用于不同電壓等級。

▲分裂導線形狀。

一般來說

電壓越高

采用的導線分裂數就越多

比如

110千伏、220千伏線路

一般用二分裂導線

500千伏線路一般用四分裂導線

1000千伏線路一般用八分裂導線

下次數一數子導線數

咱就能大概知道線路的電壓等級了

新技能get√

▲1000千伏張北—勝利特高壓交流工程的八分裂輸電線路。

2024年年底投運的川渝1000千伏特高壓交流工程首次采用十分裂導線。

▲川渝1000千伏特高壓交流工程十分裂輸電線路。

你數得過來嗎？頭條君已眼花……

遠距離輸電，不光要考慮輸電線路的經濟性，還得考慮安全性、穩定性。

分裂導線表現如何？

1. 減少故障

分裂導線的子導線在同一位置都出現缺陷的可能性很小，所以用分裂導線可以提高線路的穩定性。

2. 散熱性好

分裂結構增大散熱面積，可降低導線溫度，減少冷縮熱脹導致的弧垂變化，提高安全性。

3. 抑制電暈效應

導線半徑越大，其表面電場強度越低。分裂導線通過等效半徑增大的方式，有效降低了表面場強，從而抑制了電暈效應。

*電暈效應：伴隨著電暈放電的氣體電離、復合等過程，出現聲、光、熱等現象的放電效應。電暈放電會產生無線電干擾、可聽噪聲、能量損耗、化學反應和靜電效應等。

▲電暈放電效果圖。

當然，任何一項技術都不會十全十美，分裂導線技術也有缺陷，比如容易因振動使間隔棒松動。

電網人充分認識其利弊，在利用這項技術提高線路輸電能力的同時，也在努力克服它的缺陷，目前已經有了在間隔棒線夾處使用橡膠墊減小振動、合理設置間隔棒間距等有效方式。

感謝｜中國電科院 劉元慶

撰稿&責編｜師維藝

制圖｜邸璇

執行審核｜張越越