国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司 内蒙古呼伦贝尔市 021000
摘要：在架空输电线路的设计过程中，杆塔结构高度，绝缘子型式，导线，都是必须考虑计算的，为了获得更多的经济效益，符合现代建设的发展需求在输电线路设计的过程中，需要在导线技术的创新过程中投入大量资金和精力。目前，我国研制出各种类型的导线，节能导线也成为了重要选择之一。导线的材料在传输过程中的损耗等有很大的关系，所以，在导线的选择过程中要比较各种导线的技术参数，并且考虑各个方面的因素来使导线在电线输入输出中有更好的效率。
关键词：节能导线；高压；输电线；线路造价
引言
目前，在输电线路的设计过程中，主要采用的导线技术材料为圆线同心绞钢芯铝绞线，此种类型的导线具备良好的稳定性，选用此类导线为后续的施工实践以及运行维护提供了充分的便利，从而较好的服务于国家的各项经济建设。
1新型节能导线型式
首先是钢芯高导电率铝绞线。内层为单股或多股镀锌钢丝作为加强芯，主要承担导线所受张力，外层为单层或多层铝绞线，为导线的主要导电部分。钢芯高导电率铝绞线采用63%IACS高导电率铝线替代普通钢芯铝绞线中的61%IACS铝线，与铝截面相同的普通钢芯铝绞线相比，由于铝线导电率的提升，可使导线整体电阻值降低，导电能力提高。其次是中强度铝合金绞线。为单一金属绞线，全部采用58.5%IACS中强度铝合金材料，与等总截面的普通钢芯铝绞线相比，由于铝合金材料替代了钢芯，相当于增大了导线的总导电截面，使导线的整体电阻值降低，导电能力提高。
2导线电气性能比较
首先是对导线的载流量进行比较，首先保证其处在事故运行的方式下，因此系统的过负荷能力决定了交流输电线路所具有的最大容量。导线过载流量的影响因素有很多，气象条件就是其中的影响因素之一，所以在对这一方面进行计算的过程中，应该保证导线处在合适的温度以下，这样在长期运行的过程中，也不会因为导线升温而对导线强度产生一定的影响，从而确保导线处在正常的使用寿命以上。对于钢芯铝绞线以及钢芯铝合金绞线而言，能够处在70℃至80℃的温度之间，温度超过这一范围，就会对导线的综合性能带来不良的影响。在相关规定中，规定了在必要情况下可以采用的温度为80℃。经过对不同导线输送功率的计算可知，在载流量以及极限输送功率方面，各种导线并没有较大的差异，但是节能导线的效果更为明显。其次是对交流电阻的损失进行计算。在对双回交流输电电路的电阻所产生的热损失进行计算时，有以下几个因素，WQ为功率的热损耗，N代表分裂根数，I代表单回路中每根导线所具有的额定工作电流，re代表导线所具有的交流电阻，通过以下公式能够对不同导线结构所产生的电能热损失计算出来。即：WQ=6N•I2•re（3.2-1）。经过计算可得铝合金芯高导电率铝绞线以及中强度铝合金绞线还有钢芯高导电率铝绞线在节能效果方面更加令人满意。并且如果导线的输送功率大，那么在节能效果方面也更加理想。
3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：（1）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％；（2）电网的年最大负荷利用小时数按5000h，年电能损失3200h计；（3）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。
4线路造价
由于不同种类导线所具有的重量和价格存在一定的差异，规格为JL1/LHA1-465/210的铝合金芯铝绞线和规格为JL/G1A-630/45钢芯铝绞线的价格基本相同，而规格为JL4/G1A-630/45高导电率钢芯铝绞线的市场价格当属最高，而处于中等价格水平的线路导线主要有：规格型号为JL3/G1A-630/45的高导电率钢芯铝绞线、规格型号为JL3/LHA1-465/210的铝合金芯高导铝绞线以及规格型号为JLHA3-675的中强度全铝合金绞线。对直线塔在运行中所产生的耗钢量造成影响的主要因素包括：导线所具备的荷载、横担长度及导线弧垂。结合对10mm冰区不同导线结构综合分析，了解到钢芯高导电率铝绞线与钢芯铝绞线两者所具备的机械特性大致相似，所以产生的耗钢量也基本一致；此两者的导线张力、导线风偏角、垂直荷载等因素基本相同，这也让两者相比较其他导线来说耗钢量更大。从节能方面进行分析，以铝合金芯高导铝绞线JL1/LHA1-465/210的效果表现最为优秀，以普通钢芯铝绞线JL/G1A-630/45的节能效果表现相对较差。从投资成本的角度考虑，需要投入的资金从高到低的排序依次为钢芯高导电率铝绞线JL4/G1A-630/45、中强度铝合金绞线JLHA3-675、铝合金芯高导铝绞线JL1/LHA1-465/210、钢芯高导电率铝绞线JL3/G1A-630/45、普通钢芯铝绞线JL/G1A-630/45。对节能表现和投资成本进行综合考虑，投资成本的回收期限最短的是铝合金芯高导铝绞线JL1/LHA1-465/210，回收年限为0.6年，铝合金芯高导铝绞线JL3/LHA1-465/210从成本回收角度来说，平均需要2～3年时间，中强度铝合金绞线JLHA3-675从成本回收角度考虑大约需要3.9年时间，钢芯高导电率铝绞线JL/G1A-630/45从成本回收角度考虑，大约需要6.5年的时间，钢芯高导电率铝绞线JL4/G1A-630/45的成本回收期限大约为7.7年。在实际的线路设计中，如果从最小年费用计算角度出发，需要综合考虑的条件如下：（1）经济使用年限为40年，依照2年的施工期来进行计算，第一年投资则需要达到60%，第二年投资则为40%。（2）在此计算模式下，其最大损耗小时数则需要依照3200h来计算。（3）设备在运行期间需要进行维护，其费率为1.4%。（4）电力工程回收率依照投资的8%进行计算。（5）电价依照上网 电价0.387元/kWhr进行结算。通过此种计算则可以得出导线年费用的结果从高到低的排序为铝合金芯高导铝绞线JL1/LHA1-465/210、铝合金芯高导铝绞线JL3/LHA1-465/210、中强度铝合金绞线JLHA3-675、钢芯高导电率铝绞线JL3/G1A-630/45、钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、钢芯高导电率铝绞线JL4/G1A-630/45。
结语
根据年费用比较分析，由于节能导线损耗较小，制造成本增加的线材费用等可在短期内收回，年费用方面也具有优势。随着生产制造工艺改进，节能导线费用会不断降低，推广应用必将带来更大的经济效益，应用前景会更加广阔。
参考文献
[1]国网公司文件.关于开展输电线路节能导线试点应用工作的通知.基建设计，2012，18.
[2]国网公司文件.国家电网公司关于加强输电线路节能导线推广应用工作的通知.基建，2013，99.