周　菲（國(guó)網(wǎng)北京市電力公司檢修分公司）

關(guān)于新型導(dǎo)線在高壓輸電線路增容改造中的應(yīng)用探討

周菲（國(guó)網(wǎng)北京市電力公司檢修分公司）

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，對(duì)于電力的需求也進(jìn)一步增加，而傳統(tǒng)的高壓輸電線路由于多年的運(yùn)行，無(wú)論從輸電量或是輸電距離，都已無(wú)法滿足現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需大容量輸電線路的需要，對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行增容改造成為了必然趨勢(shì)。同時(shí)，由于社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，使得針對(duì)于高壓輸電線路的新型導(dǎo)線不斷被研發(fā)和應(yīng)用，在此就新型導(dǎo)線在高壓輸電線路增容改造中的應(yīng)用，加以探討。本文先對(duì)增容導(dǎo)線進(jìn)行了概述，并進(jìn)一步探討了新型導(dǎo)線在增容中的應(yīng)用，此方面研究，旨在為新型導(dǎo)線能夠更加適應(yīng)和促進(jìn)高壓輸電線路的電力傳輸、為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出相應(yīng)的推動(dòng)，盡自己的微薄之力。

前言

新時(shí)代背景下，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速，電力發(fā)展日新月異。近年來(lái)，我國(guó)提出了“西電東送”以及“南北互供”等戰(zhàn)略規(guī)劃，這使得傳統(tǒng)的高壓輸電線路已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)階段高強(qiáng)度、大容量、遠(yuǎn)距離的輸電需求，為此，需要進(jìn)行高壓輸電線路的增容改造。同時(shí)，高壓輸電線路中的導(dǎo)線，無(wú)法承載遠(yuǎn)距離、大容量的電力傳輸，這導(dǎo)致采用新型導(dǎo)線也成為了必然。新形勢(shì)下，隨著科學(xué)水平與技術(shù)手段的不斷提升，新型輸電導(dǎo)線的應(yīng)用，不僅能夠極大的提升載流量，還具有導(dǎo)線性能優(yōu)良、耐熱性強(qiáng)、以及較強(qiáng)的抗拉性等優(yōu)勢(shì)，為我國(guó)高壓輸電線路的增容改造起到了良好的促進(jìn)和保障作用。因此，對(duì)于“新型導(dǎo)線在高壓輸電線路中增容改造中的應(yīng)用”研究，就具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

1　增容導(dǎo)線的概述

1.1增容導(dǎo)線

所謂增容導(dǎo)線，即是在架空輸電線路中應(yīng)用的一種特種耐熱導(dǎo)線，也是線路增容過(guò)程中所使用的新型導(dǎo)線的總稱。與傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線ACSR（Aluminum Conductor Reinforced）相比，增容導(dǎo)線能夠輸送的電力更多、距離更遠(yuǎn)、容量更大。根據(jù)增容導(dǎo)線的性質(zhì)，可將其分為兩類：①節(jié)能型導(dǎo)線。此類導(dǎo)線導(dǎo)電率高，且隨著載流和溫度的升高，仍然能夠安全運(yùn)行。②增容型導(dǎo)線。此類導(dǎo)線不會(huì)因溫度身高而改變材料的拉斷力。具有良好的性能。

1.2增容導(dǎo)線的特性

（1）傳統(tǒng)特性。①增容導(dǎo)線中的材料，要具有良好的導(dǎo)電性。這樣便能夠有效的降低輸電過(guò)程中的電能損耗，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用分析，增容導(dǎo)線每增加1%的導(dǎo)電性，則會(huì)減少大約1.5%的線損。②增容導(dǎo)線還具有弧垂特性。這就需要增容導(dǎo)線要具有較強(qiáng)的抗拉力，以減少弧垂強(qiáng)度。

（2）施工特性。增容導(dǎo)線的施工特性主要涉及到施工方法以及金具應(yīng)用兩方面內(nèi)容。施工方法指增容導(dǎo)線在進(jìn)行施工時(shí)，不但要依照不同種類的特性，制定好不同類型的施工工序和方法，還要避免特殊設(shè)備的使用。金具應(yīng)用是指增容導(dǎo)線中應(yīng)用到的金屬附件，其不僅與導(dǎo)線有關(guān)，還與桿塔聯(lián)系緊密，若有損壞，則會(huì)造成線路故障，在與增容導(dǎo)線進(jìn)行連接時(shí)，要確保符合耐熱的性能［1］。

2　新型導(dǎo)線在高壓輸電線路增容改造中的應(yīng)用

2.1耐熱鋁合金導(dǎo)線及應(yīng)用

耐熱鋼芯鋁導(dǎo)線基于在傳統(tǒng)鋁合金材料中添加金屬元素的原理，使導(dǎo)線中鋁合金材質(zhì)的耐熱性能有所提升。其耐熱性能較之傳統(tǒng)鋼芯鋁絞線有很大增加，能夠確保輸電穩(wěn)定與電力的遠(yuǎn)距離傳輸。在高壓輸電線路不斷輸電的過(guò)程中，會(huì)由于線路運(yùn)行溫度的替身個(gè)，而產(chǎn)生出線路的電能損耗，進(jìn)而增加了輸電的運(yùn)營(yíng)成本。尤其針對(duì)我國(guó)電力輸送戰(zhàn)略中的東西跨度與南北跨度間距離較遠(yuǎn)，所造成的耗損和運(yùn)行成本則會(huì)呈遞增趨勢(shì)。耐熱鋁合金運(yùn)行溫度通?？刂圃?30℃左右，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的分析和計(jì)算，得出此種增容導(dǎo)線產(chǎn)生的效益較高，且成本消耗較低。此外，若采用此種增容導(dǎo)線，將會(huì)使線路中的弧垂增大，對(duì)此可通過(guò)改造桿塔等方式進(jìn)行有效處理［2］。

2.2碳纖維復(fù)合芯鋁絞線及應(yīng)用

（1）碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。碳纖維復(fù)合芯鋁絞線ACCC（Aluminum Conductor Composite Core）結(jié)構(gòu)為：外側(cè)由梯形截面的鋁絞線包裹，內(nèi)側(cè)是由玻璃纖維包裹的碳纖維棒作為導(dǎo)線的芯線，詳見(jiàn)圖1。

圖1　碳纖維復(fù)合芯鋁絞線結(jié)構(gòu)圖

其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：便于將直線接續(xù)管和導(dǎo)線的壓接強(qiáng)度有效提升，同時(shí)，電位差不會(huì)在外部鋁絞線和內(nèi)部碳纖維芯棒中產(chǎn)生，能夠有效的避免其中的鋁絞線受到電化腐蝕。并且，鋁絞線結(jié)構(gòu)均為梯形截面構(gòu)成，對(duì)導(dǎo)線中的電暈初始電壓有較大的提升作用，此外，碳纖維復(fù)合芯鋁絞線還能夠有效的減少電暈損失、降低電暈噪聲等功能。其施工特點(diǎn)為：首先，碳纖維鋁導(dǎo)線不具備電磁損耗和熱效應(yīng)，同等條件下，較之傳統(tǒng)鋼芯鋁導(dǎo)線的導(dǎo)電率更高、且運(yùn)行溫度更低、抗拉強(qiáng)度更大、弧垂更低、以及能夠減少大量的輸電損失。另外，碳纖維鋁導(dǎo)線的芯棒要遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的銅芯鋁導(dǎo)線芯棒更加的輕。但需要做出衡量的是，碳纖維鋁導(dǎo)線在價(jià)格上要遠(yuǎn)超鋼芯鋁絞線，大約是后者的5倍左右。

（2）碳纖維鋁絞線的應(yīng)用。采用碳纖維鋁絞線作為高壓電力傳輸?shù)膶?dǎo)線，則應(yīng)當(dāng)注意以下應(yīng)用細(xì)節(jié)。①采用已有的設(shè)備，如張力機(jī)和滑車等。應(yīng)當(dāng)充分確保放線滑車高度為張力機(jī)的主輪與最近鐵塔距離的1/3。②若碳纖維鋁絞線在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)損壞等情況，或進(jìn)行截?cái)鄩狞c(diǎn)或利用接續(xù)管連接。③為解決碳纖維鋁絞線的碳棒復(fù)合芯過(guò)45°轉(zhuǎn)角塔時(shí)較易存在斷裂的現(xiàn)象，應(yīng)重新進(jìn)行壓接并進(jìn)行牽張場(chǎng)的劃分，避免因直接連接而出現(xiàn)的導(dǎo)線故障問(wèn)題［3］。

2.3鋁基陶瓷纖維復(fù)合芯鋁絞線及應(yīng)用

（1）鋁基陶瓷纖維復(fù)合芯鋁絞線的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。鋁基陶瓷纖維復(fù)合芯鋁絞線 ACCR （Aluminum Conductor Composite Reinforced）的結(jié)構(gòu)為：此類導(dǎo)線的外側(cè)，是在鋁絞線中添加鋯金屬所制成的，內(nèi)側(cè)則是由成千上萬(wàn)細(xì)度極高的陶瓷纖維組成，且陶瓷纖維是按照同向順序進(jìn)行排列而成。與ACCC導(dǎo)線不同的是，ACCR導(dǎo)線需要由內(nèi)外共同承擔(dān)導(dǎo)線的導(dǎo)電性以及機(jī)械性。ACCR導(dǎo)線不僅具有熱膨脹系數(shù)小、傳導(dǎo)率高、抗腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)其質(zhì)量約為傳統(tǒng)的銅芯鋁絞線的1/3，且其鋁絞線均采用硬鋁進(jìn)行制作，故硬度較強(qiáng)，便于施工。

（2）鋁基陶瓷纖維復(fù)合芯鋁絞線的應(yīng)用。在進(jìn)行高壓輸電線路的增容升級(jí)中，ACCR導(dǎo)線的載流量約為銅芯鋁絞線的2倍，且對(duì)于桿塔無(wú)過(guò)多需求，可采用銅芯鋁絞線的桿塔繼續(xù)供此導(dǎo)線使用，不僅提供出便利的施工與操作環(huán)境，還有效的降低了資源成本。

通過(guò)對(duì)幾種新型導(dǎo)線進(jìn)行對(duì)比，以及多年來(lái)反復(fù)的試驗(yàn)和探討，可明確出：在線芯性能上，ACCC導(dǎo)線線芯具有最大的抗拉強(qiáng)度、最低的彈性模量、以及最輕的線芯比重和最小的熱膨脹系數(shù)，機(jī)械性能最為突出；在鋁絞線性能上，ACCC導(dǎo)線的導(dǎo)電率會(huì)隨著梯形截面增加而增加；而ACCR導(dǎo)線，其載流量最大。

3　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)新型導(dǎo)線間的對(duì)比分析，能夠清晰的了解到，幾種導(dǎo)線都能夠?qū)d流量進(jìn)行有效的提升、并能夠有效的將高壓線路的電力輸送能力增加，從幾種導(dǎo)線的增容應(yīng)用分析，耐熱鋁合金導(dǎo)線與ACCR導(dǎo)線均是進(jìn)行材料的創(chuàng)新，以達(dá)到增容導(dǎo)線的機(jī)理，而對(duì)于ACCC導(dǎo)線而言，其不僅是在材料上進(jìn)行創(chuàng)新，更是對(duì)增容導(dǎo)線的相關(guān)結(jié)構(gòu)也做出了相應(yīng)的改變。在實(shí)際的高壓輸電下路增容改造中，尤其是進(jìn)行“西電東送”以及“南北互供”等電力戰(zhàn)略規(guī)范中，新型導(dǎo)線不僅能夠起到有效的增容效果，有些導(dǎo)線更是能夠減少電力傳輸過(guò)程中的資源成本，為我國(guó)電力輸送行業(yè)的發(fā)展，做出了積極的推動(dòng)作用。

［1］盧慶清.新型耐熱導(dǎo)線在高壓輸電線路增容改造中的應(yīng)用［J］.福建建設(shè)科技，2015，01：69～71.

［2］何 冰，劉新平，侯曉明，楊慶華.大城市輸電線路增容工程中新型導(dǎo)線選擇應(yīng)用［J］.供用電，2009，01：58～61.

［3］李聚聰，郅 嘯，陳靜殊.新型導(dǎo)線在廈門220kV跨海通道增容改造中的應(yīng)用［J］.青海電力，2008，S1：69～73.

TM75

A

2095-2066（2016）26-0075-02

2016-8-30

周 菲（1988-），女，工程師，本科雙學(xué)位，主要從事生產(chǎn)信息系統(tǒng)管理工作。