李宇

摘要：節(jié)能導線由于自身電阻小，導電能力遠高于一般鋼芯鋁絞線，在輸電線路中的應用可以降低線路損耗，提高電力傳輸?shù)墓?jié)能型。目前使用較多的節(jié)能導線包括中強度鋁合金絞線、鋁合金芯鋁絞線和鋼芯硬鋁絞線等。本文將對新型節(jié)能導線及其生產(chǎn)制造進行介紹，探討節(jié)能導線在輸電線路中的應用及節(jié)能效果。

關鍵詞：節(jié)能導線；輸電線路；應用方法

在電力生產(chǎn)和傳輸過程中，會消耗大量的資源和能源，通過使用節(jié)能型材料降低電力生產(chǎn)、傳輸過程的能耗，是電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基本措施。近年來，節(jié)能導線的研究和應用受到了越來越廣泛的關注，進一步降低導線自身電阻，實現(xiàn)傳輸過程的零能耗、低能耗，既符合節(jié)能環(huán)保目標，又能幫助電力企業(yè)降低電力生產(chǎn)和傳輸?shù)某杀?。因此，對?jié)能導線在輸電線路中的應用進行研究具有重要的現(xiàn)實意義。

一、節(jié)能導線類型

目前符合國家相關標準的節(jié)能型導線主要包括中強度鋁合金導線、鋁合金芯鋁絞線和鋼芯鋁絞線三種類型。中強度鋁合金絞線是單一金屬材料導線，采用58.5%IACS鋁合金，由于使用鋁合金代替了普通導線中的鋼芯，相比于同等截面積的鋼芯鋁絞線，總導電截面有所增加，因此導線的自身電阻被降低，提高了導電能力，可以到達節(jié)能目標[1]。

二、節(jié)能導線在輸電線路中的應用

（一）節(jié)能導線的電氣特性

1.電磁環(huán)境

在相同施工條件下，即系統(tǒng)條件、相序排列、分裂間距和分裂數(shù)相同時，3種節(jié)能導線相比于普通導線，表面場強基本相同，無線電干擾水平和可聽噪聲水平也十分相近，因此節(jié)能導線的選型不受電磁環(huán)境影響。

2.載流量

在220kV電路中，不同類型導線的載流量如下表所示。從表1中可以看出，三種節(jié)能導線的載流量相比于普通導線均有所提升，但提升效果并不明顯，因此，采用節(jié)能導線不會對傳輸線路的容量產(chǎn)生影響。

3.損耗特性

還是以220kV輸電線路為例，對普通導線與各類型節(jié)能導線的導線損耗特性進行對比，經(jīng)過計算得出，在200MW輸送容量條件下，三種節(jié)能導線的導線的電能損耗分別為16.70、1631和17.00kW/km，均小于普通鋼芯鋁絞線的17.43kW/km。因此，節(jié)能導線具有顯著的節(jié)能效果。

（二）節(jié)能導線的機械特性

1.弧垂特性

采用實證分析方法對節(jié)能導線的機械特性進行分析，并與普通導線進行對比。在研究其弧垂特性時，選取33個交流輸電工程作為研究樣本，樣本中共使用11種型號的普通鋼芯鋁絞線，3種新型節(jié)能導線均有應用，通過分析不同工況下相同截面積的普通導線和節(jié)能導線的弧垂特性可以發(fā)現(xiàn)，新型鋼芯硬鋁絞線的弧垂特性與普通導線完全一致，鋁合金芯鋁絞線的弧垂特性也與普通導線相近，只有鋁合金絞線比普通導線的弧垂小，在400m檔距高溫條件下，鋁合金絞線比普通導線的弧垂小0.4～1.7m[2]。

2.風偏角

根據(jù)33個線路工程的計算結(jié)果對新型節(jié)能導線對風偏角進行分析，同樣普通絞線的風偏角進行對比。分析結(jié)果表明，新型鋼芯硬鋁絞線的風偏角與普通導線完全一致。在垂直、水平檔距的比值為0.85條件下，鋁合金芯鋁絞線和鋁合金絞線的風偏角比普通導線大2°～6°，約占6%～12%。因此，在新型節(jié)能導線的工程施工中，要合理選用塔型，調(diào)整好檔距。

3.覆冰過載能力

同樣對33個線路工程的計算結(jié)果進行分析，在三種節(jié)能導線中，新型鋼芯硬鋁絞線的覆冰過載能力與普通導線完全一致，鋁合金芯鋁絞線的覆冰過載能力比普通導線略小，在400m檔距條件下約小0.2～2.7m。鋁合金導線的覆冰過載能力與普通導線基本相似，同樣在400m檔距條件下，若導線截面積大于300mm2，則覆冰過載能力比普通導線大0.2～1.5m，若導線截面積小于等于300mm2，則比普通導線小0.5～2.3mm。在節(jié)能絞線的應用過程中，若覆冰在15mm以內(nèi)，可以使用鋁合金芯鋁絞線或鋁合金導線代替普通導線，若覆冰超過15mm，則要進行計算后再決定使用何種類型的導線。

三、節(jié)能效果分析

一般采用年費用法對節(jié)能導線的經(jīng)濟性進行評價，按照不同的導線應用方案，在某基準年總費用分布到線路運行期中的各個年份，并將資金時間價值折算進去，得出年費用最低的線路方案就是經(jīng)濟性最優(yōu)化的線路方案。還是以220kV輸電線路為例進行分析，費用成本主要包括線路施工的建設投資，以及線路運行過程中的損耗費用和運行維護費用等。計算邊界條件采取下列設置方式：（1）使用年限40年，其中包括2年施工期，第一年投資60%，第二年投資40%；（2）最大負荷運行小時數(shù)為5000h/年，電能損失為3200h/年；（3）電力回收率按8%、10%和12%三種進行計算。

四、結(jié)語

綜上所述，節(jié)能型導線由于自身電阻較低，導電能力遠高于普通導線，可以減少電力傳輸過程中的電力消耗。目前使用較為廣泛的節(jié)能導線包括新型鋼芯硬鋁導線、鋁合金導線和鋁合金芯鋁導線等。本文主要對三種節(jié)能導線的應用及節(jié)能效果進行了分析。

參考文獻：

[1]席菲菲.簡析新型節(jié)能導線在輸電線路工程中的運用[J].科技展望，2014，（22）：114.

[2]葉鴻聲.中強度全鋁合金導線在輸電線路中的應用[J].電力建設，2010，（12）：1419.