CN101548445B - 选择架空输电线路的导线的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了当导线配置包括至少两种不同类型的导线时选择两个终端塔之间的架空输电线路耐张段的所述导线配置的方法。在选择所述适当导线配置时，地理分布信息和架空输电线路优先选择与预定选择规则一同使用。架空输电线路优先选择的一些实例包括电气特性和塔之间的导线垂度，而选择规则的实例包括导线成本和导线张力。

Description

选择架空输电线路的导线的方法
背景技术
架空(电力)输电线路包括：支承结构、或塔、绝缘子以及由塔支承的导线。在一些情况下，架空输电线路可以覆盖很长的距离。架空输电线路通常包括：多个终端塔、多个直线(悬挂)塔以及导线。通常，在包括多个直线塔和终端塔的整个架空输电线路的构造中使用一种类型的导线。
发明内容
一般来讲，本发明涉及当导线配置包括串行搭接的至少两种不同类型的导线时，选择输电线路耐张段中的导线配置的方法，其中不同类型的导线在它们之间具有至少一个不同的参数。输电线路耐张段是指从一个终端塔延伸至另一个终端塔的架空输电线路部分；输电线路耐张段可以包括多个直线塔。两个相邻的塔(可以是直线(也称为“悬挂”)塔或终端塔)之间的距离称为档距。耐张分段是仅包括一种类型导线的输电线路耐张段的某些部分。该耐张分段可以覆盖两个相邻的塔之间的多于或少于一个档距，并且两个不同的耐张分段可以在档距内或在塔处相遇。导线配置定义输电线路耐张段的多个耐张分段(如，输电线路耐张段的多少由每一个导线类型组成)。例如，组成架空输电线路的一部分的两个耐张分段可以在档距内或在塔的附连点处相遇。当选择适当的导线配置时，地理分布信息和架空输电线路优先选择与预定的选择规则一同被使用。
虽然用户可以人工地使用优先选择和公式来确定有用的(包括最所需的或最佳的)架空输电线路的可用导线配置，但在整个选择过程中计算设备可以更有效地辅助用户。用户可以提供输电线路输入以定义导线配置的优先选择或需求。输电线路优先选择的一些实例包括电气特性和导线垂度，而选择规则的实例包括导线成本和导线张力。
在一个实施例中，本发明涉及架空输电线路的导线的选择方法，其包括识别拟由至少两个塔支承的架空输电线路的至少一个期望的参数以及基于识别的至少一个期望的参数和选择规则选择架空输电线路的导线配置。导线配置包括不同导线类型中的至少第一导线和第二导线。
在另一个实施例中，本发明涉及选择架空输电线路的导线的系统，其包括处理器，所述处理器识别拟由至少两个塔支承的架空输电线路的至少一个期望的参数以及基于识别的至少一个期望的参数和选择规则选择架空输电线路的导线配置。导线配置包括不同导线类型中的至少第一导线和第二导线。
在可供选择的实施例中，本发明涉及具有指令的计算机可读介质，所述指令使处理器识别拟由两个终端塔支承的架空输电线路耐张段的至少一个期望的参数以及基于识别的至少一个期望的参数和选择规则选择架空输电线路的导线配置。导线配置包括不同导线类型中的至少第一导线和第二导线。
本发明可以提供一个或多个优点。例如，架空输电线路耐张段可以使用得自至少两种类型的不同导线的优点来构造。这可以允许凡是架空输电线路耐张段中所需的具有不同垂度特性或其它特性(如，不同安流量)的导线一起使用。此外，这些架空输电线路可以允许使用更少的支承结构或覆盖更多种多样的地形。另外，架空输电线路可以仅在需要时使用相对较高成本的导线，以减少安装新的、较高成本架空导线的成本。
在附图和下面的描述中示出了本发明的一个或多个实施例的细节。从具体实施方式和附图说明、以及从权利要求书，本发明的特征、对象和优点将显而易见。
附图说明
图1为示出示例性计算机化的导线选择系统的高级视图的框图。
图2为示出选择架空输电线路的适当导线配置的示例性方法的流程图。
图3为示出输入用于选择架空输电线路的适当导线配置的设计参数的示例性方法的流程图。
图4为示出水平地理分布上的塔之间的架空输电线路耐张段的示例性导线的概念图。
图5为示出具有相邻的终端的河流任一侧上的塔之间的架空输电线路耐张段的示例性导线的概念图。
图6为示出使用远程工作站的示例性计算机化的导线选择系统的高级视图的框图。
图7为使用远程工作站的选择架空输电线路的适当导线配置的示例性方法的流程图。
图8为架空输电线路的示例性导线的横截面。
具体实施方式
架空输电线路广义地涵盖供电源和供电目的地之间的元件。一种架空输电线路的元件是电导线。通常，导线是由多根绞合在一起的电线构成的绞合架空电力传输介质。架空输电线路的其它元件包括支承架空导线和将导线与结构绝缘的设备的结构(如，传输塔和配电杆)。
常规地，两个终端(如，终端结构)之间的架空输电线路耐张段通常由一种类型的导线构成。然而，至少两种不同类型的导线可以接合在一起以形成整个架空输电线路耐张段，从而得到设计灵活性以及两个终端或至少两个直线塔之间的架空输电线路设计的有益效果。不同类型的导线在本文中被定义成一种导线具有与另一种导线的至少一个参数不同的至少一个参数。组成架空输电线路耐张段的每一根导线可以称为耐张分段。每一个耐张分段可以在塔处或两个相邻的塔之间的档距的中间终止。当需要维修、需要置换整个架空输电线路或需要设计新的架空输电线路时，可以在一个架空输电线路耐张段中使用不同类型的导线。在一个实例中，不同类型的导线的混合可以允许架空输电线路在需要更大的净空高度的档距中使用具有较低垂度特性的导线并且在没有例如净空高度的具体需求的档距中使用具有较高垂度特性的导线。与以低垂度类型的导线构造整个架空输电线路相比，所得到的架空输电线路耐张段的导线配置可以更廉价或更有效。导线由材料类型、尺寸、电性能和机械性能限定。
在考虑多个变量时，选择架空输电线路耐张段的最合适的导线配置可能是复杂的。这样，计算机软件程序可以有助于满足架空输电线路的需求而同时满足用户的期望。软件程序可以是简单的电子表格、公式计算器或提供可能的导线配置的图形表示的完整计算模型。这些计算机程序还可以包括在选择最合适的架空输电线路配置时使用的可能的导线配置的性能和成本分析。
由于环境条件、电气需求或成本限制，因此，用于架空输电线路的导线类型在架空输电线路之间可以有广泛的差别。一些导线可以由钢芯、复合物(如，铝基质复合物和聚合物型复合物)以及殷钢(即，包括铁、镍以及任选地例如铬、钛和碳的其它元素的铁合金，其中铁合金具有比其成分的线性组合更小的热膨胀系数)芯、或在本领域中通常已知的任何其它芯构成。每一个档距或两个塔之间的架空输电线路耐张段的长度可以包括覆盖整个档距并且包括一种导线类型的耐张分段或包括多种导线类型的耐张分段。每一个档距可以覆盖大距离(如，约1250英尺(约400米))，但在所设计的架空输电线路耐张段中可以包括其它较小或较大的档距。这些杆间距离可以由档距中所使用的一种或多种导线类型测定。例如，其它杆间距离可以是至少30、60、90、120、150、180、210、240、270、300、600、900、1200、1500、1800、2100、2400、2700或甚至至少约3,000米的长度。塔的设计可以根据架空输电线路耐张段的给定档距的长度而改变。
图1为示出示例性计算机化的导线选择系统的高级视图的框图。导线选择系统13包括计算设备14，所述计算设备14可以是方便用户12的导线配置的选择的计算机。导线选择系统13包括用户接口16、处理器18和存储器20。存储器20包含模型软件22、规则引擎23、分布24、数据26和规则28。如图1所示，系统10包括与导线选择系统13进行交互的用户12。可以允许用户12根据具体的架空输电线路或用户优先选择来配置或调整模型软件22和规则引擎23。此外，用户接口16可以允许用户12输入地理分布(即，2维(2D)或3维(3D)地理拓扑结构信息)至分布24、导线数据至数据26或选择规则至规则28。尽管这些技术是相对于导线选择系统13而描述的，但这些技术可以由人手动地实施。换句话讲，选择架空输电线路的导线配置的方法可以由用户12执行，而无需使用计算机化的导线选择系统13。
用户12可以是对架空输电线路的设计以及架空输电线路的导线的选择有兴趣以增加系统性能或减少系统成本的任何个人、公司、公用电力事业单位或团体。在一个实施例中，用户12是生产适合于架空输电线路应用的导线的制造公司的雇员。在此实施例中，用户12可以使用导线选择系统13识别可能的导线配置以用于架空输电线路并选择有用的(包括最所需的或最佳的)导线配置以用于正在设计中的具体系统。有用的(包括最所需的或最佳的)系统可以同样地根据用户请求或优先选择(例如架空输电线路性能或架空输电线路总成本)加以测定。在另一个实施例中，用户12是作出或辅助作出有关输电线路的决定的电力公司、公用事业单位或其它实体。在这样的实施例中，用户12可以使用导线选择系统13来理解在给定的多种线路优先选择和地理分布中可以使用哪种类型的导线。在另一个实施例中，用户12是销售或辅助销售导线的第三方。
计算设备14通常包括硬件(图1未示出所有)，所述硬件可以包括至少一个处理器18、存储器20(如，随机访问存储器)、读取计算机可读介质的设备(未示出)以及可以包括例如显示器、键盘和指点装置的输入/输出设备的用户接口16。例如，计算设备14可以是工作站、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)、多媒体设备、网络服务器、主机或任何其它通用或专用计算设备。尽管未示出，但计算设备14还可以包括其它软件、固件或其组合，例如操作系统和其它应用软件。计算设备14可以从计算机可读介质(例如硬盘驱动器、CD-ROM或计算机存储器)读取可执行软件指令，或可以从逻辑地连接至计算机的例如其它连网的计算机或服务器的其它源接收指令。此外，导线选择系统13可以是分布式的，以在多个计算机上执行，并且可以由用户12远程使用以及经由网络浏览器或其它接口来访问。
在一些实施例中，导线选择系统13可以包括不止一个的计算设备、网络连接、网络服务器、数据库、建模环境或可能对导线选择系统的性能和运行有利的任何其它电子设备。在其它实施例中，导线选择系统13可能需要由用户12执行的某些计算或决定。由于不能由导线选择系统处理的用户12优先选择或特殊情况场景，可能需要导线选择系统13的这些手动部分。
用户接口16可以采用提供输入/输出能力的任何接口形式。在一个实施例中，用户接口是图形用户接口(GUI)，并且可以包括(例如)多种窗口、控制条、菜单、开关、单选按钮或方便数据显示和接收以及与用户12进行交互的其它机制。微软公司(Redmond，WA)以商品名“视窗操作系统”提供了一种通用的示例性用户接口。尽管在多种实施例中针对直接用户交互进行了描述，但用户12还可以经由客户端设备远程访问导线选择系统13。例如，用户接口16可以是通过执行网络浏览器或其它合适的网络软件而显示给远程客户端设备的网络接口。此外，尽管针对用户12进行了描述，但可以由软件代理或远离计算机设备14的其它计算设备来调用用户接口16。另外，在一个实施例中，可以经由计算设备14提供的应用程序编制接口(API)，而无需GUI来调用和使用导线选择系统13。
在其它实施例中，用户接口16可以提供拟安装导线的地理位置的2D或3D数据，从而允许用户12查看架空输电线路的可能的导线配置。用户接口16还可以使地理分布和用于支承架空输电线路的塔(结构)可视化。地理分布描述拟安装架空输电线路的地理区域。从该可视化，用户12能够识别塔之间的导线垂度并且调整架空输电线路参数(如，输电线路输入，用于创建导线配置)。用户接口16可以另外允许用户12在用户12选择拟作为架空输电线路使用的导线配置之前查看环境力在架空输电线路上的影响。
在一些实施例中，用户接口16可以包括用户12可以用来与导线选择系统13进行交互的更多用户友好输入设备。例如，在输入导线优先选择或调整塔位置时，用户接口16可以提供触摸屏以直接接收用户12的触摸。或者，用户接口16可以包括触摸板或绘图板来接收用户12输入。在至少两个用户12从远程计算设备同时使用导线选择系统13的情况下，用户接口16可以提供每一个用户可视的单独接口或用户接口的控制可以在每一个用户之间交换的共同接口。这样，可以在较短时间内并以较大成功来完成复杂的项目。特别是，在设计架空输电线路时的制造商和客户之间的交流中或在制造商和安装现场工人之间为了处理现场问题的交流中，该处理可能是有用的。
处理器18控制用户接口16和存储器20之间的数据流。在一些实施例中，处理器18可以单独地与存储器20的不同元件通信。处理器18从模型软件22检索指令，所述模型软件22可以基于架空输电线路的优先选择定义架空输电线路的可能的导线配置。模型软件22使用来自若干库的数据以计算可能的导线配置。这些库包括地理分布24和导线数据26。此外，规则引擎23向根据选择规则28管理可能的导线配置的模型软件22提供指令。地理分布24、导线数据26和选择规则28中包含的数据可以预先存在于存储器20中或由用户12提供。
应当提到，导线选择系统13的组件安排仅是示例性的，可以提供其它安排或组件以获得与本文所提供的实例相同的结果。例如，软件模块可以在数目上更多并且在需要时可以被访问或数据可以包含在例如硬盘、光学介质或连网的存储设备的单独存储器中。
定义导线或合适的架空输电线路的数据可以包括，例如，尺寸、绞合、线芯份额、直径、电阻率、强度、导线外部绞线的压应力参数、压应变、相关应力/应变曲线、代表档距、实际档距、倾斜度，以及包括环境温度、风速、风向角、辐射率、太阳吸收率、导线高度、导线方向、纬度、总太阳辐射流、太阳时(用于太阳辐射计算的时刻)和大气压的多个安流量条件。定义架空输电线路优先选择的数据可以由描述可能的导线的数据生成，或可以是描述架空输电线路的数据的子集。例如，定义架空输电线路优先选择的数据可以包括：最大导线直径、最大实际档距垂度、最小紧急安流量、最大水平总张力、最大总张力、最大垂直总张力、安装时的最大水平张力、横向张力以及安装时的最大张力。横向张力是通常由横向于架空输电线路方向的风施加在导线上的力。
另外，可以将多种架空输电线路优先选择指定为与至少一个环境场景相关。环境场景为定义在野外运行中架空输电线路可能暴露于此的环境条件的数据。这些场景常常表示架空输电线路可能遇到的极端天气，以及安装时的环境条件。环境场景由例如环境温度、结冰厚度、风压和National Electrical Safety Code(国家电气安全规程)过载系数K的数据来定义。那么，每一个环境场景可以具有其自身的一套架空输电线路优先选择。例如，环境场景可以描述具有厚层结冰和大风的暴风雪条件。就最大水平张力、最大张力以及最大垂直张力而言，线路优先选择可以特别地与该环境场景相关。这些环境场景可以将某些导线配置排除在架空输电线路设计可接受的范围之外。
保存在存储器20以及作为其组成部分的数据库或库中的数据可以以多种形式来实现，包括数据存储文件、计算机存储器或在至少一个数据库服务器上执行的至少一个数据库管理系统(DBMS)。数据库管理系统可以是关系(RDBMS)、分层(HDBMS)、多维(MDBMS)、面向对象(ODBMS或OODBMS)或对象关系(ORDBMS)数据库管理系统。例如，数据可以保存在例如得自微软公司的SQL Server的单个关系数据库中。在一个实施例中，数据是加载到计算设备14的存储器20中的直接文件。在另一个实施例中，数据(特别是导线数据26)被加载到计算设备14的存储器20中。
架空输电线路设计(特别是携带电流的单种类型导线的选择)通常由两套不同的已知计算是方便的。在一些情况下，可以由至少一个工程师或系统设计者来执行架空输电线路设计。在其它情况下，计算机软件程序有利于系统设计。初始地，第一计算机程序使用第一套计算来确定给定导线的安流量。安流量是导线在给定导线温度以及给定一套天气条件下的载流量的计算。
在给定了该类型导线的物理特性以及作为导线数据26而保存的应力-应变特性的情况下，可以用模型软件22来执行应力/应变以及垂度/张力计算以计算导线配置的每一个档距的垂度。在一个实施例中，应力/应变以及垂度/张力计算使用在1994年的Southwire公司的OverheadConductor Manual(架空导线手册)中描述的方法。Chen，S.Z.、Black，W.A.、Loard，H.W.Jr.在IEEE Transaction on Power Delivery，Vol.17，No.4，October 2002(电气及电子工程师学会“电力输送交易”，2002年10月第17卷第4号)的“High Temperature Sag Model for OverheadConductors(架空导线的高温垂度模型)”中描述了组合安流量和线路垂度计算的方法。在一些实施例中，应力、应变和垂度，以及张力缺陷可以通过规则引擎23依照架空输电线路限制、塔限制或其它限制因素来调整。
一些传统软件程序仅执行这两种计算中的一种，而其它执行两种。这种传统软件程序的实例包括由由CA Conductor Accessories(Spartanburg，SC)以商品名“SAG10”销售的那些、或由Power LineSystems，Inc.(Madison，WI)以商品名“PLS-CADD”销售的那些、或由Pondera Engineers(Spokane，WA)以商品名“TL-PRO DESIGNSTUDIO”销售的那些。
在一个实施例中，导线数据26保持定义每一种类型的导线以及多种类型的导线的操作参数的数据。一些导线可以由(例如)钢芯、复合物(如，铝基质复合物和聚合物型复合物)芯、殷钢芯，或在本领域内通常已知的任何其它芯构成。特定类型的导线可以由铝基质复合物、聚合物型复合物、铝合金、陶瓷、硼、石墨、碳、钛、钨和形状记忆合金构成。聚合物型复合物的实例是芳族聚酰胺类和聚对亚苯基苯并二噁唑。此外，导线可以由这些材料或在本领域内通常已知的其它材料的任何组合来制造。导线也包括围绕芯的绞合线，其通常由铝或铜合金制成。然而，本文所称的导线类型通常是指导线内的导线芯的类型。具有铝基复合芯的导线有时称为加强型复合芯铝导线(“ACCR”)。
耐张分段的其它示例性架空输电线路导线包括：加强型钢芯铝导线(ACSR)、加强型耐热钢芯铝合金导线(TACSR)、加强型超耐热钢芯铝合金导线(ZTACSR)、加强型超耐热殷钢芯铝合金导线(ZTACIR)、耐热铝合金(ZTAL)、加强型超耐热钢芯铝合金导线(ZTACSR)、加强型特耐热钢芯铝合金导线(XTACSR)、加强型特耐热殷钢芯铝合金导线(XTACIR)、加强型空隙式超耐热钢芯铝合金导线(GZTACSR)、加强型高强耐热钢芯铝合金导线(KTACSR)、全铝导线(AAC)、全铝合金导线(AAAC)、复合芯铝导线(ACCC)以及钢芯支承铝导线(ACSS)。在2006年12月28日提交的申请号为11/617,461和11/617,494的美国专利申请中能够找到额外的导线类型、用于导线的材料类型、用于制造耐张分段的方法、连接耐张分段的方法、架空输电线路类型以及其它有关实例。
特别是，导线数据26包含表1中所示的导线选择系统13针对每一个导线将会评估的示例性数据：
表1
  数据描述   实例
  总直径   0.724英寸(18.3mm)
  导线种类(导线族)   ACCR
  外部铝绞线数目   22
  加强绞线数目   7
  铝线直径   0.128英寸(3.25mm)
  加强线直径   0.071英寸(1.8mm)
  额定强度   11084lbs(5027Kg)
  应力-应变曲线   3477
  重量   0.381lbs/ft(0.567kg/m)
  20℃时的电阻   0.250欧姆/英里(0.155Ω/km)
  芯热容量   5.9瓦-秒/英尺-华氏度(19瓦-秒/米-摄氏度)
  外部铝热容量   143.3瓦-秒/英尺-华氏度(400瓦-秒/米-摄氏度)
在一个实施例中，导线数据26也可以包含每一种类型的导线交叉引用的每条应力-应变曲线的应力-应变信息。例如，使用表1中的示例性数据(上述)，ACCR型导线具有3477的应力-应变曲线。该数字用于查找与应力-应变信息相对应的进一步信息。应力-应变信息通常包含应力-应变曲线的多项式、芯份额和热伸长特性的列表。应力-应变曲线信息可得自导线制造商，并且通常通过熟知的处理来确定，在AluminumAssociation Guide，Rev.1999(美国铝业协会指导，1999年版)的“AMethod of Stress-Strain Testing of Aluminum Conductors and ACSR andA Method for Determining the Long Time Creep of Aluminum Conductorsin Overhead Line(铝导线和ACSR的应力-应变测试方法以及确定架空线路中铝导线的长期蠕变的方法)”中描述了所述处理的一种实现。表2(如下)中显示了一个示例性实施例的应力-应变数据库中包含的具体信息：
表2
  数据描述符   实例
  应力-应变曲线数目   3477
  F模型   0.14
  试验温度   21.67℃
  Ai0   17
  Ai1   53996
  Ai2   -10455
  Ai3   -148929
  Ai4   165944
  最终模量   75865
  Af0   0
  Af1   25963
  Af2   -3374
  Af3   135876
  Af4   -292137
  Acte   0
  Ri0   -131
  Ri1   53268
  Ri2   -55226
  Ri3   120092
  Ri4   -85520
  R最终模量   46093
  Rf0   -131
  Rf1   53268
  Rf2   -55226
  Rf3   120092
  Rf4   -85520
  铝模量   8960710
  芯模量   54100000
  铝CTE   0.000023
  芯CTE   0.00000635
Ai0是用于初始导入的铝应力-应变曲线的第0阶系数(即，“A”表示铝，“i”表示初始导入以及“0”表示第0阶)。同样，Rf3是用于最后导入的加强芯的第3阶系数。
在一个实施例中，表2(上述)所述的曲线将由模型软件22使用来求解每一种类型的导线和环境条件的4阶多项式的嵌套集以创建可能的导线配置。1994年，Southwire公司的“Overhead Conductor Manual(架空导线手册)”中描述了一种非线性解决方案。在可供选择的实施例中，例如表2(上述)中所示的应力-应变信息可以保存在与导线数据26分离的库中。
用户12可以提供导线选择系统13创建多少不同的导线配置的优先选择。例如，用户12可以指定经由用户接口16显示的五个最佳导线配置。或者，用户12可以要求五个最廉价的选项可以被显示。从该导线配置有限集中，用户12可以在选择架空输电线路的有用的(包括最所需的或最佳的)导线配置时使用判断。用户12也能够选择所提供的导线配置中的一个并且要求导线选择系统13提供与所选的导线配置密切相关的更多导线配置。在其它实施例中，可以配置导线选择系统13，使得仅向用户12提供由导线选择系统确定的最佳导线配置。该方法在导线选择系统由缺乏经验的用户使用时可能是有利的。
导线选择系统13可以包括错误处理机制，用于识别其中无法创建任何可行的导线配置的非连续数据或场景。在地理分布信息或架空输电线路输入定义无法满足的架空输电线路的缺陷时，这些情况可能出现。可以针对这些不一致预先筛选数据，或当处理数据并且无法提供任何可能的导线配置时，可以提供错误消息。在可供选择的实施例中，当由于架空输电线路改变而出现可能的问题时，可以提供警告消息。这些例如老化或恶劣环境的改变可能导致导线配置内的多种类型导线的问题。
在导线选择系统13的操作期间，然后向用户12提供用户接口16以方便输入定义优选的架空输电线路参数的信息。用户接口16中的常见输入可以定义架空输电线路参数代表档距、实际档距以及架空输电线路的每一个塔之间的倾斜度。代表档距是架空输电线路的整个长度中的特性档距。可以通过下列公式计算架空输电线路耐张段的代表档距：
Figure G2007800452628D00141
实际档距是为其计算了代表档距的架空输电线路耐张段中的物理档距。垂度值基于实际档距进行计算。如果实际档距不是水平时，使用倾斜度(可选参数)。在一个实施例中，针对两个终端之间的每一个架空输电线路耐张段从第一端点到第二端点测量倾斜度。这样，应该以相同方式计算每一个架空输电线路耐张段以提供连续数据。
在一些情况下，导线选择系统13建议的导线的优化或最佳配置可以不是最所需的解决方案。导线选择系统13也可以在数据库中计算并存储每种导线，所述每种导线满足用户12的架空输电线路优先选择并由设计目标确定等级。在一个实施例中，用户12可以通过与用户接口16进行交互来查看这些可供选择项。
在一个实施例中，评价优先级由用户12从预定义的下拉菜单中选择。这些优先级可以在规则28中预定或输入规则28以用于正在设计的架空输电线路。在一个实例中，对导线进行评价并以如下方式提供，使得安流量为最重要、垂度为第二最重要、以及导线区域为第三更重要。表3(如下)具体说明了作为实例的可能情况：
表3
  情况   第一优先级   第二优先级   第三优先级
  1   安流量   垂度   区域
  2   安流量   区域   垂度
  3   垂度   安流量   区域
  4   垂度   区域   安流量
  5   区域   安流量   垂度
  6   区域   垂度   安流量
用户指定的设计目标或优先级决定情况。每种情况定义了模型软件22将在其中评价导线的方式。每种情况调用公共子程序集，但以不同顺序和频率调用。根据每一种架空输电线路情况的设计目标，可以使用多个不同的评价技术。这些评价技术可以在模型软件22中预置或由用户配置以正确地评价架空输电线路的不同导线配置。
此外，一些情况可以包括更多已排序的步骤或优先选择来确定可能的导线配置。另外的或置换参数可以包括架空输电线路成本、安装时间、架空输电线路产品寿命、或与所选的导线配置的物理特性不相关的其它参数。在一些情况下，这些非物理优先选择对满足物理和性能优先选择的配置中所需的导线配置的选择可以是首要的。规则引擎23可以使用规则28保存的优先选择，使得导线选择系统13能够为用户12提供最有可能的所需的导线配置。然而，用户接口16可以允许用户12接替规则引擎23而选择所需的导线配置。
在其它实施例中，导线选择系统13可以基于有限数目的计算和优先选择而提供导线配置的初步列表。接着，用户12与用户接口16进行交互以选择用于处理器18使用模型软件22的全部参数进行考虑的较少数目的导线配置。因此，用户12可以绕过导线选择系统13处理用户没有兴趣追求的导线配置的全部参数的长期等待时间。
或者，导线选择系统13可以经历引导用户12在多个步骤内完成导线选择过程的迭代过程。这样，每一个步骤可以根据用户12的优先选择缩小导线配置的数目。步骤顺序可以由规则引擎23预定或由用户12定制。如果一系列选择导致没有任何满足规范和用户优先选择的导线配置时，则导线选择系统13可以允许用户12返回至先前的步骤。模型软件22可以在用户12的每一个步骤之前计算可能的导线配置并且在可能没有任何导线配置时阻止用户继续向前操作。
导线选择系统13执行的迭代过程可以类似于树型决定过程，其中每一个步骤前进至具有进一步定义导线配置的更多选择可能的另一步骤。针对用户12，某些步骤可能只有一种可能的选择而其它步骤可能具有至少10种选择。在一些实施例中，用户12可以请求导线选择系统13基于规则28或选择之后将可用的可能的导线配置的数目而自动作出下一个选择。
导线选择系统13可以在除了本文所述的实施例之外的实施例中被不同地配置并且仍然使用选择架空输电线路的导线配置的一般方法。导线选择系统13可以或多或少地使用软件程序、数据库或处理硬件以协助用户12选择最合适的导线配置。如本文所述，可以使导线选择系统13完全自动化以向用户12提供一个导线配置或允许用户控制选择过程中的每一个步骤。在任何情况下，导线选择系统可以允许用户12有效地查找在架空输电线路中已有或新设计塔上方的架空输电线路的有用的(包括最所需的或最佳的)导线配置。
图2为示出选择架空输电线路的适当导线配置的示例性自动化方法的流程图。如图2所示，用户12通过上传拟安装新架空输电线路地形的地理分布而开始导线选择过程(30)。可以通过任何类型的计算机可读介质将该分布作为数据上传或手动输入导线选择系统13。如果架空输电线路中存在现有的塔，则处理器16接着提示用户12(32)。如果存在将与新架空输电线路一同使用的至少一个现有的塔，则用户12将塔的位置和类型上传到系统13(34)。如果不存在现有的塔，则导线选择过程继续。
用户12接着选择限制可能的导线配置的架空输电线路设计参数(36)。某些设计参数可以是已经预定的，但可以由用户12修改。接下来，用户12请求导线选择系统13根据设计参数提供可能的导线配置(38)。如果结果对于用户12不可接受(40)，则用户选择新的设计参数(36)。如果结果是可接受的(40)，则用户12从系统13提供的配置中选择所需的导线配置(42)。
接着，导线选择系统13保存所选择的导线配置，以便用户12或导线配置所定义的架空输电线路的设计、生产或安装中所涉及的另一个用户随后进行检索(44)。用户12接着可以使用所选择的导线配置来准备材料、日程以及其它需要以安装架空输电线路并且完成架空输电线路(46)。
在其它实施例中，当用户12调用图1所述的更多按步骤的或迭代的选择过程时，导线选择系统可以包括更多步骤。在这些情况下，该方法可以涉及更多步骤。或者，该过程可以根据用户12的身份而稍稍变化。例如，如果用户12为制造商的顾客，则用户可能需要提供附加信息并且被限制改变架空输电线路的一些预定参数。反之，如果用户12为制造商的工程师，则用户可以具有对导线选择系统13方面的全部控制。
图3为示出输入设计参数以选择架空输电线路的适当导线配置的示例性方法的流程图。如图3所示，使用户12执行架空输电线路耐张段的设计参数的步骤以包括多种类型的导线(48)。用户12可以选择可以考虑用于导线配置的全部可接受的导线类型(50)。用户12可以输入全部可接受的导线，或根据所考虑的特定项目可用的仅两种导线。用户12接着输入所得的架空输电线路耐张段的导线配置的期望电气特性(52)和架空输电线路耐张段在地面上方的最小净空(54)。此外，用户12输入架空输电线路耐张段的任何档距可以允许的最大垂度(56)。
如果存在需要特殊考虑的架空输电线路耐张段的特殊档距(58)，则用户12输入档距在架空输电线路耐张段中的位置以及具体档距的优先选择或参数(60)。架空输电线路耐张段的这些档距可以在河流的上方、在建筑物的上方、在飞机航道的下方或接近任何其它类型的环境。如果没有特殊档距(58)，用户12输入将支承架空输电线路耐张段的现有或新塔的塔负载数据(62)。在一些实施例中，用户12可能仅需要输入将使用的塔的类型，并且实际的塔负载数据可以由处理器16从数据26或不同的连网数据库中检索。一旦输入了全部数据，用户12可以将输入的设计参数提交到导线选择系统13(64)。
在其它实施例中，由于输入参数的顺序可以与可能的导线配置的选择不相关，因此可以不同的方式安排图3的方法。此外，根据导线选择系统13的配置，用户12可以选择或多或少的设计参数。
图4为示出水平地理分布上的塔之间的架空输电线路耐张段的示例性导线的概念图。如图4所示，示出的架空输电线路66的一部分包括由水平地理分布68(即，地面)上方的塔70、72、74和76所支承的架空输电线路耐张段78。架空输电线路耐张段78包括多个导线(每一个是耐张分段)，其中示出导线80、82、84、86和88。在一些实施例中，耐张分段可以延伸超过一个档距并在档距内而不是在塔处耦合到另一个耐张分段。每一个塔具有高度H而每一个档距具有宽度(即，档距距离W)以及各自的塔之间的垂度S1和S2。档距距离W是连续的塔之间的水平距离，而垂度是指档距内的架空输电线路耐张段的右侧附连点到最低点之间的距离。地理分布68为基本平坦的，但架空输电线路耐张段78的每一个各自的档距中的垂度S1和S2不同。在一些实施例中，S1和S2可能在整个架空输电线路耐张段中相等。
在图4的实例中，架空输电线路耐张段78的连续档距由交替的导线类型制成。导线80、84和88是比导线82和86稍重的钢加强型导线。在架空输电线路耐张段78的整个长度中，这些导线在架空输电线路66中的每一个塔之间交替。
导线80、84和88由钢构成并且比导线82和86重，其由例如上述ACCR的较轻复合材料构成。因此，低垂度导线82和86的垂度S2小于导线80、84和88的垂度S1。
因为低垂度和相对较高的成本，架空输电线路耐张段78的导线配置可能是有利的，导线82和86可以减少架空输电线路86的两个终端之间的能量损耗而不必在整个架空输电线路耐张段78中使用更昂贵的导线82和86。此外，可以将低垂度导线82和86设置在地理分布68的上方需要更大净空的结构或区域的上方的系统66中。
终端塔(结构)通常不允许导线的纵向移动。在终端结构之间，悬挂结构垂直地支承导线。导线经由绝缘子串(通常串接在一起的绝缘陶瓷片)连接至悬挂塔。绝缘子串的一端附接到悬挂塔而绝缘子串的另一端附接到导线。后一个附连称为导线附连点。随着导线中出现的张力改变，围绕悬挂塔连接位点枢转的绝缘子串将拉紧导线并且纵向移动导线附连点以平衡续发力。该移动称为绝缘子摆动。通常由绝缘子摆动来补偿悬挂塔的档距之间的导线张力的改变。绝缘子从较低张力档距向较高张力档距摆动以补偿档距之间的张力。这导致较高张力档距中的张力减小，从而增加该档距中的垂度。这样的一个实例是塔处的架空输电线路耐张段的平衡中心位于塔中心处而不是塔的一侧。对于其它类型的导线，S1和S2在每一个导线的重量几乎相等的情况下可以是非常相似的。尽管架空输电线路耐张段78包括交替导线类型，但是该配置可以作为另外一种选择地包括至少每两个档距或各自耐张分段中的导线覆盖的部分档距的可供选择的导线类型。导线选择系统13向用户12提供信息和工具以研究具有用户所提供的设计参数和优先选择的全部可能的导线配置。
在其它实施例中，可以针对架空输电线路耐张段78中使用的每一个耐张分段而定制档距距离W。例如，塔72和74之间的W可以小于塔70和72之间的W。因为塔需要支承的重量的减少，所以低垂度导线82可以允许塔70和72之间的档距距离W增加。在这种情况下，可能需要较少的塔来支承架空输电线路耐张段78。较少的塔可以减少安装和维护成本而无需在整个架空输电线路耐张段78的导线82上投资。较少的塔也可以降低环境影响并且在住宅区域具有较少的塔可以提高整个架空输电线路的美观。可以将这些可能性根据向导线选择系统13提供的优先选择向用户12提供。如此前所述，可以采用延伸超过一个档距的架空输电线路耐张段的导线(耐张分段)确定每一个档距距离W。
图5为示出具有相邻的终端的河流任一侧的塔之间的架空输电线路耐张段的示例性导线的概念图。如图5所示，架空输电线路114包括由河流116和地理分布118上方的塔120、122、124和126支承的架空输电线路耐张段128。塔120和126是终端而塔122和124支承导线132的高档距以允许河流116上方的期望或所需的净空。架空输电线路耐张段128的导线130、132和134具有每一个塔122和124的绝缘子串(未示出)，所述绝缘子串可以偏离每一个各自的塔的中心摆动以补偿绝缘子任一侧的张力。可以认为塔122和124之间的档距是具有由用户12输入导线选择系统13的特殊优先选择的特殊档距。在一些实施例中，架空输电线路耐张段128的导线可以延伸超过仅一个档距并且在档距内而不是在塔处耦合到另一个导线。例如，包括导线132的耐张分段可以延伸超过塔120和126中的一个或两个都超过。
导线130和134是低成本的重型钢导线并且有助于支承导线132的档距。导线132由重量较轻的ACCR复合物构成以减小塔122和124上的张力而同时使垂度S的高度最小化。允许绝缘子偏离架空输电线路耐张段128的中心摆动可以允许用户12保持河流116上方的期望或所需的净空而同时使用具有较小高度H的塔122和124。因为在架空输电线路耐张段128中使用了多种类型的导线，所以可以采用更少的时间来安装系统114而同时减少安装和维护成本。
在其它实施例中，河流116可以是另一个水体、多车道公路、峡谷或必须被覆盖的任何其它大档距距离W。高度为H的塔122和124的只能使用一种类型的导线的传统架空输电线路耐张段可能需要更高以覆盖档距距离W，或在一些情况下，架空输电线路耐张段128可能不能修建在大档距距离上。随着增加的能量需求和老化的电网基础设施，使用多于一种类型的导线的架空输电线路耐张段128可以减少与安装和维护架空输电线路相关的成本，同时在设计架空输电线路方案中允许较大的灵活性。
图6为示出使用远程工作站的示例性计算机化的导线选择系统的高级视图的框图。如图6所示，系统136类似于图1的系统10，用户12通过某些类型的网络连接与导线选择系统145进行远程交互。用户12与工作站138进行交互，而工作站138与网络140、网络服务器142、网络144，并且最后与导线选择系统145进行通信。导线选择系统145可以包括安放用户接口148、处理器150和存储器152的计算设备146。存储器152基本上类似于存储器20并且包括模型软件154和规则引擎156。存储器152也包括地理分布158、导线数据160和选择规则162的库。在一些实施例中，库158、160和162可以通过网络144被访问而不是被包括在存储器152中。系统136允许用户12输入优先选择以选择导线配置，并且一些安全手段可以阻止未授权远程用户访问或修改导线选择系统145的某些方面。
类似于图1，用户12可以是对架空输电线路的设计以及架空输电线路的导线的选择有兴趣以增加系统性能或减少系统成本的任何个人、公司、公用电力事业单位或团体。用户12将需要密码、生物统计或其它授权密钥来通过工作站138、网络服务器142和导线选择系统145中的至少一个的安全措施。在一些实施例中，可以存在区分初级、高级和管理类型用户的用户级别。
特别是，图6示出了客户端/网络服务器/应用程序服务器环境，其中用户是顾客、潜在顾客或希望评价导线的其它第三方。用户12与工作站138(如，计算设备)进行交互，并且经由可以是互联网的网络140连接至网络服务器142。网络服务器142可以是例如微软公司以商品名“INTERNET INFORMATION SERVER(互联网信息服务器)”销售的产品。它还可以是例如Apache Foundation以商品名“APACHEWEB SERVER(阿帕奇网络服务器)”销售的产品。在该实例中，网络服务器142提供方便收集和提供类似于相对于用户接口16所描述的信息的用户接口组件。网络服务器142可以经由例如网络144的网络附接到计算设备146，所述计算设备拥有导线选择系统145的一个实现。在另一个实施例中，网络服务器142和计算设备146在相同系统上。在另一个实施例中，库158、160和162在单独的服务器或计算设备上，经由网络144或其它类似网络附接到计算设备146。
在所示实例中，系统136允许多方有助于架空输电线路的设计和安装。因为架空输电线路可以是可能包括私人和政府实体的大项目，所以允许访问导线选择系统145可以有利于架空输电线路的有效设计和实施。此外，其它导线、导线组件、结构、绝缘子和其它设备的第三方制造商可以具有对导线选择系统145的某种类型的访问以识别组件的不兼容性并且修改当前组件以允许进一步的设计可能。
尽管系统136允许在网络上使用导线选择系统145，但其全部功能类似于上述的系统10的那些功能。此外，系统136能够与其它数据库或数据仓库进行联网以包括架空输电线路的导线以及所有其它类型的组件的最新数据。该数据可以包括地理分布158的调查数据。例如，用户12可以输入现有塔或优选塔的坐标，而导线选择系统145用于检索所有塔位置的评价数据以及编辑所有这些数据，由模型软件154在产生可能的导线配置时使用。
在启动导线选择系统145的特征中设想出系统136中组件的可供选择的布置方式。例如，可以实现或多或少的网络、计算设备或数据库来达到本文所述的优点。
图7为示出使用远程工作站选择架空输电线路的适当导线配置的示例性方法的流程图。用户12首先通过登录网络服务器142开始访问导线选择系统145(164)。用户12接着上传架空输电线路的地理分布(166)。如果系统存在现有的塔(168)，便提示用户12上传塔的位置(170)。如果没有现有的塔(168)，过程继续。
用户12接着选择限制可能的导线配置的架空输电线路设计参数(172)。一些设计参数可以是已经预定的，但如果用户具有修改权限时可以由用户12修改。用户12接着请求导线选择系统136根据设计参数提供可能的导线配置(174)。如果结果对于用户12不可接受(176)，则用户选择新的设计参数(172)。如果结果是可接受的(176)，则用户12从系统136提供的配置中选择所需的导线配置(178)。
接着，用户12提交拟保存的所选导线配置，用于用户12或导线配置所定义的包括每一个导线的多个耐张分段的架空输电线路的设计、生产或安装中所涉及的另一个用户随后进行检索(180)。用户12然后可以使用所选择的导线配置来准备材料、日程以及其它需要以安装架空输电线路并且完成架空输电线路。
在其它实施例中，当用户12根据图6的系统136调用图1所述的更多分步或迭代选择过程时，导线选择系统可以包括更多步骤。在这些情况下，该方法可以涉及更多步骤。或者，该过程可以根据用户12的身份而稍有变化。例如，如果用户12是制造商的顾客，则用户可能需要提供附加信息并且被限制改变架空输电线路的一些预定参数。反之，如果用户12是制造商的工程师，则用户可以具有对导线选择系统136方面的全面控制。
图8是架空输电线路的示例性导线的横截面。一些导线可以由钢芯、复合物(如，铝基质复合物和聚合物型复合物)芯、殷钢芯，或在本领域内通常已知的任何其它芯构成。特定类型的导线可以由铝基质复合物、聚合物型复合物、铝合金、陶瓷、硼、石墨、碳、钛、钨和形状记忆合金构成。聚合物型复合物的实例是芳族聚酰胺类和聚对亚苯基苯并二噁唑。此外，导线可以由这些材料或在本领域内通常已知的具有低热膨胀系数的其它材料的任何组合来制造。导线也包括围绕芯的绞合线，其通常由铝或铜合金制成。然而，本文所称的导线类型通常是指导线内的导线芯的类型。尽管任何类型的导线可以用来构造两个终端塔之间的架空输电线路耐张段的每一个耐张分段，但示例性导线(即，ACCR导线)在本文中进行描述以示出用于架空输电线路的一种类型的导线的组件。如图8所示，示例性架空输电线路导线182可以具有由五十四根单独的金属线(如，铝或铝合金线)188围绕的十九根单独的线(如，复合物(如，金属基质复合材料)线)192的芯。架空输电导线182是例如ACCR导线的复合导线。导线182包括载流线188和芯线192。线188可以由导通电流的例如铝和锆合金的材料构成。每一条芯线192包含提供线材强度的多个纤维。芯线192可以由复合材料构成。
导线182具有基本上连续(如，与直径相比时长度是相对无限长的)的芯线192并且称为加强型复合芯铝导线(ACCR)架空输电导线。通常，芯线192包含结晶陶瓷(即，呈现出可识别的X射线粉末衍射图形)和/或结晶陶瓷和玻璃的混合物(即，纤维可以包含结晶陶瓷和玻璃相)，但线也可以包括玻璃。在一些实施例中，纤维是至少50(在一些实施例中，至少55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99或甚至100)重量％的结晶。合适的结晶陶瓷氧化纤维的实例包括耐火纤维，例如氧化铝纤维、硅铝酸盐纤维、硼铝酸盐纤维、硼铝硅酸盐纤维、锆硅酸盐纤维以及它们的组合。在ACCR架空输电导线的芯的一些实施例中，以纤维的总体积计，期望纤维包含至少40(在一些实施例中，至少50、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99或甚至100)体积％的Al2O3。在其它实施例中，以纤维的总体积计，期望线192包含40到70的范围内(在一些实施例中，在55到70或甚至55到65的范围内)的体积％的Al2O3。
在一些实施例中，例如，示例性玻璃纤维可得自Corning Glass(Corning，NY)。通常，连续的玻璃纤维的平均纤维直径在约3微米到约19微米的范围内。在一些实施例中，玻璃纤维的平均抗拉强度为至少3GPa、4GPa以及或甚至至少5GPa。在一些实施例中，玻璃纤维的模量在约60GPa到95GPa或约60GPa到约90GPa的范围内。
在其它实施例中，例如，在美国专利No.4,954,462(Wood等人)和5,185,299(Wood等人)中描述了氧化铝纤维。在一些实施例中，氧化铝纤维是多晶α型氧化铝纤维，并且基于理论上的氧化物，以氧化铝纤维的总重计，包含大于99重量％的Al2O3以及0.2-0.5重量％的SiO2。在另一方面，一些所需的多晶α型氧化铝纤维包含平均粒度小于1微米(或在一些实施例中甚至小于0.5微米)的α型氧化铝纤维。在另一方面，在一些实施例中，多晶α型氧化铝纤维的平均抗拉强度为至少1.6GPa(在一些实施例中，至少2.1GPa或甚至至少2.8GPa)，如根据美国专利No.6,460,597(McCullough等人)中描述的抗拉强度测试所确定。示例性α型氧化铝纤维由3M公司(St.Paul，MN.)以商品名“NEXTEL 610”销售。
例如，在美国专利No.4,047,965(Karst等人)中描述了硅铝酸盐纤维。示例性硅铝酸盐纤维由3M公司(St.Paul，MN.)以商品名“NEXTEL 440”、“NEXTEL 550”和“NEXTEL 720”销售。例如，在美国专利No.3,795,524(Sowman)中描述了硼铝酸盐和硼铝硅酸盐纤维。示例性硼铝硅酸盐纤维由3M公司以商品名“NEXTEL 312”销售。例如，在美国专利No.3,709,706(Sowman)中描述了锆硅酸盐纤维。
通常，连续的陶瓷纤维的平均纤维直径为至少约5微米，更通常的，在从约5微米到约20微米的范围内；并且在一些实施例中，在约5微米到约15微米的范围内。
此外，通常以丝束为单位制造陶瓷纤维。丝束在纤维领域是已知的并且通常包括多条(单独)一般没有绞合的纤维(通常至少100条纤维，更通常地至少400条纤维)。在一些实施例中，丝束包含每丝束至少780条单独的纤维，并且在一些情况下，每丝束至少2600条单独的纤维或每丝束至少5200条单独的纤维。可以获得多种长度的多种陶瓷纤维丝束，包括300米、500米、750米、1000米、1500米以及更长。纤维可以具有圆形、椭圆形或狗骨形的横截面形状。
或者，示例性硼纤维可以商购自(例如)Textron Specialty Fibers，Inc.(Lowell，MA)。通常，这类纤维的长度约为至少50米，并且可以甚至为约千米或更多。通常，连续的硼纤维的平均纤维直径在约80微米到约200微米的范围内。更通常地，平均纤维直径不大于150微米，最通常地在95微米到145微米的范围内。在一些实施例中，硼纤维的平均抗拉强度为至少3GPa，或甚至至少3.5GPa。在一些实施例中，硼纤维的模量在约350GPa到约450GPa的范围内，或甚至在约350GPa到约400GPa的范围内。
而且，示例性碳化硅纤维由(例如)COI Ceramics(San Diego，CA)以商品名“NICALON”以500条纤维的丝束销售、由日本的UbeIndustries以商品名“TYRANNO”销售、以及由Dow Corning(Midland，MI)以商品名“SYLRAMIC”销售。
例如，示例性碳化硅单丝纤维由Specialty Materials，Inc.(Lowell，MA)以商品名“SCS-9”、“SCS-6”和“Ultra-SCS”销售。
用作基质的示例性铝金属是高纯度(如，大于99.95％)元素性铝或纯铝与例如铜的其它元素的合金。通常，选择铝基质材料使得基质材料不与纤维发生明显化学反应(即，相对于纤维材料具有相对化学惰性)，例如，以消除在纤维外部提供保护涂层的需要。
在一些实施例中，铝基质包含至少98重量％的铝、至少99重量％的铝、大于99.9重量％的铝或甚至大于99.95重量％的铝。示例性的铝和铜的铝合金包含至少98重量％的铝和多达2重量％的铜。在一些实施例中，有用的铝合金是1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000和/或8000系列的铝合金(铝业协会命名)。尽管较高纯度的铝往往是制造较高抗拉强度的电线所需的，但较低纯度形式的金属也是有用的。
合适的铝可以商品名“SUPER PURE ALUMINUM；99.99％AL”商购自Alcoa(Pittsburgh，PA)。铝合金(如，铝-2重量％的铜(0.03重量％的杂质))可得自(例如)Belmont Metals(New York，NY)。
按纤维和铝基质材料的总混合体积计，复合芯通常包含至少15体积％(在一些实施例中，至少20、25、30、35、40、45、或甚至50体积％)的纤维。按纤维和铝基质材料的总混合体积计，复合芯和线材更通常地包含40到75(在一些实施例中，45到70)体积％的范围内的纤维。
通常，芯的平均直径在约1mm到约15mm的范围内。在一些实施例中，所需的芯的平均直径小于1mm、至少2mm或甚至高达约3mm。通常，复合线材的平均直径在约1mm到12mm、1mm到10mm、1到8mm或甚至1mm到4mm的范围内。在一些实施例中，所需的复合线材的平均直径为至少1mm、至少1.5mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm或甚至至少12mm。
制造铝复合线材的技术在本领域是已知的。例如，能够通过连续金属基渗透处理来制造连续金属基质复合线材。例如，在美国专利No.6,485,796(Carpenter等人)中描述了一种合适的处理。例如，2001年出版的ASM Handbook Vol.21，Composites(美国金属学会手册第21卷“复合物”)第584-588页(ASM International，Metals Park，OH)中讨论了连续纤维加强型金属基质复合材料的其它处理途径。
具有包含钢线的芯的架空输电导线段可从(例如)Southwire(Carrollton，GA)商购获得。通常，芯的钢线是具有170ksi到280ksi(1172MPa到1931MPa)的标称抗拉强度范围的中到高强度的钢，并且常常被涂敷以赋予良好的耐腐蚀性。通用的涂层材料包括锌(也称为镀锌)或具有5％的铝稀土的锌合金。然而，在制造期间也可以使用其它涂层材料。
本发明中使用的电缆或导线通常是绞合的。绞合电缆通常包括中心线和围绕中心线螺旋绞合的第一层电线。电缆绞合是以螺旋布置来组合电线的单独绞合以生产成品电缆的过程(参见，如，美国专利No.5,171,942(Powers)和5,554,826(Gentry))。所得的螺旋绞合的线绳提供比可从相同横截面积的实心棒中获得的较大的柔韧性。因为当电缆在处理、安装和使用中受到弯曲时绞合电缆保持其总体圆形的横截面形状，所以螺旋布置也是有利的。螺旋缠绕的电缆可以包括少至7个的单独绞线到包含50或更多绞线的更通用的构造。
已经描述了本发明的多种实施例。然而，本领域技术人员将认识到在不脱离本发明的范围的前提下，可以对所述的实施例作出多种修改。例如，可以将本发明具体化为包括指令的计算机可读介质，所述指令使处理器执行本文所述的任何方法。这些实施例和其它实施例在后附权利要求书的范围内。

Claims (22)

1.一种选择用于架空输电线路的导线的方法，所述方法包括：
识别架空输电线路耐张段的至少一个期望的参数，所述架空输电线路耐张段拟由至少两个塔支承；以及
基于至少一个选择规则和所述至少一个所识别的期望的参数选择用于所述架空输电线路耐张段的导线配置，其中所述导线配置至少包括至少与第二导线串联的第一导线，所述第二导线具有与所述第一导线的至少一个参数不同的至少一个参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中识别所述架空输电线路耐张段的所述至少一个期望的参数包括经由导线选择系统的用户接口接收架空输电线路输入，并且其中选择所述导线配置由所述导线选择系统自动地执行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中识别所述架空输电线路耐张段的所述至少一个期望的参数和选择所述架空输电线路耐张段的所述导线配置由人手动地执行。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括接收描述拟安装所述架空输电线路耐张段的地理区域的地理分布信息，其中选择所述架空输电线路耐张段的所述导线配置包括基于所述地理分布信息、所述至少一个所识别的期望的参数和所述至少一个选择规则而选择所述架空输电线路耐张段的所述导线配置。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括根据所述地理分布信息和所述至少一个所识别的期望的参数建立所述架空输电线路耐张段的模型，其中选择所述架空输电线路耐张段的所述导线配置至少部分地基于架空输电线路模型。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一导线和第二导线在重量、热膨胀、直径、加强材料、导电材料、电阻、抗拉强度、弹性或成本中的至少一个方面不同。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少两个塔包括支承两个终端塔之间的所述架空输电线路耐张段的至少一个直线塔。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述架空输电线路耐张段的所述至少一个期望的参数包括架空输电线路耐张段净空、架空输电线路耐张段垂度、架空输电线路电气特性、架空输电线路耐张段重量和架空输电线路耐张段张力中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的方法，其中选择所述导线配置还包括基于在至少一个塔上的导线配置成本、导线配置电气特性、或导线配置力中的至少一个而选择所述架空输电线路耐张段的所述导线配置。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括接收识别塔高度或塔位置中的至少一个的塔输入。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述选择的导线配置的所述至少第一导线和所述至少第二导线作为所述架空输电线路耐张段安装在安装位置。
12.一种选择用于架空输电线路的导线的计算机实现的系统，所述系统包括：
处理器，所述处理器识别架空输电线路耐张段的至少一个期望的参数，所述架空输电线路耐张段拟由至少两个塔支承，以及基于所述至少一个所识别的期望的参数和至少一个选择规则而选择所述架空输电线路耐张段的导线配置，其中所述导线配置至少包括第一导线和第二导线，所述第二导线具有与所述第一导线的至少一个参数不同的至少一个参数。
13.根据权利要求12所述的系统，还包括保存所述至少一个期望的参数、地理分布信息和所述至少一个选择规则的存储器，其中所述处理器至少部分地基于所述至少一个选择规则选择所述导线配置。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述处理器根据所述地理分布信息、所述至少一个期望的参数、以及所述至少一个选择规则建立所述架空输电线路耐张段的模型并且至少部分地基于架空输电线路模型选择所述架空输电线路耐张段的所述导线配置。
15.根据权利要求12所述的系统，其中用户接口接收允许所述处理器识别所述架空输电线路耐张段的所述至少一个期望的参数的架空输电线路输入，并且其中所述处理器基于所述至少一个期望的参数自动地选择所述导线配置。
16.根据权利要求12所述的系统，其中用户接口接收描述拟安装所述架空输电线路耐张段的地理区域的地理分布信息，并且其中所述处理器基于所述地理分布信息、所述至少一个所识别的期望的参数、以及所述至少一个选择规则选择所述架空输电线路耐张段的所述导线配置。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述处理器根据所述地理分布信息和所述至少一个所识别的期望的参数建立所述架空输电线路耐张段的模型，并且其中所述处理器至少部分地基于架空输电线路模型选择所述架空输电线路耐张段的所述导线配置。
18.根据权利要求12所述的系统，其中所述第一导线和第二导线在重量、热膨胀、直径、加强材料、导电材料、电阻、抗拉强度、弹性或成本中的至少一个方面不同。
19.根据权利要求12所述的系统，其中所述架空输电线路耐张段的所述至少一个期望的参数包括架空输电线路耐张段净空、架空输电线路耐张段垂度、架空输电线路电气特性、架空输电线路耐张段重量和架空输电线路耐张段张力中的至少一个。
20.根据权利要求12所述的系统，其中所述处理器还基于在至少一个塔上的导线配置成本、导线配置电气特性、或导线配置力中的至少一个而选择所述架空输电线路耐张段的所述导线配置。
21.根据权利要求12所述的系统，其中所述至少两个塔包括支承两个终端塔之间的所述架空输电线路耐张段的至少一个直线塔。
22.根据权利要求12所述的系统，其中用户接口接收塔输入，所述塔输入识别所述至少两个塔的塔高度或塔位置中的至少一个。
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