新型节能导线在输电线路工程中的应用技术.doc

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1、新型节能导线工程应用技术一、概述导线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。目前在我国新建输电线路中，应用最为广泛的是圆线同心绞钢芯铝绞线，多年的运行实践证明其具有稳定的机械电气性能，施工运行和维护方便，能够较好地适应我国大部分地区的条件和环境。常用的普通钢芯铝绞线组成结构图如图1-3-1。镀锌钢丝61%IACS硬铝线图1-3-1普通钢芯铝绞线结构图进入21世纪，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”，以达到环友好和资源节约，因此输电线路的节能耗成为关注点。同时随着我国电线电缆行业制造技术和工艺

2、的进步，五花八门的新型导线层出不穷，在提供了更多选择的同时，也造成了一定的混乱甚至是安全隐患。因此必须区分新建线路和改造线路的不同需求，从而有针对性地合理选用新型导线，更好地贯彻“两型三新”的建设原则。在国家电网公司基建部的大力推动和指导下，经过建设、科研、设计单位和制造企业的通力合作，梳理、总结和规范了适合新建线路应用的新型节能导线，并开展了系统的试点应用和推广工作。二、技术原理（一）导线节能技术原理（1）导线节能技术分类近年来，我国线缆行业发展较快，为达到增容、节能、改善弧垂特性和防振、防腐性能、降低噪声和电晕等目标，出现了各式各样的新型导线产品，其中很多导线都能达到节能的效果。宽泛地说

3、，只要在同等截面水平下，单位长度电阻低于常规钢芯铝绞线的导线，都可以称为节能导线。这些新型导线主要通过三类技术原理来降低电阻损耗：一是采用退火工艺处理的软铝代替电工硬铝，导电率可由61%IACS提高到63%IACS。主要代表产品有钢芯软铝绞线、应力转移型特强钢芯软铝导线、复合芯软铝倍容量导线等。二是采用具有一定强度和导电率的铝合金代替钢芯和部分乃至全部电工硬铝，在保证机械强度的同时，总的直流电阻可降低3%左右，并且没有钢芯的磁滞涡流损耗。主要代表产品有铝合金芯铝绞线、中强度全铝合金绞线等。三是保持钢芯铝绞线的结构形式不变，通过材料和工艺手段提高硬铝的导电率，实现63%IACS的高导电硬铝。主

4、要产品为钢芯高导电率铝绞线。（2）软铝类节能导线将拉制的铝线经退火工艺处理，使其再结晶变成软铝线，一般电阻率在0.027151-0.027367Ω·mm2/m，导电率可提升到63%IACS，比普通的硬铝线高出约2%IACS。再绞制成软铝导线，可以达到降低导线电阻的目的。根据导线所采用芯线不同，目前比较成熟的主要有钢芯软铝绞线、应力转移型钢芯软铝导线、复合芯倍容量导线等1）钢芯软铝绞线63%IACS软铝线20世纪60年代，美国、加拿大采用软铝与钢芯绞制成钢芯软铝绞线ACSS，70年代又开发出型线同心绞软铝导线ACSS/TW（AluminumConductorSteelSupported/Tra

5、pezoidalWire）（如图1-3-2）由于采用了63％IACS的软铝，可减少线损约3％，节能效果显著。高强/特强钢丝图1-3-2钢芯软铝绞线ACSS/TW结构图由于软铝线的机械为60~90MPa，比普通硬铝线的机械强度低很多，因此钢芯软铝绞线施工和运行过程中，导线的机械载荷主要由钢芯来承担，铝线股对导线的主要贡献是承载电流而不承担绞线载荷，因此导线运行在高温时不会因铝线强度发生软化而受到影响。由于软铝线具有较高的伸长率为20%~30%，比普通硬铝线的伸长率（1.2%~2.0%）高很多，因此可以充分发挥钢芯的承力作用。钢芯软铝绞线的运行工作温度完全由钢芯的软化特性所决定。由于钢芯的再结晶

6、温度较高，可以在较高的温度下保持正常的机械强度，其允许运行工作温度较普通钢芯铝绞线高很多，从而相同截面钢芯软铝绞线的载流量能比钢芯铝绞线高1倍。2）应力转移型特强钢芯软型铝导线由我国江苏通光集团自主开发的应力转移型特强钢芯软型铝导线是在前述钢芯软铝绞线ACSS/TW的基础上又作了进一步提高，其中的铝线股主要采用S/Z形单丝，它使导线更为紧密（如图1-3-3）。导线在生产过程中通过采用钢铝之间的应力转移技术，使热膨胀系数较小的钢芯承担导线的主要应力，导线的温度—弧垂曲线的拐点（应力转移点）向较低的温度移动，从常用的钢芯铝绞线的拐点温度110℃～115℃左右，可以移至40℃至20℃（即移至制造时

7、的工作温度左右），其移动量可控。应力转移技术将常规间隙型导线在施工现场的应力转移工作变成在导线制造过程中完成，保证了应力转移的准确与施工的便利。该导线的最高运行温度可达到150℃，增容100％而弧垂不超过普通钢芯铝绞线。特强钢丝63%IACS软铝线图1-3-3钢芯软铝绞线ACSS/TW结构图3）碳纤维复合材料芯软铝绞线碳纤维复合材料芯导线的种类较多，按碳纤维复合材料芯的形状可以分为多股绞合碳纤维芯和单股芯棒两