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节能导线在高压输电线路设计中的应用陈建

发表时间：2021/8/10 来源：《中国电力企业管理》2021年4月作者：陈建

[导读] 高压输电线路中导线作为不能或缺的一部分，导线作为输电线路设计中的核心内容。在高压输电线路设计中，杆塔结构高度、绝缘子型号、导线都要进行考虑，为了得到更高的利益，满足现代建设发展需求，在输电线路设计中，要在导线技术创新中投入大把的资金和精力。

武汉华中新能电力设计有限公司陈建武汉市 430000

摘要：高压输电线路中导线作为不能或缺的一部分，导线作为输电线路设计中的核心内容。在高压输电线路设计中，杆塔结构高度、绝缘子型号、导线都要进行考虑，为了得到更高的利益，满足现代建设发展需求，在输电线路设计中，要在导线技术创新中投入大把的资金和精力。现如今，我国研制出各种各样的导线，节能导线就成为了一项重要的选择。导线的材料会影响传输的损耗程度。因此，选择导线中要对比不同导线的技术参数，考虑不同方面的因素让导线在电线输入输出中具备理想的效果。
关键词：节能导线；高压输电线路；钢芯高导电率铝绞线；设计；应用
        现如今，高压输电线路在选材设计环节中所选择的大部分线路材料主要是圆线同心绞钢芯铝绞线。这一种线材所具备的优势是具有较强的稳定性、施工便利、后续维护成本不高，为电力企业节省了一大笔的维修资金，方便把更多的资源投入到电网建设的其他步骤中。国家大力推广节能环保政策的背景下，普通的钢芯铝绞线已经不能充分满足节能标准要求，而采用多种新材料的节能导线获得广泛运用。从而可以了解到，探讨节能导线在高压输电线路设计中的应用具有重要的意义。
        一、科学选择导线类型
        我们国家科技水平的逐步上升，导线技术也获得了高速发展，导线的性能也变得越来越多样化，类型品种也变得更加多元。现如今，市场当中出现了非常多的导线，若是不能良好选择，将会无法在输电线路中发挥出良好的作用，还可能会对正常的电能输送产生影响，会加大输电成本，降低输电效率，还可能加大输电线路安全风险。在输电线路设计中要科学合理选择节能型的导线，不仅要对导线性能是否优良进行考虑，还需要对其造价成本进行考虑，充分对导线是否具备节能降耗、增容、静音等方面的性能进行考虑。选择导线过程中，要考虑其是否具有较大的噪音、其所具备的弧垂以及驰度是否良好、铁塔荷载是否符合要求、经济成本等多方面因素。通常来说，在导线选择中，要选择具有较高性价比的导线。
        二、导线的电气性能
        选择节能导线当中，电气性能属于较为重要的选择条件。电气性能越高，表示导线具备的载流量越高，载流量的高低会对电力输送能力以及输电效率带来直接的影响，所以选择具有较强承载力的导线。载流量大的导线即使线路出现事故，也不会产生特别大的安全问题。在电网运行中，要对电能给导线过载流量所产生的影响实施充分考虑，尤其是需要对天气给导线电气性能产生的影响进行考虑。导线技术参数的核算中，充分对导线耐热性、抗寒性实施考虑，温差太大可能给导线带来不良的影响，最大程度上保证导线线路能够适应周围温度与环境的改变，适当延长导线的使用寿命。如钢芯铝绞线以及铝合金绞线耐热度最大不高于80摄氏度，如果温度未能有效控制，超过这一范围，那么导线将会产生性能不稳定现象，甚至出现频繁故障问题，加大了安全隐患。不一样的导线输送功能以及载流量并不一样，通过针对这部分导线输送功能的计算，意识到总体上差异并不是非常大，对比传统导线，节能导线具有更大的优势。一定要准确对电阻损耗实施计算，在进行计算过程中，结合热损耗、额定电流等多重因素带来的影响。

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以铝合金芯高导电率绞线、金芯高导电率绞线、中强度铝合金绞线、钢芯高导电率铝绞线这四种导线为例，采用公式计算对比不同导线情况，综合对它们的电气性能实施判断，评定它们的节能效果。导线中输送功率越高，导线节能效果就会越明显。对比不同类型导线的电气性能，性能第一的就是钢芯铝绞线，性能第二的是中强度全铝合金绞线，性能第三的是铝合金芯铝绞线，性能第四的是高导电率钢芯铝导线。
        三、导线机械特性
        机械参数同样是对导线正常使用带来影响的一大参数。在架设导线时，施工作业人员要保证导线弧垂质量符合电线杆塔要求。不同材质的线材弧垂质量与拉力之间存在较大的差异，在具体的架设过程中，要重新对材料自重、杆塔极限承载力实施考虑。当线材温度高达40℃时，设计工作人员要对杆塔和线材的弧垂质量实施重新计算，关注线材弧垂最低位置，并且计算线材的风偏角数值。一旦环境当中风速高达30m/s时，进行计算表示导线的垂直载荷数值最小，设计工作人员要在线路架设当中运用塔型构造的方式，消除导线风偏角给线材稳定程度产生的影响。施工单位要有效对塑性指标的Kv数值实施控制。为了更好的探讨导线机械特性给线材运用带来的影响，设计工作人员要对导线的载荷、过载能力的极限值、风偏角等数据进行精准收集。从当前的情况来看，线材张力上，铝合金芯绞线具有最优的数值；在垂直载荷方面，铝合金制的铝绞线以及中强度绞线具有最理想的质量；在弧垂数值方面看，中强度铝合金制绞线具有最理想的数值。
        四、导线的线路成本
        经过综合对比分析，从节能角度来讲，铝合金芯高导铝绞线具有最佳的节能效果，传统的钢芯铝绞线具有最差的节能效果。从资金投入方面来讲，需要投入最高资金的绞线是钢芯高导电率铝绞线，排在第二位的是中强度铝合金绞线、铝合金芯高导铝绞线，排在最后的是钢芯高导电率铝绞线、普通钢芯铝绞线。采用经济学对比的手段，通过年费计算方法来对是否科学合理投资进行精准计算。导线年费包括初次进行购买的年费、每年运行维护的费用、电能损耗维修的费用等。把不同方案以货币的时间价值折合到年费当中，平均分布到经济投资的各年当中，年费最小的方案就是最佳的经济方案。经过计算能够得到，年费最低的是钢芯高导电率铝绞线，年费最高的是铝合金芯高导铝绞线。
        总而言之，高压线路输送过程中导线作为非常重要的一项设备，在电力输送中发挥出十分重要的作用。经过对比分析不同导线的机械性能、电气性能以及线路成本，发现传统的钢芯铝导线节能效果最低，投资成本却很高。在导线选择当中，尽量选择钢芯高导电率铝绞线，此种导线具有较为理想的节能降耗效果，资金投入小、工程造价成本低，还能在获取最高经济效益时更好地保护环境。
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