耐熱導線在工程中的應用

摘要：本文對耐熱導線的各種類型進行了介紹，并對各種類型耐熱導線進行了各種參數的分析和比較。增容改造方案應當建立在對各種耐熱導線的各項參數的比較的基礎上來選擇最合適的導線。

關鍵詞：耐熱導線 增容方案比較

引言

近年來無錫電網有了很大的發展。但是伴隨著長江三角洲地區經濟的飛速發展，導致用電需求大大的增加。同時地區電網提出了建設“強網”的更高要求。在這種情況下，諸多220kV、110kV現狀線路面臨增容改造的需求。因此對無錫電網實施諸多新建、改造工程。受工程線路走廊、工程投資等影響，220kV、110kV線路導線根據具體實際情況考慮，決定選擇耐熱導線以增大線路輸送容量。

1、耐熱導線的種類

1.1 耐熱導線的類別及其原理和特點

耐熱導線目前成熟的并且有較多商業化運行的產品有3種。

1.1.1碳纖維合成芯導線

碳纖維合成芯導線它的結構是碳纖維為中性層和玻璃纖維包覆制成的單根芯棒，外層與鄰外層的導線為梯形截面。碳纖維導線的復合材料的抗拉強度可達到2399Mpa，而一般鋼絲為1240Mpa，高強度鋼絲為1410Mpa。復合材料制成的導線的破斷力比傳統導線增加30%。復合材料的比重為鋼材的25%，單位長度的碳纖維導線是同規格導線重量的75%左右，由于使用了復合材料作為線芯，不存在鋼絲材料引起的磁損和熱效應。復合材料線膨脹系數小約為0.6×10-6/℃，在1000米檔距以下線路拐點溫度為80℃，使得導線在高溫運行情況時弛度變化很小。由于采用了梯形截面的構造，使得在相同直徑條件下碳纖維導線比普通導線的鋁材截面積增加了29%左右，加上運行溫度的增加，綜合載流量可提高一倍。碳纖維導線目前推薦使用溫度為150℃，最高亦可超過200℃。

1.1.2 殷鋼芯耐熱導線

殷鋼是由鐵鎳合金材料制成，具有優良的高溫軟化特性。普通鋼芯的線膨脹系數為l1．5×lO一6／℃，鋁線的線膨脹系數為23×1O一6／℃：而殷鋼芯的線膨脹系數僅為3．7×l0—6／℃。其拐點溫度受張力控制，張力越小其拐點溫度越高一般位于90℃-130℃之間。由于耐熱鋁合金線和殷鋼芯的線膨脹系數的差異，在導線溫度上升過程中，導線的機械荷載全部轉移到殷鋼芯上，耐熱鋁合金線不再承受導線的張力。當到拐點溫度時，導線的張力全部轉移到殷鋼芯，達到了低弛度的效果。殷鋼芯耐熱鋁合金絞線長期運行允許工作溫度可達2l0℃ ；在較高的溫度狀態下工作時，其弛度的增加量很小，是一種低弛度導線。

1.1.3 間隙型耐熱倍容量導線

間隙型鋼芯耐熱鋁合金絞線是采用特高強度鍍鋅鋼線(或特高強度鋁包鋼線)和(超)耐熱鋁合金線通過特殊“間隙結構”同心絞合而成的一種特種架空輸電導線。間隙型增容導線的內層導體采用型線截面以保持鋼芯與鋁合金之間的間隙，在間隙中填充耐熱油脂從而避免了鋼芯與鋁合金內層的摩擦，使得鋁合金層與鋼芯可以獨立移動。通過一種特殊的創新架線方式實現鋁部張力轉移，所有張力都由鋼芯承擔，導線的線膨脹性能即為鋼芯的線膨脹性能。這種導線在安裝時需通過一種特殊的張力方法安裝，使所有的張力在馳度增加時都落在鋼芯上，這樣．導線帶電運行時的弛度變化即取決于鋼芯的線膨脹系數，鋁線的線膨脹系數對導線的弛度變化不起作用。間隙型導線由于其特殊結構長期運行允許工作溫度可達2l0℃。

2、導線的其他情況說明

碳纖維導線由于受碳芯結構的固化（碳芯由美國進口）故導線型號相對固定，其導線截面均引自英制。與國內情況略有不同。

殷鋼芯導線可以有較大的自由度組合殷鋼芯和鋁截面的大小。

間隙型導線的導線規格則基本套用鋼芯鋁絞線的規格。

3、實例介紹

2008年，無錫江陰對220kV芙季線進行增容改造，通過比選采用了碳纖維導線的增容方案，該工程線路路徑長度為3.1km，使用碳纖維導線改造成2*LGJ-300/25輸送容量，靜態投資為379.86萬（包括改造了3基運行時間長的拉錨塔），如果采用全線改造方式則造價為719.68萬。使用碳纖維導線改造線路造價僅為全線改造造價的53.5%。使用碳纖維導線改造時間為8個日歷天，如果采取全線改造則在基建上需要50個日歷天尚不包括規劃路徑審批、政策處理等煩瑣的程序。從以上分析可以得出如果老線路增容采用碳纖維導線的話可以大大造價，縮短施工時間。符合國家電網公司提出的“環境友好型，資源節約型”的要求。

4、結論

本文對現有的使用量較多的耐熱導線進行了各項參數的比較。各種導線均有自己的優勢，在工程設計中應當結合實際情況，通過多個導線（包括截面）方案比較選擇適合當前工程的增容導線。

參考文獻：

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[2]王明，揚玉群，王新，徐恒.運用新型耐熱導線提高線路輸送容量[J].研究與分析2009，03—0Ol9—04．

[3]余朝勝.碳纖維復合芯(ACCC)導線在輸電線路中的應用[J].技術改進與創新．

作者簡介：

姚虹（1972-），男，江蘇無錫人，助理工程師，主要從事輸電線路電氣設計工作。

王曉棟（1977-），男，江蘇無錫人，工程師，注冊電氣師，主要從事輸電線路電氣設計工作。

趙強（1981-），男，江蘇無錫人，工程師，主要從事輸電線路工作。