输电线路新型节能导线的应用探讨

输电线路新型节能导线的应用探讨

发表时间：2019-03-14T14:33:28.783Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：郭文旭蒋翰林徐天钦万树元郑嘉元[导读] 摘要：城镇化进程的加快，促进各行业用电需求的不断增多。

（辽宁省送变电工程有限公司辽宁沈阳 110020）

摘要：城镇化进程的加快，促进各行业用电需求的不断增多。作为输电线路的重要组成部分，导线的设计与应用需要从多方面进行综合考量。在进行电网工程的建设过程中，导线造价占到投资总额的30%左右，并且导线的金属强度、物理性能、选型等方面，都会对输电线路运行质量造成影响。本文就输电线路新型节能导线的应用展开探讨。

关键词：输电线路；新型节能导线；技术性能；实际工程

引言

在输电线路中，导线是保证输电线路功率稳定的重要载体，为了保证输电线路中能够有效实现资源节约对输电线路新型节能导线的推广应用分析势在必行。

1新型节能导线的种类分析

1.1铝金芯高导电率铝绞线

铝合金芯铝绞线采用53%IACS高强度铝合金芯替代普通钢芯铝绞线中的钢芯和部分铝线，导线外部铝线则采用61.5~62.5%IACS高导电率铝线。在总截面相等的应用条件下，由于基本无导电能力的9%IACS钢芯被铝合金芯替代，且外层采用高导电率铝线，所以铝合金芯高导电率铝绞线的直流电阻不仅比普通钢芯铝绞线更小，而且比普通的铝合芯铝绞线都更小，最大限度的提高了导电能力，但其价格比普通铝合金芯铝绞线更贵。

1.2高导电率钢芯铝绞线

铝绞线的导线率和材料的状态、纯度有着密切的关系。大量试验表明，纯铝的极限导电率可以达到65%左右。但是，目前高纯铝锭仍然不能满足现阶段铝导线加工需求。此外，在价格、生产成本方面，也是普通铝锭的1.5倍左右。同时，铝导线在表面硬度、强度方面，也存在着一定的问题与缺陷，特别是软铝导线缺陷尤为明显。对于新型节能钢芯铝绞线而言，主要是在常规绞线的基础上进行了晶粒细化以及冷拉拔处理，并且对敏感元素以及缺陷进行了严格的控制。这样一来，铝导线的导电率可以达到63%左右。高导电率钢芯铝绞线能够有效降低输电线路的电阻损耗，进而提升输电过程的节能效果。另外，在机械性能与结构、经济性方面，也有了较大的改善。

1.3铝包钢芯高导电率铝绞线

铝包钢芯高导电率铝绞线采用20%IACS铝包钢线替代普通钢芯铝绞线中的钢芯，导线外部铝线则采用61.5~63%I-ACS高导电率铝线代替。在总截面相等的应用条件下，由于基本无导电能力的9%IACS钢芯被20%IACS铝包钢芯替代，且外层采用高导电率铝线，所以铝包钢芯高导电率铝绞线的直流电阻不仅比普通钢芯铝绞线更小，最大限度的提高了导电能力，且具有更好的防腐性能。

1.4中强度全铝合金绞线

在输电线路的设计、施工以及后期维护等方面，全铝合金绞线也有着一定的优势。在一些发达国家，该类型的导线有着较为广泛的应用。经过非热处理技术所制造的铝合金导线，其导电率可以达到59%，并且导线的交流电阻较小，有着较强的耐腐蚀性。经济性方面，铝合金导线的价格要比钢芯铝绞线的价格高出20%左右。但是，其单位质量较轻、张力较大，线路架设过程中可以降低线塔的数量，减少耗钢指标，因而线路设计过程中要注重该类导线的设计与应用。

1.5碳纤维芯软铝绞线

碳纤维芯软铝绞线的芯线是由碳纤维为中心层和玻璃纤维包覆制成的单根芯棒，外层与邻外层为梯形截面的软铝线。导线的合成碳纤维芯是非铁磁性材料，不存在磁损和涡流损耗。与钢芯铝绞线相比，在相同外径时，复合芯铝绞线允许缠绕超过28%截面积的铝线，导线外层采用导电率不小于63%IACS的软铝线，导电率高，直流电阻小，在相同的运行温度时，其允许载流量要比钢芯铝绞线大；在达到允许温度时（可达200℃），其允许载流量是钢芯铝绞线的2倍。因此，碳纤维软铝绞线具有强度大、导电率高、线膨胀系数小、弧垂小、载流量大和质量轻等优点，但导线价格贵。

2研究新型节能导线技术性能，奠定推广应用基础

在输电线路的发展中，有两个性能可以称之为最为主要的性能，其一是电气性能，而电气性能又可以分成两个不同的分支，包括导线的有效承载电流能量和电力磁场环境。在输电线路长距离运行传输电流的过程中，对其环保性和安全性都有着一定程度的标准，而导线中各种重要的参数都会影响电气性能中安全性和环保性，其二，是机械性能，包括风偏角、覆冰过载能力和弧线特性，针对三种新型节能导线的弧线特性上，中强度全铝合金在弧线特性上表现出的性能在三种新型导线中优越性最强，另外两种在弧线特性上表现的功能差距并不明显。另外，中强度全铝合金绞线在应用过程中由于垂直荷载小以及单位质量较轻，一定程度上能够有效降低杆塔的使用高度。第三，在覆冰过载能力上，中强度铝合金绞线性能较强，其余两者中，钢芯高导电率硬铝绞线的覆冰过载能力要强于铝合金芯铝绞线，在新型的输电线路中，上述三种类型的导线都能够最大限度上满足对安全性和环保性的要求，新型输电线路的导电能力很强，虽然各个功能有明显的差异，但是总体上，普通导线的导电性能和安全稳定程度以及环保节能效果都不能与之相比，新型导线在输电线路中有效推广应用，对我国创建资源节约型社会有非常大的积极影响。

3节能导线防腐特性

近年来，空气污染加剧，部分线路运行中发现镀锌钢芯已不能胜任30年运行寿命要求，且钢芯处于导线内层，无法在线路巡检过程中确认是否腐蚀。铝合金芯铝绞线、中强度合金绞线由于采用铝基体材质绞合而成，不会产生双金属电化腐蚀，避免了铝线与镀锌钢线之间的电化腐蚀，具有优异的防腐特性，可延长线路运行寿命。采用铝合金芯代替镀锌钢芯的铝合金芯铝绞线以及中强度铝合金绞线是防腐的首选产品。

4节能效果分析

以220kV输电线路为例进行分析，费用成本主要包括线路施工的建设投资，以及线路运行过程中的损耗费用和运行维护费用等。计算边界条件采取下列设置方式：（1）使用年限40年，其中包括2年施工期，第一年投资60%，第二年投资40%；（2）最大负荷运行小时数为5000h/年，电能损失为3200h/年；（3）电力回收率按8%、10%和12%三种进行计算。