关键词：节能导线；高压；输电线；线路造价
引言
导线作为架空输电线路的主要设备之一，担负着长距离传输电能的重任。必须具有良好的电气性能、机械性能和优越经济性。导线在工程造价中占有很大比重，选择合适的导线，对电网建设，乃至环境保护具有重要意义。反之，选择不合适的导线，使得电能传输效率变差，甚至对环境产生不良影响。传统输电线路导线多采用普通钢芯铝绞线，钢芯铝绞线的应用历史已上百年。但是随着资源节约型、环境友好型理念的不断深入。节能减排，环境友好的现代社会需要，减少电能损失已被提到了首要位置。因此，通过对导线电气性能、物理机械性、工程造价、节能减排效果等不同方面对于不同导线进行分析，从而选择最为适合并且安全的架空输电线路的导线。
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导线电气性能
首先应当先行比较导线所具有的载流量，以确保载流量能够具备对事故运行的最大承受效果，所以线路系统的承载性能对于交流输电线路具有重要影响，甚至会影响线路最大容量，还会对导线过载流量产生干扰和影响的因素比较复杂，日常最为常见的影响因素便是天气条件。因此，在进行导线技术参数的核算中，要着重考虑导线对现实温度的适应性，为导线的长期使用做好充分的考量，尤其对于耐热性较差的导线来说，更加需要做好温度的匹配，避免对导线造成严重损害，致使导线无法更好长期稳定使用。钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线的材料类型，其耐热度一般在70-80℃的范围内，如果超过这个温度标准，导线的性能以及稳定性就会容易出现故障和隐患。在部分行业的技术规范中，在必要的情况下可以将温度调整至80℃。通过对各类导线所具备的输送功率进行计算后可以确定，不同种类的导线的载流量、极限输送功率等方面都会有所不同，但是总体来看其差异不大。而这最终节能导线的表现更为优异。
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3导线机械特性
在比较各类导线所具备的机械性效果时，首先要比较导线弧垂与杆塔之间的重量，这需要就导线的弧垂性进行性能分析，保证弧垂性良好性能。同时需要做好影响因素的充分考虑，避免因为拉力、铝钢截面、自重等问题的产生而导致导线性能的降低。尤其在环境温度为40℃情况下，弧垂杆塔重量的计算需要关注最小的弧垂。对于导线的风偏角也需要进行相应计算，如果将平均风速设定为27m/s，在这种条件下，铝合金芯高导电率铝绞线和中强度铝合金绞线则为垂直荷载最小，风偏角较大。这种情况下进行设计则需要采用塔形设计模式来规避风偏角过大的问题，并做好塑性指标Kv值的控制。塔形固定效果较好，则能够实现铝合金芯高导电率铝绞线和中强度铝合金绞线摇摆系数偏大的需要，而临界塔形则须对塔高进行加高处理或者更换塔形的方法来有效处理存在的摇摆角问题。
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。
结语
导线在高压输电线路的设计中发挥着十分关键作用。本文对不同种类的导线所具备的电气特性和机械特性进行了对比分析，通过对比分析后认为，普通类型的钢芯铝绞线在技能方面的表现较差，并且所投入的成本较大。节能导线在节能以及资金投入方面都具备更加优秀的表现，具备推广前景。
参考文献
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论文作者:曲晓男 何起贤 张兆坤
论文发表刊物:《中国电业》2020年1期
论文发表时间:2020/4/24
标签：导线论文; 绞线论文; 铝合金论文; 线路论文; 节能论文; 性能论文; 偏角论文; 《中国电业》2020年1期论文;