關于新型導線在高壓輸電線路增容改造中的應用探討

周　菲（國網北京市電力公司檢修分公司）

關于新型導線在高壓輸電線路增容改造中的應用探討

周菲（國網北京市電力公司檢修分公司）

當前，隨著我國經濟發展速度的不斷加快，對于電力的需求也進一步增加，而傳統的高壓輸電線路由于多年的運行，無論從輸電量或是輸電距離，都已無法滿足現階段經濟發展所需大容量輸電線路的需要，對高壓輸電線路進行增容改造成為了必然趨勢。同時，由于社會的發展和科技的進步，使得針對于高壓輸電線路的新型導線不斷被研發和應用，在此就新型導線在高壓輸電線路增容改造中的應用，加以探討。本文先對增容導線進行了概述，并進一步探討了新型導線在增容中的應用，此方面研究，旨在為新型導線能夠更加適應和促進高壓輸電線路的電力傳輸、為我國經濟的發展做出相應的推動，盡自己的微薄之力。

前言

新時代背景下，我國國民經濟增長迅速，電力發展日新月異。近年來，我國提出了“西電東送”以及“南北互供”等戰略規劃，這使得傳統的高壓輸電線路已經無法滿足現階段高強度、大容量、遠距離的輸電需求，為此，需要進行高壓輸電線路的增容改造。同時，高壓輸電線路中的導線，無法承載遠距離、大容量的電力傳輸，這導致采用新型導線也成為了必然。新形勢下，隨著科學水平與技術手段的不斷提升，新型輸電導線的應用，不僅能夠極大的提升載流量，還具有導線性能優良、耐熱性強、以及較強的抗拉性等優勢，為我國高壓輸電線路的增容改造起到了良好的促進和保障作用。因此，對于“新型導線在高壓輸電線路中增容改造中的應用”研究，就具有極大的現實意義。

1　增容導線的概述

1.1增容導線

所謂增容導線，即是在架空輸電線路中應用的一種特種耐熱導線，也是線路增容過程中所使用的新型導線的總稱。與傳統的鋼芯鋁絞線ACSR（Aluminum Conductor Reinforced）相比，增容導線能夠輸送的電力更多、距離更遠、容量更大。根據增容導線的性質，可將其分為兩類：①節能型導線。此類導線導電率高，且隨著載流和溫度的升高，仍然能夠安全運行。②增容型導線。此類導線不會因溫度身高而改變材料的拉斷力。具有良好的性能。

1.2增容導線的特性

（1）傳統特性。①增容導線中的材料，要具有良好的導電性。這樣便能夠有效的降低輸電過程中的電能損耗，根據實際應用分析，增容導線每增加1%的導電性，則會減少大約1.5%的線損。②增容導線還具有弧垂特性。這就需要增容導線要具有較強的抗拉力，以減少弧垂強度。

（2）施工特性。增容導線的施工特性主要涉及到施工方法以及金具應用兩方面內容。施工方法指增容導線在進行施工時，不但要依照不同種類的特性，制定好不同類型的施工工序和方法，還要避免特殊設備的使用。金具應用是指增容導線中應用到的金屬附件，其不僅與導線有關，還與桿塔聯系緊密，若有損壞，則會造成線路故障，在與增容導線進行連接時，要確保符合耐熱的性能［1］。

2　新型導線在高壓輸電線路增容改造中的應用

2.1耐熱鋁合金導線及應用

耐熱鋼芯鋁導線基于在傳統鋁合金材料中添加金屬元素的原理，使導線中鋁合金材質的耐熱性能有所提升。其耐熱性能較之傳統鋼芯鋁絞線有很大增加，能夠確保輸電穩定與電力的遠距離傳輸。在高壓輸電線路不斷輸電的過程中，會由于線路運行溫度的替身個，而產生出線路的電能損耗，進而增加了輸電的運營成本。尤其針對我國電力輸送戰略中的東西跨度與南北跨度間距離較遠，所造成的耗損和運行成本則會呈遞增趨勢。耐熱鋁合金運行溫度通常控制在130℃左右，經過長期的分析和計算，得出此種增容導線產生的效益較高，且成本消耗較低。此外，若采用此種增容導線，將會使線路中的弧垂增大，對此可通過改造桿塔等方式進行有效處理［2］。

2.2碳纖維復合芯鋁絞線及應用

（1）碳纖維復合芯導線結構和特點。碳纖維復合芯鋁絞線ACCC（Aluminum Conductor Composite Core）結構為：外側由梯形截面的鋁絞線包裹，內側是由玻璃纖維包裹的碳纖維棒作為導線的芯線，詳見圖1。

圖1　碳纖維復合芯鋁絞線結構圖

其結構特點為：便于將直線接續管和導線的壓接強度有效提升，同時，電位差不會在外部鋁絞線和內部碳纖維芯棒中產生，能夠有效的避免其中的鋁絞線受到電化腐蝕。并且，鋁絞線結構均為梯形截面構成，對導線中的電暈初始電壓有較大的提升作用，此外，碳纖維復合芯鋁絞線還能夠有效的減少電暈損失、降低電暈噪聲等功能。其施工特點為：首先，碳纖維鋁導線不具備電磁損耗和熱效應，同等條件下，較之傳統鋼芯鋁導線的導電率更高、且運行溫度更低、抗拉強度更大、弧垂更低、以及能夠減少大量的輸電損失。另外，碳纖維鋁導線的芯棒要遠小于傳統的銅芯鋁導線芯棒更加的輕。但需要做出衡量的是，碳纖維鋁導線在價格上要遠超鋼芯鋁絞線，大約是后者的5倍左右。

（2）碳纖維鋁絞線的應用。采用碳纖維鋁絞線作為高壓電力傳輸的導線，則應當注意以下應用細節。①采用已有的設備，如張力機和滑車等。應當充分確保放線滑車高度為張力機的主輪與最近鐵塔距離的1/3。②若碳纖維鋁絞線在應用過程中出現損壞等情況，或進行截斷壞點或利用接續管連接。③為解決碳纖維鋁絞線的碳棒復合芯過45°轉角塔時較易存在斷裂的現象，應重新進行壓接并進行牽張場的劃分，避免因直接連接而出現的導線故障問題［3］。

2.3鋁基陶瓷纖維復合芯鋁絞線及應用

（1）鋁基陶瓷纖維復合芯鋁絞線的結構和特點。鋁基陶瓷纖維復合芯鋁絞線 ACCR （Aluminum Conductor Composite Reinforced）的結構為：此類導線的外側，是在鋁絞線中添加鋯金屬所制成的，內側則是由成千上萬細度極高的陶瓷纖維組成，且陶瓷纖維是按照同向順序進行排列而成。與ACCC導線不同的是，ACCR導線需要由內外共同承擔導線的導電性以及機械性。ACCR導線不僅具有熱膨脹系數小、傳導率高、抗腐蝕性強等特點，同時其質量約為傳統的銅芯鋁絞線的1/3，且其鋁絞線均采用硬鋁進行制作，故硬度較強，便于施工。

（2）鋁基陶瓷纖維復合芯鋁絞線的應用。在進行高壓輸電線路的增容升級中，ACCR導線的載流量約為銅芯鋁絞線的2倍，且對于桿塔無過多需求，可采用銅芯鋁絞線的桿塔繼續供此導線使用，不僅提供出便利的施工與操作環境，還有效的降低了資源成本。

通過對幾種新型導線進行對比，以及多年來反復的試驗和探討，可明確出：在線芯性能上，ACCC導線線芯具有最大的抗拉強度、最低的彈性模量、以及最輕的線芯比重和最小的熱膨脹系數，機械性能最為突出；在鋁絞線性能上，ACCC導線的導電率會隨著梯形截面增加而增加；而ACCR導線，其載流量最大。

3　結語

綜上所述，通過新型導線間的對比分析，能夠清晰的了解到，幾種導線都能夠對載流量進行有效的提升、并能夠有效的將高壓線路的電力輸送能力增加，從幾種導線的增容應用分析，耐熱鋁合金導線與ACCR導線均是進行材料的創新，以達到增容導線的機理，而對于ACCC導線而言，其不僅是在材料上進行創新，更是對增容導線的相關結構也做出了相應的改變。在實際的高壓輸電下路增容改造中，尤其是進行“西電東送”以及“南北互供”等電力戰略規范中，新型導線不僅能夠起到有效的增容效果，有些導線更是能夠減少電力傳輸過程中的資源成本，為我國電力輸送行業的發展，做出了積極的推動作用。

［1］盧慶清.新型耐熱導線在高壓輸電線路增容改造中的應用［J］.福建建設科技，2015，01：69～71.

［2］何 冰，劉新平，侯曉明，楊慶華.大城市輸電線路增容工程中新型導線選擇應用［J］.供用電，2009，01：58～61.

［3］李聚聰，郅 嘯，陳靜殊.新型導線在廈門220kV跨海通道增容改造中的應用［J］.青海電力，2008，S1：69～73.

TM75

A

2095-2066（2016）26-0075-02

2016-8-30

周 菲（1988-），女，工程師，本科雙學位，主要從事生產信息系統管理工作。