NRLH60GJ500型耐热铝合金导线技术论文

NRLH60GJ500/3型耐热铝合金导线在丹江电厂应用

王海军余尾荣

[摘要] 本文介绍了南水北调中线丹江口大坝加高工程厂房坝段裂缝处理施工需要，电厂相应机组需停机配合，将造成丹江电厂110kV系统供电薄弱。将6号发变组由220kV系统改接至110kV系统运行，110kv系统增加了200MVA在不改变原母线构架基础上，只需要更换新型导线，这种新型导线与原线路所使用的钢芯铝绞有着相同或十分相近的力学性能，在更换新的导线后，线路就能输送更多的电能，达到线路增容的目的。

[关键词]钢芯铝绞线耐热铝合金导线性能载流量

丹江口水利枢纽是汉江综合利用开发治理的关键性水利工程，总装机容量为900MW，装机6台，1968年10月首台机组投入运行，1973年10月全部机组投产发电，是湖北电网内调节性能较好，具有调峰、调频及事故备用等功能的大型水电站。枢纽初期正常蓄水位157m，南水北调中线工程实施后，正常蓄水位将提高至170m。

因南水北调中线丹江口大坝加高工程厂房坝段裂缝处理施工需要，电厂相应机组需停机配合，将造成丹江110kV系统供电薄弱。为保证丹江110kV系统安全稳定运行，需将6号发变组由电厂220kV系统改接至110kV系统运行。电厂6号发电机、6号主变压器为单元接线，机组额定出力165MW，机组出口电压15.75kV，目前6号主变额定容量200MVA，额定电压242kV。主变位于尾水平台右岸侧主变室内，主变高压经室内架空小母线、穿墙套管至厂房顶，经厂房顶铁塔、厂区下游左岸侧转角塔至电站220kV开关站丹47间隔。改造后要求主变高压侧至110kV开关站输电线路改造(要求全线架空线路接入110kV开关站)，110kV 开关站Ⅰ、Ⅱ号母线改造，110kV开关站新增进出线间隔各一座。这就使原来的110KV系统增加了200MVA容量，在不改变原母线构架基础上，只需要更换新型导线，这种新型导线与原线路所使用的钢芯铝绞有着相同或十分相近的力学性

能，在更换新的导线后，线路就能输送更多的电能，达到线路增容的目的。

1、 前言

现在的电力传输都以架空线路为主，架空输电导线是从电能发电端到受电端的必要载体，但在传送电能的同时也在不可避免地掉消耗一部分能量。我国输电的架空输电线路以LGJ 系列钢芯铝绞线（ACSR ）为主，在国际上，这类导线的应用历史已超过了100年。钢芯铝绞线（ACSR ）中的硬铝导体的长

期使用温度设计为70∼90℃（我国目前设计为70℃），导电率在20℃下为61%IACS ，我们丹江电厂在此这前110KV 和220KV 开关站所有设备导线全部采用LGJ 系列钢芯铝绞线。这次改造因不能改变原来的输电线路构架基础上

进行增容，现有输电线路的增容有两种方法：一是加大导线截面；二是采用耐热导线，加大导线截面要求加强现有铁塔，而采用耐热导线则无须加强现有铁塔。

由此，我们丹江电厂此次110KVⅠ、Ⅱ母线改造也决定采用耐热型铝合金导线。

2、耐热铝合金国内外发展

美国General Electric Research Laboratories的Mr.R.Herrington通过研究首先发现：在铝材中适当添加金属锆元素能提高铝材的耐热性能，并于1949年发表论文对这一发现作了介绍。该项发现受到国际上相关专业人士的关注和重视。尤其是日本在开发和研制耐热导线方面取得较大进展，开发出在铝中添加0.1%（是否应含糊，这样会泄密的）左右的锆的耐热铝合金导线，在不降低导线抗拉强度和导电率的情况下，提高其耐热性，在原有线路上更换耐热铝合金导线，使传输容量成倍增加，满足了日益增长的供电需求。成功的解决了本国地少，人口密度大，敷设新线路困难的国情。现在日本220kV以上的高压传输线路全部采用耐热铝合金导线。

3 耐热铝合金技术研究

耐热铝合金是在普通铝中加入锆元素，重新结晶而成。

3.1锆加入对耐热性提高原理分析

3.1.1锆的加入

铝的熔点为670℃，而锆的熔点在1000℃以上，因此把锆直接投入铝液中是不能熔化的。实际生产中，先把锆作成铝锆合金锭，然后再投入熔融的铝液中，锆才会熔化。

3.1.2合金状态

熔入锆的铝液中，由于锆的加入，铝材的再结晶温度提高。在新合金中分布有一定数量的弥散的第二相粒子，分析成分为AL3Zr,可钉扎位错晶界。阻碍晶内滑移和晶界滑移，同时降低晶内及晶界扩散速度，因而强化了合金，提高了蠕变抗力及阻碍了蠕变裂纹扩散。

3.2工艺流程

3.3跟普通钢芯铝绞线的工艺差别

耐热铝合金导线相比于普通钢芯铝绞线，主要的差别在于铝液熔化保温工序。需要进行铝锆合金的添加。控制锆元素的含量，这是耐热导线的关键工艺，也是重要的质量控制点。

3.4 耐热铝合金导线性能

耐热铝合金导线工作温度从70℃提高到150℃，(用载流量的公式来说明)载流量也相应提高了0.6倍，耐热铝合金导线的导线弧垂（最后搞一下弧垂公式来，举个例子，用数字来比较）特别小，在线路净空不足的情况下，使用耐热铝合金导线可有效节约线路净空，降低线路建设投资。

下图为几种导线的参数比较

载流量－温度关系图温度（℃）

从上表中可以看出耐热型铝合金导线特别适用于电流涨落较大的区段。此

外线杆不变、需更换线增容的区段，线路瓶颈段、城市走廊狭窄地区，季节性过负荷线路，均适用此线。此外传输相同容量的电能，耐热导线的外径减小，铁塔架设费用相应减少，架线方便，可降低建设费用8%，包括线损在内，年度经费可降低4%，具有良好的经济效益和社会效益。

在这次丹江电厂6号机接入110kV系统工程中110KVⅠ母和Ⅱ母改造全部采用了耐热型铝合金导线，从2013年4月17日进入72小时并网试运行，目前设备运行正常。