节能导线在输电线路中的应用探讨

李宇

摘要：节能导线由于自身电阻小，导电能力远高于一般钢芯铝绞线，在输电线路中的应用可以降低线路损耗，提高电力传输的节能型。目前使用较多的节能导线包括中强度铝合金绞线、铝合金芯铝绞线和钢芯硬铝绞线等。本文将对新型节能导线及其生产制造进行介绍，探讨节能导线在输电线路中的应用及节能效果。

关键词：节能导线；输电线路；应用方法

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，既符合节能环保目標，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。

一、节能导线类型

目前符合国家相关标准的节能型导线主要包括中强度铝合金导线、铝合金芯铝绞线和钢芯铝绞线三种类型。中强度铝合金绞线是单一金属材料导线，采用58.5%IACS铝合金，由于使用铝合金代替了普通导线中的钢芯，相比于同等截面积的钢芯铝绞线，总导电截面有所增加，因此导线的自身电阻被降低，提高了导电能力，可以到达节能目标[1]。

二、节能导线在输电线路中的应用

（一）节能导线的电气特性

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。

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.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、1631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。

（二）节能导线的机械特性

1.弧垂特性

采用實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[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.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。

三、节能效果分析

一般采用年费用法对节能导线的经济性进行评价，按照不同的导线应用方案，在某基准年总费用分布到线路运行期中的各个年份，并将资金时间价值折算进去，得出年费用最低的线路方案就是经济性最优化的线路方案。还是以220kV输电线路为例进行分析，费用成本主要包括线路施工的建设投资，以及线路运行过程中的损耗费用和运行维护费用等。计算边界条件采取下列设置方式：（1）使用年限40年，其中包括2年施工期，第一年投资60%，第二年投资40%；（2）最大负荷运行小时数为5000h/年，电能损失为3200h/年；（3）电力回收率按8%、10%和12%三种进行计算。

四、结语

综上所述，节能型导线由于自身电阻较低，导电能力远高于普通导线，可以减少电力传输过程中的电力消耗。目前使用较为广泛的节能导线包括新型钢芯硬铝导线、铝合金导线和铝合金芯铝导线等。本文主要对三种节能导线的应用及节能效果进行了分析。

参考文献：

[1]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.

[2]叶鸿声.中强度全铝合金导线在输电线路中的应用[J].电力建设，2010，（12）：1419.