新型节能导线在输电线路中的应用 陆玮

新型节能导线在输电线路中的应用陆玮

发表时间：2018-02-26T16:38:04.413Z 来源：《建筑科技》2017年第22期作者：陆玮[导读] 充分利用各类节能导线的机械、导电等各项特点，从而发挥节能导线的最大应用价值为电力行业以及更多的用户提供服务。

陆玮

中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司 530023

摘要：随着节能导线的种类、材质以及结构不断的改变和革新，导线的输电效率也日益趋于理性状态，不过节能导线的替换和普及也不是一个迅速的过程，这往往需要根据特殊的环境以及外界的干扰因素进行综合考虑，同时充分利用各类节能导线的机械、导电等各项特点，从而发挥节能导线的最大应用价值为电力行业以及更多的用户提供服务。

关键词：节能导线；输电线路；应用方法

1新型节能导线型式

根据我国导线相关标准，参考国内输电线路常用导线型号，目前国家电网公司推广应用的节能导线主要有钢芯高导电率铝绞线、铝合金芯铝绞线、中强度铝合金绞线等。

1.1钢芯高导电率铝绞线

内层为单股或多股镀锌钢丝作为加强芯，主要承担导线所受张力，外层为单层或多层铝绞线，为导线的主要导电部分。钢芯高导电率铝绞线采用63%IACS高导电率铝线替代普通钢芯铝绞线中的61%IACS铝线，与铝截面相同的普通钢芯铝绞线相比，由于铝线导电率的提升，可使导线整体电阻值降低，导电能力提高。

1.2铝合金芯铝绞线

采用53%IACS导电率高强铝合金芯替代普通钢芯铝绞线中的钢芯和部分铝线，外部铝线与普通钢芯铝绞线相同。在等总截面条件下，由于基本无导电能力的钢芯（9%IACS导电率）被铝合金芯替代，所以铝合金芯铝绞线的电阻比普通钢芯铝绞线更小，导电能力得到提高。

1.3中强度铝合金绞线

为单一金属绞线，全部采用58.5%IACS中强度铝合金材料，与等总截面的普通钢芯铝绞线相比，由于铝合金材料替代了钢芯，相当于增大了导线的总导电截面，使导线的整体电阻值降低，导电能力提高。

2节能导线的性能分析

对于大部分导线来说，要保证其综合性能，从而提升输电效率就需要从其电气性能以及机械性能两个方面进行分析，首先电气性能，主要是代指导线本身所处的电磁环境、载流量等等，而且一般输送线路较长，就需要选择电气性能合适的导线以满足输电流程的安全性，所以需要对导线的基本指标（直径、分裂数等等）与环境场强、无线电、噪声干扰等各类干扰进行关联，而在本文中，分析三类节能导线，无论在直径、外表光滑情况等指标都基本相近，故可以定论在相同的环境条件下，磁场环境也应当相同；另外对导线输电效率的评估，可以通过分析他们的载流量，而这三类导线载流量都大于一般的钢芯铝绞线，因而可以判断导线导电能力也是优秀的；再者，机械性能指标，可以包含导线的弧线特点、风偏角还有覆冰承载能力等指标进行判断，即如中强度全铝合金材质导线在弧线特点是具有较大优势，若是在实际施工时，就能有效降低杆塔的受力面以及本身的使用高度，而其他两类导线弧线特点基本相近；而在风偏角方面来说，由于中强度铝合金绞线与铝合金芯铝绞线垂直荷载更低，从而导摇摆的角度更大，而芯高导电率硬铝绞线则与钢芯铝绞线的摇摆角度相当，因而在杆塔规划时，选择铝合金绞线的导线是比较合适的；最后是覆冰承载能力对比，其中中强度铝合金绞线导线的覆冰承载能力最好，铝合金芯铝绞线的覆冰承载能力较差，而高导电率钢芯铝绞线则居中。而根据设计要求，若环境覆冰厚度大于5mm时，要求节能导线的覆冰承载能力必须大于20mm，因而三类导线均能达到相关标准。

3节能导线在输电线路中的应用

3.1节能导线的电气特性

3.1.1电磁环境在相同施工条件下，即系统条件、相序排列、分裂间距和分裂数相同时，3种节能导线相比于普通导线，表面场强基本相同，无线电干扰水平和可听噪声水平也十分相近，因此节能导线的选型不受电磁环境影响。

3.1.2载流量在220kV电路中，不同类型导线的载流量如下表所示。从表1中可以看出，三种节能导线的载流量相比于普通导线均有所提升，但提升效果并不明显，因此，采用节能导线不会对传输线路的容量产生影响。

3.1.3损耗特性

还是以220kV输电线路为例，对普通导线与各类型节能导线的导线损耗特性进行对比，经过计算得出，在200MW输送容量条件下，三种节能导线的导线的电能损耗分别为16.70、16.31和17.00kW/km，均小于普通钢芯铝绞线的17.43kW/km。因此，节能导线具有显著的节能效果。

3.2节能导线的机械特性

3.2.1弧垂特性

采用实证分析方法对节能导线的机械特性进行分析，并与普通导线进行对比。在研究其弧垂特性时，选取33个交流输电工程作为研究样本，样本中共使用11种型号的普通钢芯铝绞线，3种新型节能导线均有应用，通过分析不同工况下相同截面积的普通导线和节能导线的弧垂特性可以发现，新型钢芯硬铝绞线的弧垂特性与普通导线完全一致，铝合金芯铝绞线的弧垂特性也与普通导线相近，只有铝合金绞线比普通导线的弧垂小，在400m档距高温条件下，铝合金绞线比普通导线的弧垂小0.4～1.7m。

3.2.2风偏角

根据33个线路工程的计算结果对新型节能导线对风偏角进行分析，同样普通绞线的风偏角进行对比。分析结果表明，新型钢芯硬铝绞线的风偏角与普通导线完全一致。在垂直、水平档距的比值为0.85条件下，铝合金芯铝绞线和铝合金绞线的风偏角比普通导线大2°～6°，约占6%～12%。因此，在新型节能导线的工程施工中，要合理选用塔型，调整好档距。

3.2.3覆冰过载能力

同样对33个线路工程的计算结果进行分析，在三种节能导线中，新型钢芯硬铝绞线的覆冰过载能力与普通导线完全一致，铝合金芯铝绞线的覆冰过载能力比普通导线略小，在400m档距条件下约小0.2～2.7m。铝合金导线的覆冰过载能力与普通导线基本相似，同样在400m档距条件下，若导线截面积大于300mm2，则覆冰过载能力比普通导线大0.2～1.5m，若导线截面积小于等于300mm2，则比普通导线小0.5～2.3mm。在节能绞线的应用过程中，若覆冰在15mm以内，可以使用铝合金芯铝绞线或铝合金导线代替普通导线，若覆冰超过15mm，则要进行计算后再决定使用何种类型的导线。

结语

在电力生产和传输过程中，会消耗大量的资源和能源，通过使用节能型材料降低电力生产、传输过程的能耗，是电力行业可持续发展的基本措施。近年来，节能导线的研究和应用受到了越来越广泛的关注，进一步降低导线自身电阻，实现传输过程的零能耗、低能耗，既符合节能环保目标，又能帮助电力企业降低电力生产和传输的成本。因此，对节能导线在输电线路中的应用进行研究具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]国网公司文件.关于开展输电线路节能导线试点应用工作的通知.基建设计，2012，18.

[2]国网公司文件.国家电网公司关于加强输电线路节能导线推广应用工作的通知.基建，2013，99.

[3]丁广鑫，孙竹森，张强.节能导线在输电线路中的应用分析[J].电网技术，2012（8）.

[4]赵丽媛.节能导线在输电线路工程中的经济效益分析[J].价值工程，2012（27）

[5]席菲菲．简析新型节能导线在输电线路工程中的运用［J］.科技展望，2014，（22）：114．

作者介绍：

陆玮（1979.07.24-）性别：男；籍贯：广西；民族：壮族；学历：本科；职称：工程师；职务：中一设计师；研究方向：线路电气