摘要：耐热导线是导线的一种，能适当提高导线允许温度，可以增大电网系统事故稳定载流量，从而提高输电线路正常输送能力，目前正在广泛应用在高压输电线路的电压输送中，本文介绍了一种名为间隙型耐热导线在500kV线路增容改造中的实际应用，通过研究发现，间隙型耐热导线的电绝缘性能和在高频率下损耗低等优良性能，总结了使用此类耐热导线的通用经验，最后得出结论耐热导线在高压线路增容改造中具有很宽广的未来发展趋势，为学者及相关领域科研工作者均具有较大的参考价值。
关键词：耐热导线；增容改造；高压线路
一、前言
随着改革开放对我国国民经济的不断刺激，各行各业都展现出宏伟蓝图，其中电力行业的迅速发展，我国尚存在非常庞大的旧线路数量，伴随着电力系统的不断升级，多年前建设500kV输电线路输送容量、承受电压能力已基本无法满足当前社会用电量的性能需求，我国电网规划部门也对老旧线路的改装更新做出了要求，向相关电力公司提出了很多高要求，我国电网改造迫在眉睫。目前老旧线路的改造更新共分为三种不同的方法，第一种为替换老旧线路，直接将新型耐热导线增加到原有线路中去；第二种为改造原有老旧线路，对原有的电线杆或电线塔做出更新；第三种为将老旧线路的导线按照各自规格进行增容改造。电力的增容改造的原因是使用电的客户在日常工作或生产生活中工作范围变大，导致老旧线路的用电容量无法满足当前的使用需求，因此在老旧线路的基础上提高线路的用电容量。通过研究对比我们得出，第一种方法可以彻底改变老旧线路的问题，但是所需投资高昂，耗费人力物力；第二种方法虽然较第一种方法可以节省部分线路，保留仍可以使用的线路，但投资造价依然较高，如大范围电网进行改造对于电力公司无法承担此种耗费；第三种方法在保留原有线路参数的基础上，可以高效的将资源利用起来，更新换代过程中无需增加电线杆或者增加用地，是目前比较推广的方法。在性价比最高的第三钟方法中，因为考虑到原来铁塔的荷载，必须找到一种新型导线比原导线单位质量不增加的前提下提高导线的电力输送量。表1 列举了对于老旧线路改造的三种方案的建设特性及优劣势对比。
表1 导线机械物理参数表
二、增容改造导线选型条件
当选用第三种改造方案时，因仍利用原线路杆塔而仅更换导线，故新导线需满足下述几个条件。
（1）载流量需满足系统输送容量的要求。
（2）施加在杆塔上的荷载比原线路导线的荷载更小或者相等，以免超出原有杆塔、基础的设计受力范围。
（3）输送系统所要求的载流量时，其线温值对应的弧垂较原线路导线的弧垂略小或者相近，以满足对地及交叉跨越安全距离的要求。
（4）在各种工况下对原有杆塔的塔头电气间隙及线路走廊满足设计规程要求。
三、耐热导线的简介
耐热导线工作于高空输电线，是一种不同于普通电导线的高性能导线，可以在更大容量传输电力的同时承担高温的考验，大多数为从铝绞线向外拓展。从上世纪四五十年代美国等西方先进大国就发现了此类高性能耐热导线的实现可能性，通过无数次研究试验他们得出了很多适用于导线的合金，其中影响力最大的当属向铝导线中掺和锆这一金属元素，为耐热导线甚至是超耐热导线的发展奠定了基石。从此以后各国开始着手研究，日本在接下来的几十年中对于此行业研究甚多，他们制得的铝锆耐热导线可以经受两百三十摄氏度的高温考验，并且为铝导线的初始耐热温度拓展了空间，经过改良的铝锆耐热导线不仅可以耐得出高温，通过控制锆元素的添加量还可以优化铝导线的电力传输能力，间隙型耐热铝导线逐渐被人们开发利用，是高压电线路在增容改造过程中的耐热导线的不二之选。
图1 500kV耐热导线紧线施工 图2 500kV线路耐热导线应用
四、性能比较
1.基础性能比较
间隙型耐热导线工作原理为将锆元素按比例增加进铝导线从而得到可耐高温的合金耐热导线，进而增加耐热导线在工作过程中的正常工作温度和提高电力输送流量。耐热铝合金的实现能够经得住一百五十摄氏度左右的高温，同时能够输送超过传统铝导线的1.5-1.7倍电力输送量。而超耐热铝合金导线的实现能够经受得住二百一十摄氏度左右的高温，同时能够经受得住超过传统铝导线的2.0左右倍的电力输送量。
2.机械性能比较
耐热导线在考虑耐热性能以及流量传输性能外，还应满足较强的机械性能，过多的加入各类金属元素容易将铝导线的机械性能影响，因此导线的机械性能十分重要，起到导电作用的耐热导线或者超耐热导线与内部钢轴的连接显得尤为重要。大多数安装的间隙型耐热导线为外部耐热导线与内部钢芯之间使用特种方式连接，如使用梯形截面等，并在间隙加入润滑油可以尽量避免两者之间的摩擦。工作人员在高压线路增容改造过程中会使用特别的方法将导线内部可能产生的内力和外力均施加在处于中心的钢芯上，安装温度也要控制在理论温度范围。表2列举了钢芯铝绞线、铝包钢芯耐热铝合金绞线、铝包钢芯超耐热铝合金绞线和碳纤维复合芯导线的机械物理参数。
表2 导线机械物理参数表
五、技术及施工注意事项
1）弧垂方面
耐热导线在选取观测弧垂时温度取值一般为80℃，因在运行时温度较高，运行时的弧垂增加量较大，应适当考虑各跨越物的距离是否符合运行时的要求。
2）施工工具方面
耐热导线因是通过导线材料的性能改变，使用优化材料，进行了线结构的优化和调整。在选取导线卡线器及网套时应选取材质相匹配的工具进行放、紧线工作，以免打滑和脱线情况的出现。
结论
经上所述并且结合已实施多项500千伏增容改造工程我们可以得出，耐热导线可以将高压线路的导线正常工作温度提高，并增加载流量，特别是铝锆合金耐热导线，在此方面更为突出，导线的机械性能等方面尚可满足需要，和常规的普通导线相比较有较高的应用价值。但在未来的更高要求使用中无法满足，需要更深一步的研究。只有不断地科研发现新型耐热导线，不断地找出更高性能的导线，才能不断满足社会对电力的需要，增加电网的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]卢庆清.新型耐热导线在高压输电线路增容改造中的应用[J].福建建设科技，2015（01）：69-71.
[2]胡鑫.输电线路增容改造中耐热导线的应用研究[J].科技传播，2012，4（13）：160-161+156.
[3]谢光彬，李林，刘芳芳.间隙型耐热导线在线路增容改造中的应用[J].电力科学与工程，2011，27（01）：70-73.
[4]胡鑫.输电线路增容改造中耐热导线的应用研究[J].科技传播，2012，4（13）：160-161+156.
[5]谢光彬，李林，刘芳芳.间隙型耐热导线在线路增容改造中的应用[J].电力科学与工程，2011，27（01）：70-73.
[6]邹伟丰.耐热铝合金导线在高架空输电线路增容改造的设计应用[J].电子测试，2018（01）：113-114.
[7]郭志涛，马杰，王永瑞.220kV线路增容改造的耐热导线选型[J].机电信息，2017（36）：83+85.
[8]朱晓虎，王道静，刘士李，殷敏.输变电工程耐热导线材料价格预测仿真[J].计算机仿真，2017，34（08）：425-428+456.
[9]杨坤池，王洪利.对云南电网部分线路增容改造方案的探讨[J].云南电力技术，2017，45（04）：130-132.
[10]郑伟.在增容改造工程利用旧杆塔更换新型碳纤维复合导线[J].电工材料，2017（02）：44-48.
论文作者:吴鸿盛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/4
标签：导线论文; 耐热论文; 线路论文; 电力论文; 间隙论文; 杆塔论文; 老旧论文; 《基层建设》2018年第33期论文;