节能导线在高压输电线路设计中的应用

节能导线在高压输电线路设计中的应用

曹阳 石瑞

国网呼伦贝尔供电公司扎兰屯输变电工区 内蒙古 呼伦贝尔 162650

摘要：作为高压架空输电线路的主要组成部分，导线在长距离电能输送时的作用十分重要。在进行导线的选用时，首先要考虑电气性能因素，还要综合考虑机械性能和经济成本的因素。要针对不同导线的机械性能、电气性能和经济性能进行综合分析，其中传统的钢芯铝绞线作为导线来使用达到的节能效果最不理想，对资金的需求也相对较高。在对导线进行选用时，要注重节能效果，耗能低的导线不仅可以减少能源的消耗，降低成本，减少工程造价成本，而且对于生态环境保护方面具有重要的意义。

关键词：节能导线；高压输电线路；设计；应用

一、导线的分类

在社会经济发展的推动下，科技水平也有了显著提升，导线的生产技术也有了极大的改善。导线的性能也逐渐得到了优化升级，在市面上进行销售的导线种类也逐渐增多。

但是，对于导线的选择要针对具体情况而定，一旦使用的导线与现实需求不匹配，就会对电能的输送效率产生严重影响，危害电路安全，造成不可估量的损失。因此，在对输电线路进行设计时，要重视对于导线的选择，其中主要考虑这三点因素：一是考虑导线的质量和安全程度；二是考虑导线的成本问题；三是注重节能程度和产生噪音的大小。目前普遍在市面上能够见到的导线主要分为以下几种：普通钢芯铝制绞线，铝合金芯高导电率绞线，金芯高导电率绞线，中强度铝合金材质绞线，钢芯高导电率绞线。要对众多的导线进行考察分析，从中选出最适合的导线。

二、导线具有的电气性能

在对导线进行选用时，要将电气性能作为首要考虑条件。电气性能越好，载流量越大，而载流量的大小对电力输送的速度以及输电的效率有着重要影响，因此要选用载流量大的导线。载流量大的导线在进行使用时，即使线路出现问题，也不会有很大的安全隐患。电网在运转过程中，要将电能对导线过载流量的影响进行分析，结合天气情况对导线电气性能的影响。在计算审核导线技术参数的过程中，要充分考虑导线的耐热性和抗寒性，温度差距过大会对导线产生不利的影响，要尽可能的确保到导线对附近温度和环境的适应程度，尽量延长导线的使用寿命。比如，钢芯铝制绞线和铝合金绞线的耐热程度低于80度，一旦温度超过了耐热度范围，导线就难以稳定自身性能，发生安全事故的隐患也会有大幅增加。

导线之间具有的差异性使得导线之间的输送功率和载流量有所不同，在对这些导线进行输送功率的计算时，会发现整体来说差别较小。对比于以往使用的导线，节能导线的优势更加显著。要将电阻损耗准确的加以计算，就要在计算过程中综合考虑热损耗。额定电流、分裂根数、导线交流电阻等多种因素的影响。使用公式对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、钢芯高导电率铝制绞线实行计算并相互对比，对这些导线的电气性能进行系统比较，对节能效果进行评选。导线的输送功率越大，节能效果就越好。将各种导线相对比，其中钢芯铝制绞线的性能最好，其次是中强度全铝合金绞线，再次是铝合金芯铝制绞线，最后是高导电率钢芯铝制绞线。

三、导线具有的机械特性

针对不同的导线进行机械特性方面的探讨时，会发现杆塔与导线弧垂的重量之间有着密不可分的联系。因此导线的弧垂性可以用来判断导线性能的好坏。处于高温环境下的导线，其自重、拉力、钢铝截面等各种因素也成为了判断导线性能好坏的参考因素。例如，将温度控制在40度，对导线的弧垂进行计算，将最小的弧垂记录下来，并将带线的风偏角加以计算，会发现，将风速控制在27m/s时，导线的垂直荷载降到最低。此时要将塔型的设计方案应用到其中，将风偏角的角度控制到最小的程度，并记录好塑性指标。导线的机械特性主要有弧垂、荷载、风偏角和过载压力等等。从弧垂的角度来看，选择中强度全铝合金绞线较为正确，其余的导线之间在弧垂性能上来看并没有显著差异；从水平荷载角度来看，所有导线之间差异微乎其微；从垂直荷载角度来看，铝合金芯垂直荷载最小；从顺线张力角度来看，铝合金芯铝绞线张力最小。

四、导线线路的成本分析

导线有许多的种类，导线不同，其中的价格和质量也有所差异。目前的市场上，型号为JL4/G1A －630/45 的高导电率钢芯铝绞线价格普遍偏高；价格处于中游的是型号为 JL3/G1A － 630/45 的高导电率钢芯铝制绞线和JL3/LHA1 －465/210 的铝合金芯高导铝制绞线。导线荷载、弧垂、横担长度是影响直线塔运行耗钢量的主要因素。系统来看，钢芯高导电率铝制绞线、钢芯铝制绞线的机械特性与耗钢量相差无几。从节能效果来说，效益最高的是铝合金芯高导铝制绞线。从成本节约角度出发，钢芯高导电率铝制绞线对成本的要求最高，其次是中强度铝合金材质绞线、铝合金芯高导铝制绞线，钢芯高导电率铝制绞线、普通钢芯铝制绞线对成本需求较少。经过对各种角度进行系统的总结，可以得出结论:钢芯高导电率铝制绞线对成本回收需求的时间较长，铝合金芯高导铝制绞线的对成本回收时间需求最短。可以使用经济学方法进行比较，精确的计算出投资的合理程度。针对导线的年费计算，主要分为初次购买费用、每年运行所学的维护费用、发生电能损耗时进行维修的费用、资金周转所需要的利息费用等。将所制定的方案经过货币的时间价值折算到基准年的总费用，之后在每年进行经济投资时实行平均分布，年费最低的方案即为最优的经济方案。

五、结束语

导线在进行高压线路输送时有着重要的作用，影响着线路运输的顺利程度。经过对不同导线机械性能、电气性能和经济性能综合进行分析比较，得出传统的钢芯铝绞线节能效果最不理想的结论，投资成本偏高。进行导线的选用时，要选择相对节能的导线类型，不仅可以节约耗、减少投资成本、降低工程造价成本，还能够在保障经济效益时达到保护环境的作用。

参考文献

[1]韩宇,程克娜,王铱.节能导线在高压输电线路设计中的应用[J].集成电路应用,2020,37(03):118-119.

[2]赖培敦.浅谈新型节能导线在高压输电线路设计中的选型[J].计算机产品与流通,2019(05):68-69.