彭正伟
（宁夏宁电电力设计有限公司 宁夏银川 750011）
摘要：以国家电网公司推广的几种新型节能导线作为样本，以我区分布最广的110kV线路为对象，选取一个典型工程作为算例，通过模拟计算分析几种新型节能导线及常规钢芯铝绞线的差异，并结合宁夏地区的气候地理特点，分析探讨几种新型节能导线在本区域推广应用的策略。
关键词：节能导线；宁夏地区；策略
导线是架空输电线路的最基本组成元件之一，作为输送功率的载体，一直是输电线路设计的核心内容，导线的每次技术进步和改良创新都能够带来巨大的经济和社会效益。随着我国经济社会的发展，从政府到普通民众对节能减排的意识不断加强。国家大力倡行节能减排，国网公司也积极应用“新材料、新技术和新工艺”，以达到环境友好和资源节约，因此输电线路的节能减耗成为一个重要的革新环节。同时导线在线路工程投资中占有很重要的比重，110kV线路架线工程投资占本体投资18%左右，其对整条架空输电线路的杆塔、基础、绝缘子和金具强度、经济技术指标等起着决定性影响。
1.110kV输电线路新型节能导线应用分析
为方便比较，本文选取宣和-香山110kV线路作为分析算例，下面介绍下该线路工程的相关概况。
宣和-香山110kV线路工程，位于我区中卫市沙坡头区境内。线路起点为待建的宣和330kV变电站，终点为拟建香山110kV变电站，全线双回路铁塔架设，线路全长约69km，曲折系数1.19，海拔高度在1251m~2097m之间。导线截面为1×400mm2。铁塔采用《国家电网公司输变电工程通用设计110（66）kV输电线路》分册中的1E4模块。设计气象条件为：基本风速27m/s，覆冰为b=5mm，高温40℃，低温-30℃，年平均温度10℃。
1.1导线电气特性比较
导线电气特性的比较主要包括两项，一项是最高允许温度下的导线载流量，一项是不同输送容量下的导线交流电阻损耗。《110kV~750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）中规定，验算导线允许载流量时钢芯铝绞线的允许温度采用+70℃，必要时可采用+80℃。本报告各种导线最高允许温度采用+80℃方案进行计算。计算中环境温度为最高气温月的平均气温，根据当地气象统计资料，计算导线载流量的环境温度取35℃。
对几种导线的电气特性比较总结如下：
（1）5种节能导线的载流量和允许输送功率均高于常规钢芯铝绞线，但总的来讲差别不大；
（2）从节能效果看，相对常规钢芯铝绞线JL/G1A-400/35，中强度全铝合金绞线JLHA3-425效果最好，电阻损耗可降低约4.5%~5.3%；其次是铝合金芯铝绞线JL3/LHA1-210/220和高导电率钢芯铝绞线JL4/G1A-400/35，电阻损耗可降低约2.4%~2.9%；然后是0高导电率钢芯铝绞线JL3/G1A-400/35和铝合金芯铝绞线JL1/LHA1-210/22，电阻损耗可降低约1.6%~2.3%，并且输送功率越大，线路的节能效益越明显。
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1.2导线机械特性比较
导线的机械特性主要从导线弧垂、过载能力、耐张串强度选择、对杆塔荷载的影响及导线风偏角五个方面进行比较，总结如下：
（1）弧垂方面，中强度全铝合金绞线JLHA3-425弧垂特性最好；铝合金芯铝绞线JL/LHA1-210/220导线次之；钢芯铝绞线JL/G1A-400/35、高导电率钢芯铝绞线JL3（4）/G1A-400/35和弧垂特性基本相同。
（2）过载能力方面，中强度全铝合金绞线JLHA3-425导线单位重量轻、实际导线安全系数大，因此导线覆冰过载能力最强；铝合金芯高导电率铝绞线JL1/LHA1-210/220、JL3/LHA1-210/220覆冰过载能力居中；钢芯铝绞线JL/G1A-400/35和钢芯高导电率铝绞线JL3/G1A-400/35、JL4/G1A-400/35覆冰过载能力稍差。
（3）耐张串方面，高导电率铝绞线JL4/G1A-400/35各工况挂点张力与钢芯铝绞线JL/G1A-400/35相当，其余2种导线均比钢芯铝绞线小，耐张串采用2×70kN均可满足要求
（4）导线对杆塔荷载影响方面，各导线的水平荷载相差不大；钢芯铝绞线JL/G1A-400/35和高导电率钢芯铝绞线JL3/G1A-400/35、JL4/G1A-400/35的荷载基本相当；铝合金芯铝绞线JL3/LHA1-210/220、JL1/LHA1-210/220和中强度全铝合金绞线JLHA3-425的垂直荷载相对较小。
（5）风偏角方面，钢芯铝绞线JL/G1A-400/35和高导电率钢芯铝绞线JL3/G1A-400/35、JL4/G1A-400/35摇摆角最小，能满足原设计塔型；铝合金芯铝绞线JL3/LHA1-210/220、JL1/LHA1-210/220和中强度全铝合金绞线JLHA3-425的垂直荷载相对较小，导线摇摆角相对较大，其27m/s风速下的大风风偏角（按Kv=0.85验算）超过了部分原设计塔型的允许摇摆角。
1.3导线经济特性比较
在同一设计条件下，由于导线机械特性、材质各异，除导线本身的成本外，每公里线路杆塔基数、单位钢耗量、绝缘子和附加金具的种类也略有差异。同时由于6种导线的交流电阻损耗不同，线路投运后产生的输送损耗也不同，从而产生的经济效益也会有所差异。经济特性比较总结如下：
（1）采用五种节能导线的节能较果良好，在输送功率高、损耗小时数多时，其年费用相对钢芯铝绞线具有明显的优势；
（2）6种导线中，在输送容量较大时，中强度全铝合金绞线JLHA3-425，铝合金芯高导电率铝绞线JL3/LHA1-220/230，钢芯高导电率铝绞线JL4/G1A-400/35，因其电阻损耗相对较低，年费用相对较低。
（3）按照经济性排序推荐如下：中强度全铝合金绞线JLHA3-425最好，铝合金芯高导电率铝绞线JL3/LHA1-210/220和钢芯高导电率铝绞线JL4/G1A-400/35次之，然后是铝合金芯高导电率铝绞线JL1/LHA1-210/220和钢芯高导电率铝绞线JL3/G1A-400/35，常规钢芯铝绞线最差。
1.4综合比较分析
（1）选取的同截面6种导线的载流量和允许输送功率基本相当，均可满足算例工程的要求；由于钢芯高导电率铝绞线JL3/G1A-400/35、JL4/G1A-400/35、铝合金芯高导电率铝绞线JL1/LHA1-210/220、JL3/LHA1-210/220和中强度全铝合金绞线JLHA3-425的交流电阻较低，故其电阻损失少，在输送功率较大的线路中其节能效益更明显。
（2）钢芯高导电率铝绞线与钢芯铝绞线JL/G1A-400/35的机械特性基本一致，可直接采用原通用设计塔型，故其耗钢量相等；铝合金芯高导电率铝绞线及中强度全铝合金绞线的自重轻、弧垂小，导线风偏角较大，应用于原通用设计塔型时部分杆塔需计算校验。
（3）5种节能导线都具备良好的节能效果，能够满足算例工程线路输送功率的要求。从年费用比较来看，中强度全铝合金绞线JLHA3-425最好，铝合金芯高导电率铝绞线JL3/LHA1-210/220和钢芯高导电率铝绞线JL4/G1A-400/35次之，然后是铝合金芯高导电率铝绞线JL1/LHA1-210/220和钢芯高导电率铝绞线JL3/G1A-400/35。
参考文献：
[1]《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）.
[2]《架空送电线路基础设计技术规定》（DL/T5219-2005）.
论文作者:彭正伟
论文发表刊物:《河南电力》2018年6期
论文发表时间:2018/9/11
标签：导线论文; 绞线论文; 铝合金论文; 线路论文; 节能论文; 强度论文; 特性论文; 《河南电力》2018年6期论文;