碳纤维复合芯导线在大跨越增容改造工程中应用探讨

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1、碳纤维复合芯导线在大跨越增容改造工程中应用探讨[摘要]碳纤维复合芯和耐热铝合金线绞制的导线，具有重量轻、强度大、弧垂小、载流量大等特点，用于大跨越增容改造工程，可保持原杆塔、基础及线路走廊不变，增加线路输送容量，节省投资、方便施工，具有很大的经济效益和社会效益。　　[关键词]碳纤维复合芯耐热铝合金线大跨越增容改造工程应用探讨信息来源:tede.cn　　一.增容改造工程概况　　220kVXX线是长三角地区X市江南、江北电网联络的重要通道之一，随着国民经济发展、城市电网增容的要求需对220KVXX线进行增容改造以提高其输送能力。信息来源:www.tede.cn　　220kVXX线包括陆上线路和长

2、江跨越部分。　　其中长江跨越部分采用耐-直-直-耐布置，档距为486m-1107m-285m，耐张段长度为1878m。北跨越塔为直立钢管塔，全高125m，南跨越塔为拉线钢管塔，全高166m，导线采用加强钢芯铝绞线LGJJ-300，工程于1976年9月建成投产，至今已运行34年。　　为利用原线路走廊，此次增容改造仅更换导、地线及相应的绝缘子、金具而铁路、基础不动，因此更换导、地线后对跨越塔、耐张塔、基础的作用力(包括水平荷重、垂直荷重、最大张力)都不能超过原导、地线的作用力。而且原杆塔已经运行了34年，所以这些作用力还应该适当的减少以确保运行安全。　　为增容更换导、地线后在运行时的最大弧垂不能

3、大于原导地线的弧垂，以使原杆塔高度无需加高，保证长江的通航安全。　　与34年前设计标准相比，现设计标准已修订多次，标准提高不少。由于本次改造为技改项目，因此设计原则仍按原设计标准保持不变。　　随着我国国民经济发展，城网增容改造越来越多，但大跨越工程的增容改造，在国内是第一次。国外也未见报导，而且要维持使用已运行了34年的杆塔、基础不变动。　　随着我国国民经济发展和科学发展观的提出，新材料、新结构、新工艺的不断涌现，特别是新型导线的研制和应用为本跨越增容改造工程创造了条件。　　二.大跨越工程导线选择的主要原则信息来源:http://www.tede.cn 　　高压输电线路的输送容量，主要取决于

4、导线截面的大小，导线截面选取过大，不仅增加有色金属消耗量，还使线路其它部件，如绝缘子、金具、杆塔、基础等相应加大，显著增加线路的初始投资;导线截面选取过小，则线路运行中的电压和电能损耗加大，使电能传输质量和运行经济性变差。　　一般导线先按经济电流密度选择截面，以使得导线在其运行寿命期内的总费用最低。总费用包括导线初始费用(含导线成本和安装费用)和导线在运行中的维护费用和电能损耗费用。其中导线初始费用是随导线截面增加而加大的，而电能损耗费用是随导线截面增加而减少的;这样，当导线截面选择至某一数值时，总费用将达到最低，这一截面就是经济截面。由于在这一截面临近的一个区间内总费用相差无几，因而可以认

5、为在这个区间内选择的截面都是经济的，而相对应的载流量就是经济载流量，它除以经济截面就是经济电流密度。信息来源:www.tede.cn　　当然，导线截面除按经济电流密度选择外还要符合环境保护要求，使其产生的电磁效应(电场感应、磁场感应、无线电干扰、电晕噪声等)都在允许范围内。还要经过导线的发热条件校核，使导线的最高允许温度在规定的范围之内。　　对大跨越线路的导线截面选择主要是受导线发热时的最高允许温度控制。　　这是由于大跨越线路的跨越档距大(一般超过1000m)，所以跨越杆塔较高(一般超过100m)，因此导线截面的增大对荷重大小和投资的影响较一般线路要大得多，而大跨越段的路径长度在整个线路长度

6、中所占比例较小，由于导线截面大小所引起的电能损耗在整条线路中所占比例较小，而投资的大小却对整条线路投资影响要大得多，因此大跨越导线截面按导线允许发热的条件来选择，即大跨越段导线在最高允许温度时的输送容量应不小于系统要求的线路极限输送容量。这样对降低整个线路的工程造价是合适的。　　大跨越段的导线截面必须与其线路陆上部分的导线截面的输送容量相匹配，不致成为整条送电线路的“瓶颈”，所以输送容量对同一条线路的大跨越段与陆上线路段就转化为要求输送相同载流量时的导线截面的相匹配的问题　　为了降低跨越塔的高度以节约工程投资，大跨越导线的结构，对常用的钢芯铝绞线ACSR和钢芯铝合金绞线AACSR，包括钢芯耐

7、热铝合金绞线TACSR大多采用铝钢截面比较小(即钢截面比较大)的结构，如30/7结构，铝钢截面比为4.29(钢比23%)和42/19结构，铝钢截面比为2.21(钢比45%)　　导体材料有导电率61%IACS硬铝线、导电率52.5%～53%IACS高强铝合金线、导电率52.5%高强耐热铝合金线及导电率23%～30%IACS铝包钢线。　　加强芯则采用高强度钢芯G3A及特强钢芯EST。　　三.碳纤维复合芯导线的应用