我国的输电线路除了超高压线路因电晕等原因采用节能型铝合金金具外，220kV及以下线路的金具如悬垂线夹、耐张线夹和防振锤等基本采用可锻铸铁和普通钢材制造，且直接安装在裸导线上，由于交变电流的作用产生磁滞和涡流损耗。为了减少这种线损，人们研制出无磁钢材料，并制造出节能金具。杭州电力局、金华电业局经对比试验和挂网运行实际检测表明节能效果良好，可用这种节能金具更换线路上原铸铁金具，以隔断磁回路降低线损。
⑴传统金具的损耗原理
输电线路上的悬垂线夹、耐张线夹、防振锤等铸铁金具是将导线包裹在中间，当导线通过交流电流时金具上任意一点将产生磁感应强度。输电导线电流值相同时，不同材料产生的磁感应强度不同。金具主体由金属块组成，在垂直磁力线的平面上形成无数个金属环，由于电流的交变磁场作用，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律，在金具内产生的感应电动势与输电线路电流和材料的相对磁导率及金具厚度均成正比。当导线电流和金具结构都相同时，影响感应电动势是材料的相对磁导率。铸铁、铸钢金具的相对磁导率比铝合金金具大200～1000倍，其产生的感应电动势也比铝合金金具内产生的感应电动势大200～1000倍，由感应电动势形成的电流即金具（线夹）涡流在金具内由电阻消耗并形成热。由于铸铁、铸钢金具材料具有磁滞性，铸铁、铸钢金具材料内的磁畴总落后于交变磁场的变化，输电导线产生的磁场使金具材料内的磁畴反复磁化，分子形态不断改变，加剧分子振动，而振动的能量就是输电线路提供的，铸铁金具的磁滞又进一步增加电能损耗。清华大学等多个单位都对可锻铸铁金具进行过能量损耗试验测试，其测试结果基本相似。例如，LGJ－185/10导线的1只XGU－3悬垂线夹，在环境温度35℃、工作温度 60℃时，输送电流350A的功率损耗达30W，相当于常年在导线上挂有1盏30W白炽灯。因此，众多的铸铁悬垂线夹、耐张线夹、防振锤等在运行线路上将消耗大量的能量。
⑵节能金具研制开发
用无磁高强度铝合金制作的防电晕悬垂线夹，可以有效减少电晕危害。铸铁材料的线路金具如果在铸铁悬垂线夹采用隔断磁路的方法，使金具不产生磁回路，同样可以减少电能的损耗。线夹本体是可锻铸铁铸造件，U型螺丝和挂板是钢制件，当线夹中的钢芯铝绞线输送交流电时，包裹在外层的导磁体形成磁场并产生涡流而消耗能量。他们将钢制挂板、U型螺丝和线夹压杠改为由不导磁钢材制作，隔断铁铸线夹的磁回路，使其产生不了涡流，消除输电过程中线夹等金具的能量损耗，达到铝合金金具那样的节能目的。上述线路金具达到隔断磁路采用的是高强度铝合金，而悬垂线夹的U型螺丝等无法用铝合金制作，且铝合金的价格高，需要研制出一种高强度、可绞制螺纹的新材料。这种材料必须达到以下要求：无磁性，即不导磁或导磁率很低，≤1.5mH/m；机械强度满足线路金具制造时的强度要求，抗拉强度≥400MPa，屈服强度≥300MPa，延伸率≥20%，硬度≤230HB；产品价格有竞争力，要求在高强度铝合金金具50%以下；机械加工性能良好。
⑶产品节能效果试验
他们按照金具设计规范中XGU－3型悬垂线夹制造图，利用无磁钢制造加工挂板、U形螺丝，导线压条暂用铸铝代替，在国电电力建设研究所作了节能对比试验，用3套可锻铸铁XGU－3悬垂线夹和3套无磁钢制作的XGU－3W悬垂线夹，导线为LGJ－240/30型，通流量为450A（50Hz交流电），线路电能损耗为177W。从对比试验数据看，用无磁钢制造的金具零件起到隔断磁力线的作用，并且金具能耗量仅为1.33W，比可锻铸铁金具节能14.83W，减少能耗91.8%。考虑到运行线路停电检修时间短，全部更换铸铁悬垂线夹是不可能的。为此，他们又再次进行对比试验，争取只更换U型螺丝和导线压杠而不更换线夹挂板。从试验结果看，如果只更换U型螺栓和导线压杠，仍然采用Q235钢制挂板，其电能损失相差很小，从而使改造众多运行线路铸铁金具的节能施工更具有可操作性。
⑷挂网运行节能效果
金华电业局在110kV黄潘1690线路上进行节能悬垂线夹试验。该线全长26.2km，共有杆塔96基，其中直线塔71基（垂悬双串21基、悬垂单串50基），共有可锻铸悬垂线夹276只。作业人员用不导磁U型螺丝和导线压杠替换可锻铸悬垂线夹的压杠和U型螺栓。停电更换的工作程序较简单，只需拆除悬垂线夹U型螺栓和导线压杠，调换成无磁U型螺栓和压杠并重新紧固即可，挂网运行以来无异常情况。根据该线送出变计量表计和负荷侧计量表计，在输送同等电量时线路损耗值比更换节能线夹前减少损耗68kW•h/d，即该条线路更换成无磁回路悬垂线夹后每年至少可减少线路损耗约24820kW•h，按平均电价0.65元计算可减少年供电成本约16133元。以金华电网220kV及以下线路2700km计算，若全部更换成无磁U型螺栓和导线压杠，金华电网每年至少节约供电成本160万元。经济效益和社会效益十分显著。目前，XGU－3型可锻铸铁悬垂线夹的销售价22.0元，高强度铝合金CGU－3型节能悬垂线夹销售价62.0元；而无磁钢材制造的节能悬垂线夹仅2种零件价格提高30%，总销售价格约提高10%，按24.2元销售，改造运行线路时只需采购 2个零配件，投资更少。（李剑峰）
