軟鋁導線在高架空輸電線路增容改造中的設計及應用研究

摘要：文章結合長期以來在廣州輸電線路建設中的經驗，就軟鋁導線在高架空輸電線路增容改造的設計及應用進行研究。首先分析增容導線輸電技術的發(fā)展與應用，然后就軟鋁導線的特性、結構、優(yōu)點等相關問題進行分析，最后就軟鋁導線在高架空輸電線路增容改造中的具體應用進行說明。

關鍵詞：軟鋁導線；高架空輸電線路；增容改造；輸電技術；電力系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM751 文章編號：1009-2374（2016）05-0033-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.017

1 增容導線輸電技術的發(fā)展與應用

經過了長期的發(fā)展，相關的增容導線的輸電技術不斷成熟與發(fā)展，形成了以耐熱導線、碳纖維復合芯鋁絞線、軟鋁導線為代表的相關輸電技術。經過實踐之后，軟鋁導線在增容導線中的應用已經較為成熟，并且與其他相關增容電線輸電技術相比，具有重量輕、強度大、耐高溫、耐腐蝕、線損低、弛度低等優(yōu)點，得到了廣泛應用。以美國為代表的西方發(fā)達國家在20世紀20年代就開始研究并且使用鋁合金導線。經過大約30年的實踐與應用，在歐洲、美國等地區(qū)開始廣泛使用鋁合金導線以及軟鋁導線。據不完全統(tǒng)計，日本以及美國的鋁導線的使用率超過了50%。由于軟履導線具有優(yōu)良的特性，在各種輸電線路中應用良好，在全世界范圍內得到推廣。隨著增容導線的研究與開發(fā)，軟鋁導線再一次被推到應用的前沿，大量企業(yè)對其展開研究并進行了實踐，取得良好效果。發(fā)展到20世紀80年代，美國等國家的軟鋁絞線技術已經比較成熟，在2007年我國以中天科技委代表的相關企業(yè)引進相關技術進行開發(fā)，出現了低弧垂的軟鋁導線，就2008年的認定表明我國技術水平已經處于國際發(fā)展前列。

2 軟鋁導線概述

2.1 軟鋁導線簡介

本文介紹在增容導線輸電技術中應用的軟鋁導線是低弧垂軟鋁導線，這種導線又被稱為特強鋼芯軟鋁導線，屬于一種特種架空輸電導線，主要由特高強度鋼芯和1350-O全退火軟鋁線進行同心絞合制成。與銅芯鋁絞線相比較而言，軟鋁導線具有良好的節(jié)能、增容性能，而且能夠很好地實現低弧垂效果。

2.2 軟鋁導線標準

Q/320623 AP 32-2007 低弧垂軟鋁導線

GB/T 1179-1999 圓線同心絞架空導線

GB/T 20141-2006 型線同心絞架空導線

ASTM B 856-03 Standard Specification for Concentric-Lay-StrandEd Aluminum Conductors，Coated Steel Supported（ACSS）

ASTM B 857-02 Standard Specification for Shaped Wire Compact Concentric-Lay-Stranded Aluminum Conductors，Coated Steel Supported（ACSS/TW）

2.3 軟鋁導線結構

軟鋁導線主要由兩部分組成：一部分是加強芯；另一部分是載流導體。加強芯主要是兩部分，分別為EST和LB10（或LB14）。載流導體主要是弓形或Z形全退火軟鋁線。

3 軟鋁導線在高架空輸電線路增容改造中的優(yōu)越性

3.1 節(jié)能降耗

軟鋁導線與其他導線相比，具有較高的導電率，達到63%IAC。在較高導電率的情況下，就能很好地實現節(jié)能。當輸電電流相同時，與其他導線相比，電線損耗大大減小。

3.2 增容顯著

在軟鋁導線的使用以及運行過程中，其溫度會達到150℃，與一般的常規(guī)導線相比，能夠達到其載流量的1.5倍，甚至更多（常規(guī)導線的運行溫度一般在70℃左右）。

3.3 機械特性良好

與傳統(tǒng)導線以及當前的優(yōu)良導線相比，其直徑更小，可以有效地降低風冰荷載；在直徑相同的情況下，由于鋁的密度較小，也大大提高了載流能力。另外，軟鋁導線的抗覆冰特性和高耐腐蝕特性均良好?？傮w而言，軟鋁導線具有良好的機械特性。

3.4 低弧垂特性

在軟鋁導線的發(fā)展中，不斷進行創(chuàng)新以及技術完善，大大提高了其性能，尤其在低弧垂特性方面。在高溫的情況下，軟鋁導線幾乎沒有力的作用，運行張力僅由鋼芯承受，其高溫弧垂不受鋁股長期蠕變的影響，增容1.5倍以上高溫時軟鋁導線的弧垂與相同截面鋼芯鋁絞線70℃時弧垂相當甚至更優(yōu)。

4 軟鋁導線的截面選擇

在廣州某地高架空輸電線路建設中，希望利用增容導線進行建設，其中選用了軟鋁導線。首先確定環(huán)境狀況為：環(huán)境溫度的基準條件為25℃，運行時70℃，無日照，風速為0.6m/s，選用Q/320623 AP 32-2007低弧垂軟鋁導線。在進行導線選擇以及設計的過程中，注意選取長期運行溫度為100℃，計算Q/320623 AP 32-2007低弧垂軟鋁導線比其他的導線需要額定電流增加，并且質量減輕超過13%，進行了一系列參數對比，如表3：

就上述表格數據分析以及實際施工建設情況可以發(fā)現，Q/320623 AP 32-2007低弧垂軟鋁導線比以銅芯鋁導線為代表的其他導線更合適，具有良好的性能。

5 軟鋁導線的金具和施工

Q/320623 AP 32-2007低弧垂軟鋁導線和國內目前的部分導線截面規(guī)格具有較大差別，在進行高架空輸電線路建設中的連接時，由于特殊性不能選擇合適的金具以及線夾。在長期實踐的情況下，選用和鋼芯鋁絞線截面積近似的金具線夾，并且在使用中發(fā)現耐熱金具效果更好。這一方案可行并且得到了應用，相比較結構相對簡單并且可靠，在進行施工的過程中也相對比較方便。由于材質等方面的原因，與傳統(tǒng)導線相比具有一定的差異，軟鋁導線較容易受到磨損，并且容易松股，因此在進行線路建設中必須采取正確的施工方法，并盡可能采取相應的預防措施。

6 結語

隨著經濟的發(fā)展，人們對于電量的需求增加，對荷載的要求也提高。電力企業(yè)尋求新的發(fā)展方式與突破，希望在提高產電總量的基礎上，能夠實現高架空輸電線路的增容改造，能夠通過改造以及相關技術來滿足人們的用電需求，同時促進整個社會的正常運行和經濟發(fā)展。

參考文獻

[1] 齊冬輝.高溫耐熱型導線的節(jié)能應用研究[D].華南理工大學，2012.

[2] 蘆燈.碳纖維耐熱導線在電網增容改造中的應用[J].機電信息，2015，（15）.

作者簡介：廖曉蘇（1979-），男，安徽合肥人，廣州市電力工程設計院有限公司工程師，研究方向：電力工程設計。

（責任編輯：周 瓊）