輸電線路節(jié)能導線技術

盧海榮

國網臨汾供電公司輸電運檢中心， 山西臨汾 ?041000

摘要：節(jié)能導線因為本身的電阻比較小，導電能力比一般的鋼芯絞線都要高，在輸電線路中的應用可以降低線路損耗，提高電力傳輸的節(jié)能型。目前使用較多的節(jié)能導線包括中強度鋁合金絞線、鋁合金芯鋁絞線和鋼芯硬鋁絞線等。本文將對新型節(jié)能導線及其生產制造進行介紹，探討節(jié)能導線在輸電線路中的應用及節(jié)能效果。

關鍵詞：輸電線路;節(jié)能技術;高壓輸電

1輸電線路節(jié)能導線類型

當前，電力企業(yè)在建設電力工程項目時，應用較多的節(jié)能導線有鋼芯高導電率硬鋁絞線、鋁合金芯鋁絞線、中強度全鋁合金絞線，這三種導線都是通過不斷提升導電率來降低線路直流電阻的。其中，鋼芯高導電率硬鋁絞線中，選用導電率和鋁截面相同的鋁單絲取代常規(guī)鋼芯鋁絞線，金屬線導電率和退火銅的導電率比值從60%提高到了64%，從而降低了整個線路的直流電阻。在鋁合金芯鋁絞線中，選用金屬線導電率和退火銅的導電率比值為53%的高強度鋁合金芯取代60%的鋁線;中強度全鋁合金絞線中，選用金屬線導電率和退火銅的導電率比值為57%的中強度鋁合金芯取代61%的鋁線。

2節(jié)能導線的機械特性

2.1弧垂特性

采用實證分析方法對節(jié)能導線的機械特性進行分析，并與普通導線進行對比。在研究其弧垂特性時，選取33個交流輸電工程作為研究樣本，樣本中共使用11種型號的普通鋼芯鋁絞線，3種新型節(jié)能導線均有應用，通過分析不同工況下相同截面積的普通導線和節(jié)能導線的弧垂特性可以發(fā)現，新型鋼芯硬鋁絞線的弧垂特性與普通導線完全一致，鋁合金芯鋁絞線的弧垂特性也與普通導線相近，只有鋁合金絞線比普通導線的弧垂小，在400m檔距高溫條件下，鋁合金絞線比普通導線的弧垂小0.4-1.7m。

2.2風偏角

根據33個線路工程的計算結果對新型節(jié)能導線對風偏角進行分析，同樣普通絞線的風偏角進行對比。分析結果表明，新型鋼芯硬鋁絞線的風偏角與普通導線完全一致。在垂直、水平檔距的比值為0.85條件下，鋁合金芯鋁絞線和鋁合金絞線的風偏角比普通導線大2°-6°，約占6%-12%。因此，在新型節(jié)能導線的工程施工中，要合理選用塔型，調整好檔距。

2.3覆冰過載能力

同樣對33個線路工程的計算結果進行分析，在三種節(jié)能導線中，新型鋼芯硬鋁絞線的覆冰過載能力與普通導線完全一致，鋁合金芯鋁絞線的覆冰過載能力比普通導線略小，在400m檔距條件下約小0.2-2.7m。鋁合金導線的覆冰過載能力與普通導線基本相似，同樣在400m檔距條件下，若導線截面積大于300mm2，則覆冰過載能力比普通導線大0.2-1.5m，若導線截面積小于等于300mm2，則比普通導線小0.5-2.3mm。在節(jié)能絞線的應用過程中，若覆冰在15mm以內，可以使用鋁合金芯鋁絞線或鋁合金導線代替普通導線，若覆冰超過15mm，則要進行計算后再決定使用何種類型的導線。

3節(jié)能導線分類以及改造

目前市場主要的節(jié)能導線可以分為三類，其節(jié)能原理都是通過不同的方法提升自身導電率以滿足減少直流電阻的效果。而在這些導線的對比過程中，其中鋼芯高導電率硬鋁絞線可以按照結構分為普通鋼芯鋁絞線以及鋁單絲兩類，而在IACS數據（即導線導電率與退火銅導電率的比值）對比中，后者比前者整整高出了2%，也是直流電阻減少的表現。因而節(jié)能導線的直流電阻控制則可以通過選擇鋁合金芯等材料或者控制其中鋁線的股數就可以保證效果。即如鋁合金芯鋁絞線，若是將原本61%5IACS的鋁線以53%IACS的高強度鋁合金芯進行取代就可以達到降低直流電阻的效果;另外，在中強度全鋁合金絞線方面，若是將61%IACS鋁線以58.50%IACS的中強度鋁合金芯取代，也可以降低直流電阻，從而達到降低輸電損耗的效果。

4輸電線路的節(jié)能導線選型

在重工業(yè)、沿海等大氣腐蝕較為嚴重的地區(qū)，選擇節(jié)能導線作為輸電線路導線，可優(yōu)先考慮選取鋁合金芯高導電率鋁絞線或中強度全鋁合金絞線;針對輸電線路運行條件、運行環(huán)境較差，且高差和檔距差距較大的地區(qū)，可選擇機械強度相對高的中強度鋁合金絞線。若輸電線路較長且耐張塔比例相對低，也可選取中強度鋁合金絞線;對于線路走廊較緊張情況，可考慮選擇風偏角相對小的導線，以盡可能減少拆遷，建議選用鋼芯高導電率鋁絞線，且在一些已有的雙回線路上進行單側架線，同時校核輸電線與導地線的距離;使用老線路桿塔搭建架線過程中，所選導線的荷載需盡可能地小，以確保原有桿塔更穩(wěn)定、安全;中冰區(qū)節(jié)能導線選型時，可選取過載能力相對強的中強度鋁合金線，若線路主要為多回路且導線截面不同，則可選取相同結構導線。

5節(jié)能導線節(jié)能效果分析

年費用法是工程經濟性評價的常用方法，采用年費用法將不同方案按照資金的時間價值折算到某基準年的總費用平均分布到項目運行期的各年，年費用低的方案在經濟上最優(yōu)。以某典型220kV線路為例，綜合考慮工程建設投資以及每年的運行、損耗費用，進行最小年費用計算。計算邊界條件如下：

經濟使用年限為40年，施工期按兩年計，前一年投資為60%，后一年投資為40%;電網的年最大負荷利用小時數按5000h，年電能損失3200h計;電力工程回收率按工程投資的8%、10%、12%三種計。強度鋁合金絞線即使初期投資最高但由于節(jié)能效果最好，年費用最低;鋁合金芯鋁絞線由于投資最低，節(jié)能效果良好，年費用次低;而鋼芯高導電率鋁絞線有一定的節(jié)能效果，但不明顯，所以年費用略高。綜合來看，隨著電價提高，節(jié)能導線與普通鋼芯鋁絞線的年費用差值越大，節(jié)能效果與經濟性越優(yōu)。根據經濟敏感性分析，三種節(jié)能導線較普通鋼芯鋁絞線單價雖然高約5-15%，但采用節(jié)能導線每年可減少大量電能損耗，節(jié)省的費用預計在5-10年內即可收回所增加的投資。

6結束語

隨著技術的發(fā)展與進步，各種節(jié)能材料的出現，有效的促進了電力行業(yè)節(jié)能設備的研究與發(fā)展。各種材料的出現使得節(jié)能導線的種類以及結構不斷的發(fā)展與變化，其性能也在不斷的提升。在實際的電力工程施工中，在選用節(jié)能導線時一定要綜合考慮各種情況，確保選用的導線能夠充分的適合環(huán)境的需求，發(fā)揮最大的節(jié)能作用。

參考文獻：

[1]何迪，王波，章禹，許奕斌，郭創(chuàng)新.一種考慮設備可載性的輸電線路動態(tài)應急增容方法[J].電力建設.2017（09）

[2]賈娟.輸電線路防雷接地措施的重要性及其維護[J].內燃機與配件.2017（16）