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节能导线在高压输电线路设计中的应用姜在龙

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：姜在龙1 苏云珊2 李丰3

[导读] 摘要：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.身份证号码：37078419820614****；2.身份证号码：13012419911114****；
        3.身份证号码：14243119911001****
        摘要：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。但是随着国家对节能环保工作的要求越来越高，各种新工艺、新材料的导线得到了广泛的普及和应用，这也带来了较大的安全隐患。因此，想要有效的解决存在的安全隐患，就要对新型导线在实践中的应用效果进行深入的研究，这样才能使得这些技术创新得到更加安全稳定的应用。
        关键词：输电线路；超高压；节能导线
        分析表明，节能降耗的实际需要，节能型导线成为输电线路设计中重要选择之一。阐述科学选择导线类型，既要考虑能耗的高低，又要考虑其成本大小，还要考虑导线在输电中的技术参数。所以，现在需要对导线的电气性能、经济成本及节能降耗等方面进行全面深入地分析，从而选择最为合适的导线。为了获得良好的经济效益，则需要坚持环保理念，在输电线路中要充分考虑导线的节能性能等各种技术参数，以提高输电线路的电能输送效率。
        1导线选型
        随着社会科技技术的快速发展，围绕着导线技术所研发生产的技术产品也更加丰富和先进。目前，市场上所存在的导线的种类也是多种多样，在具体的项目建设中如果选择的导线出现偏差，不仅无法在项目建设中发挥应有的作用，甚至还会带来负面的影响。所以在输电线路设计过程中，在选择导线时必须要着重选择导线的制造材料，确定导线的性能是否能够满足实际的需求，有效防止因导线选择不当为电力服务的正常运营造成不利影响。与此同时，导线的选择还要尽量实现增容、降低能耗以及静音等方面的效果。在导线的具体选择过程中，应当主要考虑的因素包括可听噪声、无线电干扰、弧垂驰度、冰（风）过载能力、铁塔荷载、工程投资和年费用等。既要考虑性能的稳定，也要确保价格的合理，在对以上因素进行综合考虑的基础上，选择一种最具性价比的导线。为了更好地对新型节能导线进行分析，选定六种新型节能导线进行研究，则能够更好地比较六种导线性能，实现导线应用：普通钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、钢芯高导电率铝绞JL3/G1A-630/45、钢芯高导电率铝绞线JL4/G1A-630/45、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和中强度铝合金绞线JLHA3-675。
        2电气性能
        在选用导线时，应该充分考虑电气性能。导线的载流量越来，其输送电能的能力越强，输电的效率就越高。因此，要尽量选择具有较大承载性能的导线，这样就可以在线路事故发生后而不出现较大的安全事故。在电网运行中，要充分考虑到电能对导线过载流量的影响，尤其要考虑天气变化对导线的电气性能的影响。根据《110~750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）中计算公式，分别计算了参选导线方案的电气性能，其计算结果如表2。

3机械特性
在对各类导线的机械效果进行比较时，应该充分考虑杆塔与导线弧垂的重量。这就要分析导线的弧垂性，确保其性能良好。同时，要充分考虑自重、拉力及铝钢截面等方面因素的影响。特别是在40 ℃ 的情况下，计算弧垂杆塔重量时，要关注其最小的弧垂。还要计算导线的风偏角，如果在平均风速是27 m/s的情况下，导线的垂直荷载为最小。在这种情况下，则需要采用塔形设计避免风偏角较大的问题，还要严格控制做好塑性指标Kv值。为了准确掌握导线的机械特性，要考虑其弧垂、荷载、风偏角、过载能力等。从表3可以看出，从弧垂特性来看，最好的是中强度全铝合金绞线JLHA3-675，其余的导线弧垂特性大致相当。从水平荷载来看，基本相当，但垂直荷载较小的是铝合金芯铝绞线、中强度全铝合金绞线。顺线张力最小的是铝合金芯铝绞线。

        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。从节能方面进行分析，以铝合金芯高导绞线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。根据示例工程情况，进行最小年费用计算条件如下：（1）经济使用年限按50年，施工期限按2年计，前一年投资为60％，后一年投资为40%。（2）年最大损耗小时数分别按2200和3750h。（3）设备运行维护费率为1.4％。（4）工程回收率按工程投资的8％。（5）电价按0.4元/kw.h。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。结语导线是高压输电线路重要组成部分，对线路作用的发挥具有决定性的作用。通        过对各种导线的机械性能、电气性能和经济性能的分析发现，传统的钢芯铝绞线节能效果差，投入成本大。如果选用节能型的导线，不仅具有良好的节能降耗效果，还能减少资金投入，降低工程造价，具有十分广阔的市场前景。
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