(惠州供电局输电管理所 广东惠州 516000)
摘要:导线是架空输电线路最基本的组成部分之一，而架空工程投资占项目本身投资的30%左右。因此，在架空输电线路中使用新型节能电线具有重要的意义。在此基础上,本文介绍了基于普通钢芯铝绞线的架空线路,对不同的节能导体从技术经济方面进行分析和比较,结果表明，新型的节能导体完全可以替代传统的钢芯铝绞线，具有良好的节能效果。
关键词：架空输电线路，新型节能电线，技术经济。
一、前言
近年来，随着国民经济和工业技术的快速发展，对电力的需求日益增加。如何降低架空输电线路的损耗一直是电力行业关注的焦点。传输线损耗主要包括电晕损耗和电阻损耗。在电晕损失基本相同的情况下，输电损失主要由导线的直流电阻决定。此外，还有少量的核心损失。由此可见，降低导线的直流电阻是降低损耗的重要因素。架空输电线路已在中国发展了70多年，首次从日本引进。随着我国经济的快速发展，我们已经能够开发出各种类型的电杆、电塔、电线等相关产品，并已走在世界前列。架空输电线路的行业规模也日益扩大。同时，在电网建设中出现了一些新的概念和技术要求。在架空输电线路的设计中，应注意节能降耗。目前，我国应用最广泛的钢丝是钢芯铝绞线。由于地形的巨大差异和多变的气候，单芯铝绞线无法满足不同地方的需要。随着新型生产技术和合成金属的发展，架空输电线路的质量和性能应不断提高。根据电网本身的特点，由于电网设施污染物排放低，重点是节能，即,减少能量损失。降低损耗的主要途径是采用导电率高、损耗小的新型导线。
二、节能电线简介
目前，我国电线电缆行业发展迅速，出现了各种新型的节能电线。新型线主要是通过导线材料的性能改进,使用优化材料(如铝芯、铝包钢核心和复合核心),进行线结构的优化和调整。这些电线很多都能达到节能的效果。广义地说，只要在相同的截面水平上，单位长度的电阻小于常规钢芯铝绞线的导体就可以称为节能导体。节能导体技术主要是通过三个原则来实现节能降耗:保持钢芯铝绞线的结构不变,通过材料和过程改善硬铝的导电率,减少损失的电阻电路,主要产品有钢钢筋高导电性铝绞线:使用一定强度和电导率的硬铝合金代替钢芯。在均匀截面应用的条件下，总直流电阻可以降低3%左右，因为9%IACS钢核心具有基本的非导电能力，由高导电性的合金芯取代，从而达到节能的目的。主要产品有铝合金芯铝链、中强度铝合金链等。节能减排是改变经济发展方式、促进经济结构调整的重要途径。电网建设的快速发展为架空输电线路制造业提供了新的发展机遇。中国巨大的电网建设市场也为架空输电线路的技术进步提供了空间。通过市场需求和技术进步的结合，架空输电线路行业一直在稳步发展。尽管近年来在架空输电线路节能电线的应用上取得了一些成绩，网络损失率逐年下降。但其发展现状不容乐观，需要不断调整产业结构，发展新技术，加强对新材料的研究。
三、技术经济比较
1、对导线的环境及其自身条件的比较
根据220kV输电线路中常用的基准线，选取了四种国内外等次的主流节能电线，在导线产能和施工工艺上进行比较。
(1)电磁环境
导体的电特性需要考虑电磁环境的影响，主要包括电场效应、无线电干扰、噪声等方面。以钢芯铝绞线为基准相比，钢芯铝绞线的外径、单线的直形、扭线方式等方面与参考线相同。因此，在相同的工作条件下，选择节能型导体的电场效应、无线电干扰和音响噪声更好。
(2)导线的负载流
根据传统的负载流量计算边界条件,参考节能导线承载能力为70℃。
(3)交流电阻和电晕损耗
根据交流电阻和电晕损耗的计算公式，以每正常负载305MVA的最大传输容量为例，计算交流电阻损耗和电晕损耗。与普通钢芯铝绞线相比，节能线的能量损失较小，随着损耗小时数的增加，节能效果更为显著。
2、机械性能比较
(1)电弧特性
中等强度铝合金的垂直性能最好。在工程应用中，它可以降低塔的高度和塔的受力截面，从而提高项目的投资经济。
(2)风偏转角度
当基本风速为25m/s时，使用标准设计模块计算每根导线的风偏角。
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(3)负载特性
在不同的天气条件下，各种导线的张力和单位载荷。
(4)重载冰
计算的气象条件是:温度5℃,10米/秒风速。计算了各导线的冰超载能力。从图中可以看出，四种节能导体的冰超载能力可达20mm以上，满足了10mm冰区冰幕的设计要求。通过以上力学性能对比，四种节能电线的力学性能基本与普通钢芯铝绞线相同，可以替代普通钢芯铝绞线。
3、经济比较
(1)一次性投资的比较
在分析导线、塔、地基、绝缘子、导线结构的基础上，分别在20km条件中分别使用了4种节能导体的一次性投资估算值。
(2)全生命周期比较。
随着电力的损失随着时间的增加，4种节能线的年成本也随之增加。然而,高导电性的钢铁核心由于一次性投资，年度成本高于铝的基本核心,其他三种节能的年度成本线低于普通铝芯电线,节能效果更好。其中，中等强度铝合金绞合线的年成本最低，节能效果最好。
4、配套的硬件和施工技术。
高导电性钢芯铝绞线、高导电性铝绞线、铝包钢芯铝绞线的类型、外径、外材、拉力相同或相近。因此，在施工过程中，普通钢芯铝绞线配套硬件(吊线夹、拉伸线夹、连接管等)、施工设备、施工方法、安装方法均适用于节能线，无其他特殊要求。中强度全铝合金绞合线和高导电铝合金芯铝绞合线的连接管与普通钢芯铝绞合线的连接管略有不同。电线采用一次压缩。
5、配置文件
有很多类型的绞合线，根据铝材料的性能，主要分为硬铝型和软铝型绞合线。其中硬铝线较为广泛，软铝线目前主要由应力传递钢芯、软铝线和碳纤维复合芯线组成。型线的全寿命周期具有较好的经济性和较好的节能效果。但目前其生产能力无法满足大规模推广的需求，工程应用规模小，缺乏运营经验。因此，建议在条件成熟后逐步推广。
四、架空输电线路节能导线应用
(1)关注节能产业结构调整，创造品牌价值。
普通钢芯铝绞线架空传输线附加值低，原材料成本高，行业不够密集、规模不够大。架空输电线路企业需要优化产业结构，形成规模化的结构，通过整合、重组等方式创造品牌效应。鉴于输电工程的重要性和施工作业的特殊性，实现产业结构调整将是当务之急，是产业发展壮大的必由之路。大型企业应依靠品牌和规模效应，将资源集中在主导产品上，形成规模经济，从而降低单位产品的生产成本和营销成本。中型企业应集中力量做好铝线、电缆线等，提高产品附加值和经济运行质量。此外，中国的区域发展部门也不平衡。形成统一规划需要一定的时间，更重要的是需要政府和企业的共同努力。
(2)注重节能降耗，加强新材料研究。
随着能源日益短缺和制造成本的增加，节能降耗已成为国内制造业的发展方向。架空输电线路也不例外。架空输电线路未来的发展趋势是新技术和新材料。采用新技术、新材料，降低架空输电线路的能耗和材料消耗，提高设备生产效率。
结论
综上所述，新的节能穿越技术已经变得越来越成熟，并有相应的标准，并在国家能源之外得到了广泛的应用。与普通钢芯铝绞线相比，所选的节能线具有相同或相似的电气和机械性能，可替代普通钢芯铝绞线在传统线路中的位置。可以采用高导热带钢芯铝绞线、高导热带铝芯铝绞线、高导热带铝芯铝绞线、高导热带铝芯铝绞线。相关人员对架空输电线路要十分熟悉,因此,需要总结和确定各种类型的钢丝的使用特点,充分考虑线控制需求的生产能力,加强线标准和工程应用技术,在以后的新线路中,使用节能导体代替普通钢芯铝绞线有很大的推广前景。
参考文献：
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[3]狐冠宇，叶伟.浅析节能导线在输电线路工程中的推广应用[J].新材料新装饰，2013，2（12）：199-201.
论文作者:钟开斌
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/11
标签：节能论文; 导线论文; 绞线论文; 线路论文; 电线论文; 导体论文; 电阻论文; 《电力设备》2018年第17期论文;