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摘要：近年来，我国对电能的需求越来越大，高压输电线路建设也越来越多。导线作为架空输电线路组成中不可缺少的一部分，是输电线路进行设计过程中的核心内容。在架空输电线路的设计过程中，杆塔结构高度、绝缘子型式、导线等都是必须考虑计算的，为了获得更多的经济效益，符合现代建设的发展需求在输电线路设计的过程中，需要在导线技术的创新过程中投入一定的资金和精力。目前，我国研制出各种类型的导线，节能导线也成为了重要选择之一。导线的材料与传输过程中的损耗等有很大的关系，所以，在导线的选择过程中要比较各种导线的技术参数，并且考虑各个方面的因素来使导线在电线输入输出中有更好的效率。
关键词：架空输电线路；节能导线；年费用；输送容量
引言
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，节能减排是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新型节能导线在高压输电线路设计中的选型
随着导线技术等各方面的创新和改革，市面上出现了各种类型的导线，如果在选择的过程中出现问题，则起不到相应的综合效益。因此在输电线路的导线选择要区分导线材料，功能是否适用线路，而避免造成经济效益不高，同时尽可能达到增容，节能，噪音低的效果。在导线的方案比选过程中主要从可听噪声、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多个方面对多种导线方案进行了综合的技术经济比较，选择最优的导线方案。本文结合宁田500kV架空交流输电线路实例，进行详细论证。500kV宁田输电线路工程设计条件：基本风速27m/s，覆冰10mm，高温40℃，导线截面为4×630mm2。根据工程情况，框选了四种630mm2截面的导线:JL/LHA1-465/210铝合金芯铝绞线、JL/G1A-630/45钢芯铝绞线、JL(GD)/G1A-630/45高导电率钢芯铝绞线和JLHA3-675中强度全铝合金绞线,导线的主要技术参数见下表 1。
2导线机械特性比较
导线的机械特性主要体现在弧垂、冰（风）过载能力、荷载及风偏角等,计算结果如表2。从结果可以看出：（一）弧垂特性：JLHA3-675最好，其余三种导线弧垂特性基本相同。（二）水平荷载基本一致，铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210和中强度全铝合金绞线JLHA3-675的垂直荷载较小。铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210顺线张力最小。
表1 导线型号及技术参数表
3 导线电气性能比较
首先是对导线的载流量进行比较，首先保证其处在事故运行的方式下，因此系统的过负荷能力决定了交流输电线路所具有的最大容量。导线过载流量的影响因素有很多，气象条件就是其中的影响因素之一，所以在对这一方面进行计算的过程中，应该保证导线处在合适的温度以下，这样在长期运行的过程中，也不会因为导线升温而对导线强度产生一定的影响，从而确保导线处在正常的使用寿命以上。对于钢芯铝绞线以及钢芯铝合金绞线而言，能够处在 70℃至 80℃的温度之间，温度超过这一范围，就会对导线的综合性能带来不良的影响。在相关规定中，规定了在必要情况下可以采用的温度为80℃。经过对不同导线输送功率的计算可知，在载流量以及极限输送功率方面，各种导线并没有较大的差异，但是节能导线的效果更为明显。其次是对交流电阻的损失进行计算。在对双回交流输电电路的电阻所产生的热损失进行计算时，有以下几个因素，WQ为功率的热损耗，N代表分裂根数，I代表单回路中每根导线所具有的额定工作电流，re代表导线所具有的交流电阻，通过以下公式能够对不同导线结构所产生的电能热损失计算出来。即：WQ =6N·I2·re（3.2-1）。经过计算可得铝合金芯高导电率铝绞线以及中强度铝合金绞线还有钢芯高导电率铝绞线在节能效果方面更加令人满意。并且如果导线的输送功率大，那么在节能效果方面也更加理想。
4 经济性比较
本文采用年费用法进行经济性比较。年费用计算法能反映工程投资的合理性、经济性。年费用包含初次年费用、年运行维护费用、电能损耗费用及资金的利息。将各比较方案按照资金的时间价值折算到基准年的总费用平均分布到项目运行期的各年，年费用低的方案在经济上最优。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。不同输送容量下的年费用计算结果见表 3，表 4。（1）4×JL/LHA1-465/210 铝合金芯铝绞线年费用最小，其次为 4×JLHA3-675 中强度全铝合金绞线，最后是 JL(GD)/G1A-630/45高导电率钢芯铝绞线和JL/G1A-630/45钢芯铝绞线。JL(GD)/G1A-630/45 高导电率钢芯铝绞线和 JL/G1A-630/45 钢芯铝绞线在 80% 经济输送容量以下年费用基本相当，80% 经济输送容量以上 JL(GD)/G1A-630/45 高导电率钢芯铝绞线略占优势，随着输送容量上升，其优势更加明显。（2）采用的 JL/LHA1-465/210 铝合金芯铝绞线的节能较果最好，且随着输送容量升高，其年费用相对钢芯铝绞线具有较为明显的优势。
表3 不同输送容量下的年费用(年最大损耗小时按2200h计)
结束语
综上所述，本文从导线的电气特性和机械特性对不同的导线展开了比较分析；相比之下，常规钢芯铝绞线无节能效益，年费用较高，故不推荐采用；节能导线能够满足经济性方面的要求，因此值得推广。
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论文作者:刘二伟
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/9
标签：导线论文; 绞线论文; 线路论文; 节能论文; 铝合金论文; 年费论文; 过程中论文; 《防护工程》2019年9期论文;