軟鋁導(dǎo)線在高架空輸電線路增容改造中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

摘要：文章結(jié)合長(zhǎng)期以來(lái)在廣州輸電線路建設(shè)中的經(jīng)驗(yàn)，就軟鋁導(dǎo)線在高架空輸電線路增容改造的設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行研究。首先分析增容導(dǎo)線輸電技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，然后就軟鋁導(dǎo)線的特性、結(jié)構(gòu)、優(yōu)點(diǎn)等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，最后就軟鋁導(dǎo)線在高架空輸電線路增容改造中的具體應(yīng)用進(jìn)行說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：軟鋁導(dǎo)線；高架空輸電線路；增容改造；輸電技術(shù)；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM751 文章編號(hào)：1009-2374（2016）05-0033-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.017

1 增容導(dǎo)線輸電技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的發(fā)展，相關(guān)的增容導(dǎo)線的輸電技術(shù)不斷成熟與發(fā)展，形成了以耐熱導(dǎo)線、碳纖維復(fù)合芯鋁絞線、軟鋁導(dǎo)線為代表的相關(guān)輸電技術(shù)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐之后，軟鋁導(dǎo)線在增容導(dǎo)線中的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟，并且與其他相關(guān)增容電線輸電技術(shù)相比，具有重量輕、強(qiáng)度大、耐高溫、耐腐蝕、線損低、弛度低等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。以美國(guó)為代表的西方發(fā)達(dá)國(guó)家在20世紀(jì)20年代就開(kāi)始研究并且使用鋁合金導(dǎo)線。經(jīng)過(guò)大約30年的實(shí)踐與應(yīng)用，在歐洲、美國(guó)等地區(qū)開(kāi)始廣泛使用鋁合金導(dǎo)線以及軟鋁導(dǎo)線。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，日本以及美國(guó)的鋁導(dǎo)線的使用率超過(guò)了50%。由于軟履導(dǎo)線具有優(yōu)良的特性，在各種輸電線路中應(yīng)用良好，在全世界范圍內(nèi)得到推廣。隨著增容導(dǎo)線的研究與開(kāi)發(fā)，軟鋁導(dǎo)線再一次被推到應(yīng)用的前沿，大量企業(yè)對(duì)其展開(kāi)研究并進(jìn)行了實(shí)踐，取得良好效果。發(fā)展到20世紀(jì)80年代，美國(guó)等國(guó)家的軟鋁絞線技術(shù)已經(jīng)比較成熟，在2007年我國(guó)以中天科技委代表的相關(guān)企業(yè)引進(jìn)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，出現(xiàn)了低弧垂的軟鋁導(dǎo)線，就2008年的認(rèn)定表明我國(guó)技術(shù)水平已經(jīng)處于國(guó)際發(fā)展前列。

2 軟鋁導(dǎo)線概述

2.1 軟鋁導(dǎo)線簡(jiǎn)介

本文介紹在增容導(dǎo)線輸電技術(shù)中應(yīng)用的軟鋁導(dǎo)線是低弧垂軟鋁導(dǎo)線，這種導(dǎo)線又被稱為特強(qiáng)鋼芯軟鋁導(dǎo)線，屬于一種特種架空輸電導(dǎo)線，主要由特高強(qiáng)度鋼芯和1350-O全退火軟鋁線進(jìn)行同心絞合制成。與銅芯鋁絞線相比較而言，軟鋁導(dǎo)線具有良好的節(jié)能、增容性能，而且能夠很好地實(shí)現(xiàn)低弧垂效果。

2.2 軟鋁導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)

Q/320623 AP 32-2007 低弧垂軟鋁導(dǎo)線

GB/T 1179-1999 圓線同心絞架空導(dǎo)線

GB/T 20141-2006 型線同心絞架空導(dǎo)線

ASTM B 856-03 Standard Specification for Concentric-Lay-StrandEd Aluminum Conductors，Coated Steel Supported（ACSS）

ASTM B 857-02 Standard Specification for Shaped Wire Compact Concentric-Lay-Stranded Aluminum Conductors，Coated Steel Supported（ACSS/TW）

2.3 軟鋁導(dǎo)線結(jié)構(gòu)

軟鋁導(dǎo)線主要由兩部分組成：一部分是加強(qiáng)芯；另一部分是載流導(dǎo)體。加強(qiáng)芯主要是兩部分，分別為EST和LB10（或LB14）。載流導(dǎo)體主要是弓形或Z形全退火軟鋁線。

3 軟鋁導(dǎo)線在高架空輸電線路增容改造中的優(yōu)越性

3.1 節(jié)能降耗

軟鋁導(dǎo)線與其他導(dǎo)線相比，具有較高的導(dǎo)電率，達(dá)到63%IAC。在較高導(dǎo)電率的情況下，就能很好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能。當(dāng)輸電電流相同時(shí)，與其他導(dǎo)線相比，電線損耗大大減小。

3.2 增容顯著

在軟鋁導(dǎo)線的使用以及運(yùn)行過(guò)程中，其溫度會(huì)達(dá)到150℃，與一般的常規(guī)導(dǎo)線相比，能夠達(dá)到其載流量的1.5倍，甚至更多（常規(guī)導(dǎo)線的運(yùn)行溫度一般在70℃左右）。

3.3 機(jī)械特性良好

與傳統(tǒng)導(dǎo)線以及當(dāng)前的優(yōu)良導(dǎo)線相比，其直徑更小，可以有效地降低風(fēng)冰荷載；在直徑相同的情況下，由于鋁的密度較小，也大大提高了載流能力。另外，軟鋁導(dǎo)線的抗覆冰特性和高耐腐蝕特性均良好。總體而言，軟鋁導(dǎo)線具有良好的機(jī)械特性。

3.4 低弧垂特性

在軟鋁導(dǎo)線的發(fā)展中，不斷進(jìn)行創(chuàng)新以及技術(shù)完善，大大提高了其性能，尤其在低弧垂特性方面。在高溫的情況下，軟鋁導(dǎo)線幾乎沒(méi)有力的作用，運(yùn)行張力僅由鋼芯承受，其高溫弧垂不受鋁股長(zhǎng)期蠕變的影響，增容1.5倍以上高溫時(shí)軟鋁導(dǎo)線的弧垂與相同截面鋼芯鋁絞線70℃時(shí)弧垂相當(dāng)甚至更優(yōu)。

4 軟鋁導(dǎo)線的截面選擇

在廣州某地高架空輸電線路建設(shè)中，希望利用增容導(dǎo)線進(jìn)行建設(shè)，其中選用了軟鋁導(dǎo)線。首先確定環(huán)境狀況為：環(huán)境溫度的基準(zhǔn)條件為25℃，運(yùn)行時(shí)70℃，無(wú)日照，風(fēng)速為0.6m/s，選用Q/320623 AP 32-2007低弧垂軟鋁導(dǎo)線。在進(jìn)行導(dǎo)線選擇以及設(shè)計(jì)的過(guò)程中，注意選取長(zhǎng)期運(yùn)行溫度為100℃，計(jì)算Q/320623 AP 32-2007低弧垂軟鋁導(dǎo)線比其他的導(dǎo)線需要額定電流增加，并且質(zhì)量減輕超過(guò)13%，進(jìn)行了一系列參數(shù)對(duì)比，如表3：

就上述表格數(shù)據(jù)分析以及實(shí)際施工建設(shè)情況可以發(fā)現(xiàn)，Q/320623 AP 32-2007低弧垂軟鋁導(dǎo)線比以銅芯鋁導(dǎo)線為代表的其他導(dǎo)線更合適，具有良好的性能。

5 軟鋁導(dǎo)線的金具和施工

Q/320623 AP 32-2007低弧垂軟鋁導(dǎo)線和國(guó)內(nèi)目前的部分導(dǎo)線截面規(guī)格具有較大差別，在進(jìn)行高架空輸電線路建設(shè)中的連接時(shí)，由于特殊性不能選擇合適的金具以及線夾。在長(zhǎng)期實(shí)踐的情況下，選用和鋼芯鋁絞線截面積近似的金具線夾，并且在使用中發(fā)現(xiàn)耐熱金具效果更好。這一方案可行并且得到了應(yīng)用，相比較結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單并且可靠，在進(jìn)行施工的過(guò)程中也相對(duì)比較方便。由于材質(zhì)等方面的原因，與傳統(tǒng)導(dǎo)線相比具有一定的差異，軟鋁導(dǎo)線較容易受到磨損，并且容易松股，因此在進(jìn)行線路建設(shè)中必須采取正確的施工方法，并盡可能采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于電量的需求增加，對(duì)荷載的要求也提高。電力企業(yè)尋求新的發(fā)展方式與突破，希望在提高產(chǎn)電總量的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)高架空輸電線路的增容改造，能夠通過(guò)改造以及相關(guān)技術(shù)來(lái)滿足人們的用電需求，同時(shí)促進(jìn)整個(gè)社會(huì)的正常運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：廖曉蘇（1979-），男，安徽合肥人，廣州市電力工程設(shè)計(jì)院有限公司工程師，研究方向：電力工程設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：周 瓊）