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摘要：随着生产力的不断提高，电改被推上风口浪尖，为了落实国家政策、响应国家号召，本文对电力改革进行了进一步的深化研究，并且针对电力输配的各个层次进行了创新。导线是输送功率的载体，也是输配电线路设计的核心。近些年常见的节能导线有很多。基于这一背景，对电力输配电线路中节能导线对工程造价的影响进行了分析。
关键词：节能导线；工程造价；影响分析
引言
作为输电线路的重要组成部分，导线的设计与应用需要从多方面进行综合考量。在进行电网工程的建设过程中，导线造价占到投资总额的30%左右，并且导线的金属强度、物理性能、选型等方面，都会对输电线路运行质量造成影响。基于节能导线的优点，分析了电力输配电线路中节能导线对工程造价的影响，并指出了其应用中的注意事项。
1节能导线的特征
（1）新建线路时能节约线路走廊的成本。采用节能导线，在相同铝导线截面积，它与常规的导线相比，可扩大输电容量，或减小走廊宽度，也即建设一条线路，可能有1.5~2条线路的送电能力，这样可节省建设第二条线路的用地和投资。（2）线路运行时节能，或者说输电时减少能耗。在输电线路中用的钢芯铝绞线，不论国外或国内，导线的铝导体导电率在20℃时均为61％IACS，节能型导线的导电率就应该优于6l％IACS，例如为61.5~63％IACS，这种导线在输电时能耗约减少1.0~5％。
2新型节能导线的种类分析
2.1高导电率钢芯铝绞线
铝绞线的导线率和材料的状态、纯度有着密切的关系。大量试验表明，纯铝的极限导电率可以达到65%左右。但是，目前高纯铝锭仍然不能满足现阶段铝导线加工需求。此外，在价格、生产成本方面，也是普通铝锭的1.5倍左右。同时，铝导线在表面硬度、强度方面，也存在着一定的问题与缺陷，特别是软铝导线缺陷尤为明显。对于新型节能钢芯铝绞线而言，主要是在常规绞线的基础上进行了晶粒细化以及冷拉拔处理，并且对敏感元素以及缺陷进行了严格的控制。这样一来，铝导线的导电率可以达到63%左右。高导电率钢芯铝绞线能够有效降低输电线路的电阻损耗，进而提升输电过程的节能效果。另外，在机械性能与结构、经济性方面，也有了较大的改善。
2.2铝金芯高导电率铝绞线
铝合金芯铝绞线采用53%IACS高强度铝合金芯替代普通钢芯铝绞线中的钢芯和部分铝线，导线外部铝线则采用61.5~62.5%IACS高导电率铝线。在总截面相等的应用条件下，由于基本无导电能力的9%IACS钢芯被铝合金芯替代，且外层采用高导电率铝线，所以铝合金芯高导电率铝绞线的直流电阻不仅比普通钢芯铝绞线更小，而且比普通的铝合芯铝绞线都更小，最大限度的提高了导电能力，但其价格比普通铝合金芯铝绞线更贵。
2.3中强度全铝合金绞线
相比于常用的钢芯铝绞线，全铝合金绞线有着良好的导电性能。同时，在输电线路的设计、施工以及后期维护等方面，全铝合金绞线也有着一定的优势。在一些发达国家，该类型的导线有着较为广泛的应用。经过非热处理技术所制造的铝合金导线，其导电率可以达到59%，并且导线的交流电阻较小，有着较强的耐腐蚀性。经济性方面，铝合金导线的价格要比钢芯铝绞线的价格高出20%左右。但是，其单位质量较轻、张力较大，线路架设过程中可以降低线塔的数量，减少耗钢指标。
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2.4碳纤维芯软铝绞线
碳纤维芯软铝绞线的芯线是由碳纤维为中心层和玻璃纤维包覆制成的单根芯棒，外层与邻外层为梯形截面的软铝线。导线的合成碳纤维芯是非铁磁性材料，不存在磁损和涡流损耗。与钢芯铝绞线相比，在相同外径时，复合芯铝绞线允许缠绕超过28%截面积的铝线，导线外层采用导电率不小于63%IACS的软铝线，导电率高，直流电阻小，在相同的运行温度时，其允许载流量要比钢芯铝绞线大；在达到允许温度时（可达200℃），其允许载流量是钢芯铝绞线的2倍。因此，碳纤维软铝绞线具有强度大、导电率高、线膨胀系数小、弧垂小、载流量大和质量轻等优点，但导线价格贵。
3新型节能导线设计选型计算分析
一般来说，从系统规划的角度来看，比如某电力工程的建设过程中，需要用到截面尺寸是630mm2×4的导线。具体设计过程中，不仅要达到导线规格方面的要求，同时还要对达标的相关导线进行方案比选。例如，对于普通钢芯铝绞线与铝包钢芯铝绞线来说，大多的输电线路会选用钢芯铝绞线。但是，随着电力部门环保工作的不断开展以及国家对于节能输电工作的重视，新型节能导线的应用逐渐受到了设计人员的关注，这一过程中，要改变以往的设计理念，注重新型节能导线的应用。设计工作中，要对不同种类的导线进行分析，对其电气性能、机械特性以及工程造价等进行相应的对比。一方面，要对输电线路导线的载流量做出比较。这一过程中要对事故运行方式进行分析，对于输电系统的过负荷能力进行研究，这对于交流输电线路的最大容量有着直接的应用。一般来说，影响过载流量的因素相对较多，气候因素就是其中一个。因而，在进行容量计算工作时，要确保导线可以在一个适宜的温度下进行工作。同时，还要从导线长期运行的角度进行考虑，由于导线温度的升高将造成导线强度的降低，因而要保证在工作周期内，导线有着良好的使用性能。比如，钢芯铝合金绞线在70℃的环境中能够保持工作，但是一旦温度超过这一数值，就可能造成导线的输电功率受到影响。另一方面，设计时要对导线的交流电阻损失做出精确的计算。尤其对于双回交流输电线路，要注重线路热损失的计算。
4节能导线对工程造价的影响
（1）对杆塔工程造价的影响。国家电网发布的输配电线路一般是采用钢芯铝绞线，其他类型的杆塔偶尔会出现塔头有空隙或杆塔负荷不够等一系列现象。铝合金芯铝绞线耐腐蚀性较强，张力和垂直负荷较低，单重较轻，单位长度的价格与普通铝差不多。高导电率铝绞线的导电率在52%左右，比普通铝的电导率高15%，该种导线已经被很多国家广泛使用，具有交流电阻小、耐腐蚀等特点，价格高出普通铝20%左右。该种铝合金芯铝绞线与等直径的其他铝绞线相比，能减少直线塔的数量，但耐张塔耗钢较多。（2）对架线工程造价的影响架线工程在输电线路建设中占有重要地位，费用占比也很高，尤其是材料费和安装费。安装费用取决于市场行情，而材料费耗资更高，主要取决于材料的价格和用量。一般的工程建设中，材料采购人员都会事先根据材料单价和用量进行工程造价的预算，在计算直接费用时，商家报价和估价之间的价差称为材料价差，同时被计入年价差。导电效果与其纯度有很大的联系，高纯度铝的导电率为64%，但这种纯度暂时还满足不了市场的需求，该铝成本为普通铝的1.5倍左右。采用导电率63%的硬铝，在降低输电损耗的同时节能效果也很突出，然而价格是普通铝的1.1倍左右。
结语
通过探讨分析可了解到，导线的单重和单价对电力输配电工程造价的影响较大。若节能导线和传统导线的单价差不多，那么节能导线对电力输配电工程造价的影响就很小。满足技术要求后，导线质量越小，工程造价就越低，企业产生的效益就会越好。
参考文献：
[1]刘泽东．节能导线特性及其在输电线路中的应用分析［D］．山东大学，2017.
[2]张强，陈保安，祝志祥，韩钰，杨长龙，刘君．架空导线用芯线材料综述[J]．热加工工艺，2016（06）.
[3]胡海翔.架空输电线路新型节能导线应用分析[J].建筑工程技术与设计，2016（7）：26~31.
论文作者:李恺
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第27期
论文发表时间:2019/7/31
标签：导线论文; 绞线论文; 线路论文; 节能论文; 铝合金论文; 工程造价论文; 截面论文; 《建筑细部》2018年第27期论文;