输电线路节能导线技术

卢海荣

国网临汾供电公司输电运检中心， 山西临汾  041000

摘要：节能导线因为本身的电阻比较小，导电能力比一般的钢芯绞线都要高，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：输电线路;节能技术;高压输电

1输电线路节能导线类型

当前，电力企业在建设电力工程项目时，应用较多的节能导线有钢芯高导电率硬铝绞线、铝合金芯铝绞线、中强度全铝合金绞线，这三种导线都是通过不断提升导电率来降低线路直流电阻的。其中，钢芯高导电率硬铝绞线中，选用导电率和铝截面相同的铝单丝取代常规钢芯铝绞线，金属线导电率和退火铜的导电率比值从60%提高到了64%，从而降低了整个线路的直流电阻。在铝合金芯铝绞线中，选用金属线导电率和退火铜的导电率比值为53%的高强度铝合金芯取代60%的铝线;中强度全铝合金绞线中，选用金属线导电率和退火铜的导电率比值为57%的中强度铝合金芯取代61%的铝线。

2节能导线的机械特性

2.1弧垂特性

采用实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。

2.3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。

3节能导线分类以及改造

目前市场主要的节能导线可以分为三类，其节能原理都是通过不同的方法提升自身导电率以满足减少直流电阻的效果。而在这些导线的对比过程中，其中钢芯高导电率硬铝绞线可以按照结构分为普通钢芯铝绞线以及铝单丝两类，而在IACS数据（即导线导电率与退火铜导电率的比值）对比中，后者比前者整整高出了2%，也是直流电阻减少的表现。因而节能导线的直流电阻控制则可以通过选择铝合金芯等材料或者控制其中铝线的股数就可以保证效果。即如铝合金芯铝绞线，若是将原本61%5IACS的铝线以53%IACS的高强度铝合金芯进行取代就可以达到降低直流电阻的效果;另外，在中强度全铝合金绞线方面，若是将61%IACS铝线以58.50%IACS的中强度铝合金芯取代，也可以降低直流电阻，从而达到降低输电损耗的效果。

4输电线路的节能导线选型

在重工业、沿海等大气腐蚀较为严重的地区，选择节能导线作为输电线路导线，可优先考虑选取铝合金芯高导电率铝绞线或中强度全铝合金绞线;针对输电线路运行条件、运行环境较差，且高差和档距差距较大的地区，可选择机械强度相对高的中强度铝合金绞线。若输电线路较长且耐张塔比例相对低，也可选取中强度铝合金绞线;对于线路走廊较紧张情况，可考虑选择风偏角相对小的导线，以尽可能减少拆迁，建议选用钢芯高导电率铝绞线，且在一些已有的双回线路上进行单侧架线，同时校核输电线与导地线的距离;使用老线路杆塔搭建架线过程中，所选导线的荷载需尽可能地小，以确保原有杆塔更稳定、安全;中冰区节能导线选型时，可选取过载能力相对强的中强度铝合金线，若线路主要为多回路且导线截面不同，则可选取相同结构导线。

5节能导线节能效果分析

年费用法是工程经济性评价的常用方法，采用年费用法将不同方案按照资金的时间价值折算到某基准年的总费用平均分布到项目运行期的各年，年费用低的方案在经济上最优。以某典型220kV线路为例，综合考虑工程建设投资以及每年的运行、损耗费用，进行最小年费用计算。计算边界条件如下：

经济使用年限为40年，施工期按两年计，前一年投资为60%，后一年投资为40%;电网的年最大负荷利用小时数按5000h，年电能损失3200h计;电力工程回收率按工程投资的8%、10%、12%三种计。强度铝合金绞线即使初期投资最高但由于节能效果最好，年费用最低;铝合金芯铝绞线由于投资最低，节能效果良好，年费用次低;而钢芯高导电率铝绞线有一定的节能效果，但不明显，所以年费用略高。综合来看，随着电价提高，节能导线与普通钢芯铝绞线的年费用差值越大，节能效果与经济性越优。根据经济敏感性分析，三种节能导线较普通钢芯铝绞线单价虽然高约5-15%，但采用节能导线每年可减少大量电能损耗，节省的费用预计在5-10年内即可收回所增加的投资。

6结束语

随着技术的发展与进步，各种节能材料的出现，有效的促进了电力行业节能设备的研究与发展。各种材料的出现使得节能导线的种类以及结构不断的发展与变化，其性能也在不断的提升。在实际的电力工程施工中，在选用节能导线时一定要综合考虑各种情况，确保选用的导线能够充分的适合环境的需求，发挥最大的节能作用。

参考文獻：

[1]何迪，王波，章禹，许奕斌，郭创新.一种考虑设备可载性的输电线路动态应急增容方法[J].电力建设.2017（09）

[2]贾娟.输电线路防雷接地措施的重要性及其维护[J].内燃机与配件.2017（16）