白桐嘉
内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海电业局输电管理处 内蒙古乌海 016000
摘要：目前，高压输电线路在选材设计方面主要以圆线同心绞钢芯铝绞线为线路材料。此类线材的特点是稳定性优异、施工方便、后续维护成本较为低廉，为电力企业节约大笔维护资金，以将更多资源投入到电网建设的其他环节中。在国家大力推行节能环保政策的背景下，一般的钢芯铝绞线以无法满足节能标准要求，而应用各种新技术、新材料的节能导线则逐渐获得推广。
关键词：节能导线；高压输电线路设计；应用
1导线的电气性能
在进行导线选择时，电气性能应作为重要选择条件。电气性能越好，意味着它的载流量越大，载流量的大小直接影响电力输送能力及输电效率，所以要选择承载能力强的导线。载流量大的导线即便线路发生事故，也不会出现较大的安全问题。在电网运行中，也要充分考虑到电能对导线过载流量的影响，特别要考虑天气变化对导线电气性能的影响。核算导线技术参数时，导线的耐热性和抗寒性要充分考虑，温差过大都可能对导线产生不良影响，要在最大程度上确保导线线路能够适应周围温度的变化及环境的变化，使导线的使用寿命最大限度延长。例如钢芯铝绞线及其铝合金绞线的耐热度最高不超过80℃，一旦温度没控制住，超出这个范围，导线就会出现性能不稳定、频繁故障的问题，增大了安全隐患。
不同导线的输送功率和载流量也不相同，通过计算这些导线输送功率，可以发现总体上差异不大。与传统导线相比，节能导线具有更突出的优点。要精准地计算出电阻损耗，在计算中要充分考虑热损耗、额定电流、分裂根数、导线交流电阻等多种因素的影响。通过公式将铝合金芯高导电率绞线、金芯高导电率绞线、中强度铝合金绞线、钢芯高导电率铝绞线进行计算比较，综合判断它们的电气性能，并对其节能效果进行评定。导线中的输送功率越大，导线的节能效果就会越显著。将不同类型导线的电气性能进行比较，性能最高的是钢芯铝绞线，第二是中强度全铝合金绞线，第三是铝合金芯铝绞线，最后是高导电率钢芯铝绞线。
2导线选择的注意事项
2.1按需求选择导线
由于市场中各类线材的种类繁杂多样，若盲目选择线材，不仅对线路的使用寿命、运行成本造成影响，也对电网的运行安全造成威胁。由此可见，合理开展输电线路线材的选型工作关系到整个项目的稳定运行，在确保导线选型合理的同时，兼顾导线的整体成本。另外，还需注意导线的节能、增容、噪声等问题。在导线的应用过程中，设计人员需从导线的噪声、弹性系数、电塔载荷、电磁场以及造价等多方面进行考虑。通常情况下，可在以下新型导线中按照设计要求进行选择，钢芯类导线有：普通型、高导电率型铝绞线；铝合金类导线有：高导电率型、高导电率铝绞以及中强度铝绞。
2.2按电气性能选择导线
导线的电气性能是导线选型工作中要考虑的重要参数。导线的电气性能与线材的实际使用效果直接相关。正常情况下，导线的载流量与输电效率成正比，因此，在选型工作中应优先考察线材的载流能力，以保证输电线路高效稳定地运行。在实际应用过程中，线材的选型还需顾及到线路周边的环境因素以及天气因素。另外，在线材指标计算过程中，要统计线材各项指标数据受温度影响的幅度，尤其注意线材在高温与低温下的整体性能，确保导线在极端环境下的运行稳定，避免环境对电能传输的影响，确保电网系统的稳定运行。例如，普通钢芯或铝合金芯导线的温度上限数值为80℃左右，若导线温度超出规定值，那么导线的各项性能参数将出现较大幅度的波动，对线路的正常运行造成影响。从实际使用情况看，节能导线虽在基础性能参数方面与普通导线处同一水平，但在节能降耗方面要显著优于一般导线。
由此可见，在导线设计选型过程中，设计人员需对导线各类电气参数进行详细计算，重点考察导线的电阻数值、热损率、额定电流、分裂根数等数据，并以此为基础对铝芯高导电率线材、钢芯高导电率线材、钢芯铝绞线等节能线材进行数据对比，以确保所选线材符合项目的整体需求。依据实践经验观察，在容量损耗方面，最具优势的是具备高导电率的钢芯铝绞线，性能一般的为中强度铝合金绞线，性能最差的为钢芯铝绞线。
2.3导线机械特性
导线的选型除考虑电气参数外，机械参数也是影响导线正常使用的重要参数之一。另外，不同材质线材的弧垂质量以及拉力存在差别，在实际架设过程中，需重仔细考虑线材自重与杆塔的极限承载力。在线材温度达到40℃时，设计人员需重新计算杆塔与线材的弧垂质量，注意线材的弧垂最低点位，同时对线材的风偏角数值进行计算。当环境风速达到30m/s时，经计算证明导线的垂直载荷数值最低，设计人员需在架设线路时采用塔型构造以消除导线风偏角对线材稳定的影响。
3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。
结束语
导线是高压线路输送最重要的设备，对线路运输是否顺利发挥着重要作用。通过比较分析不同导线机械性能、电气性能和经济性能，发现节能效果最差的是传统的钢芯铝绞线，它的投资成本也很高。在选择导线时，要选择节能型的导线，这类导线不仅节能降耗效果好、减少资金投入、降低工程造价成本，还能够在获得更大经济效益时更好地保护环境。
参考文献
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［2］李钊，李春燕，冯砚厅.节能导线在工程中的全寿命投资分析［J］．电力科学与工程，2016，(12):188－192.