李志国
（大庆油田电力集团电力工程技术服务公司 黑龙江大庆 163000）
摘要：碳纤维复合芯导线是一种新型节能型增容导线，目前在实际应用中的优缺点都非常突出，为了在今后的电网运行中更好的利用新型材料，提高电网运行的可靠性和经济性，本文将通过一项增容改造中新建35KV中十二线路采用LGJ-240导线的方案与35KV北八线换线改造使用碳纤维复合芯导线JLRX/F1B-185的方案同时满足增容目的的同时，在技术特性，施工难易程度，经济性等方面对比分析实际应用的效果和必要性。
关键词：技术参数 施工 经济性 对比
2015年我公司承揽的大庆油田采油一厂输电改造项目《中十二变电所35KV线路调整工程》中对110KV丰收一次变至35KV中十二变电站和35KV北八变电站的输电线路进行增容改造。其中35KV北八线采取了在原线路杆塔基础上进行扩容改造的方案，更换原线路中的LGJ-150/30钢芯铝绞线为碳纤维复合芯导线JLRX/F1B-185/30(K=3.3) 4.5km及配套耐张线夹、悬垂线夹、耐热防震锤等金具。该项改造预算投资金额约190万元。35KV中十二线采用新建线路的方案，拆除原35KV中十二线路,新建线路长度6.8km,导线使用普通的LGJ-240/30(K=3.0)钢芯铝绞线，预算投资813万元。
本文将通过该项增容改造中新建35KV中十二线路采用LGJ-240导线与35KV北八线使用碳纤维复合芯导线JLRX/F1B-185在技术特性，施工难易程度，经济性对比等方面分析实际应用的效果和必要性。
一、技术特性比较
分析比较碳纤维复合芯导线的物理特性和技术参数与普通钢芯铝绞线的区别。
1.强度高
LGJ-240/30钢芯铝绞线的钢芯的抗拉强度为1240Mpa，而JLRX/F1B-185/30导线的碳纤维芯棒抗拉强度可达到2100Mpa，为前者的1.7倍。
2.重量轻
碳纤维复合芯材料的比重约为钢的1/4.在相同的外径下, JLRX/F1B-185/30导线的铝截面积为普通钢芯铝绞线的1.29倍。该项目中普通钢芯铝绞线LGJ 240/30每公里长度重量为922.2kg, 而JLRX/F1B-185/30导线每公里长度重量为569.1kg。同样长度的输电线路导线重量少40%。
3. 允许运行温度高，载流量大
JLRX/F1B-185/30正常运行允许温度160℃，在环境温度30℃的情况下额定载流量为888A。而普通钢芯铝绞线LGJ 240/30正常运行最高温度为80℃，在环境温度30℃的情况下额定载流量为545A。
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4.线膨胀系数小，弛度小
碳纤维复合芯导线与普通钢芯铝绞线相比具有显著的低弛度特性，在相同的实验条件下，温度从25℃上升到160℃时，普通钢芯铝绞线的弛度从 236mm增加到1422mm，提高了5倍；而碳纤维复合芯导线的弛度仅从198 mm增加到312mm，提高仅0.57倍。
5.耐腐蚀，使用寿命长
碳纤维复合材料与环境亲和，而且又避免了导体在通电时铝线与镀锌钢线之间的电化腐蚀问题。
二、新建线路和改造线路在施工方面的对比
1、施工周期对比，新建35KV中十二线全线采用角钢塔架线计划总工期90天，改造的35KV北八线计划工期25天。本次改造的原35KV中十二线避免了拆除旧线再建新线路的弊端，如果在原线路路径新建线路会产生从拆除至新建完工送电期间的电源空档期，对电网稳定运行影响很大。
2、安装难度对比，碳纤维复合芯导线的特殊物理特性，在施工导线展放、金具安装等方面还处于摸索期，需要与厂家技术人员密切沟通配合保证施工质量达到标准要求。
3、施工单位效益对比，在厂家不建议旧线带新线的方法施工的理论基础上，碳纤维复合芯导线必须采取张力放线，大大增加了施工单位的设备使用费和人工成本。
分析得出，采用碳纤维复合芯导线改造增容线路存在施工难度大、施工单位人力和机械费用增加的情况，今后应与甲方和设计单位探讨小型改造项目采用碳纤维复合芯导线适当增加机械使用费签证和误工费签证。以上费用的增加会随着改造线路的规模逐渐达到平衡（如：本次改造的35KV北八线共4.5km,张力放线预算费用仅3.5万元，远远达不到实际市场的设备租赁费用）。
三、经济性对比
《中十二变电所35KV线路调整工程》改造中的两条线路对比，改造后35KV中十二线的额定载流量比35KV北八线要少38%，碳纤维复合芯导线的线径却减少了18.9%(LGJ-240/30钢芯铝绞线外径21.6mm，JLRX/F1B-185/30导线外径17.5mm),
我们将《中十二变电所35KV线路调整工程》这个工程项目中新建和改造两条线路的工程预算造价进行对比，结果如下：
35KV北八线改造预算造价190万元，其中材料费161万元，平均每公里总造价约为42万元。
35KV中十二线新建线路预算造价为813万元，其中土建基础497万元，电气施工316万元，材料费223万元。平均每公里综合费用为119万元。分析得出,本次改造的两条输电线路中碳纤维复合芯导线的造价比新建线路约低30%。
以上分析虽然让我们看到了碳纤维复合芯导线的优势，尤其是该导线在改造扩容线路中的应用，还有本文未提到的新建线路中的应用资料数据显示也有相当大的优势。但是分析中的数据也暴露了该新型导线最大缺点就是目前导线本身和配套金具材料成本过高。假设35KV北八线同样采用LGJ240/30的普通钢芯铝绞线增容后也能满足使用单位的要求，那么改造该线路的投资将为80万元。成本将下降近60%，施工工期将缩短8天（张力放线准备时间），工期快30%，施工单位机械和人工费节约更多，并且预算中的费用完全可以保证施工单位的经济效益。
参考文献：
[1]魏晗兴.碳纤维复合材料导线芯的制备及其特性研究. 济南: 山东大学, 2010.7.10.
[2]梁栋 邓蜀平.碳纤维复合芯电缆国内外技术研发现状及工程应用进展.中国科学院山西煤碳化学研究所, 太原 2011.4
[3]庞士顺.碳纤维复合芯导线施工研究与运用.安徽送变电送电分公司 合肥市
论文作者:李志国
论文发表刊物:《电力设备》2016年第8期
论文发表时间:2016/7/15
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