新型節(jié)能導(dǎo)線在輸電線路工程中的應(yīng)用技術(shù)

1、新型節(jié)能導(dǎo)線工程應(yīng)用技術(shù)一、概述導(dǎo)線作為輸送功率的載體，一直是輸電線路設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，導(dǎo)線的每次技術(shù)進(jìn)步和改良創(chuàng)新都能夠帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前在我國(guó)新建輸電線路中，應(yīng)用最為廣泛的是圓線同心絞鋼芯鋁絞線，多年的運(yùn)行實(shí)踐證明其具有穩(wěn)定的機(jī)械電氣性能，施工運(yùn)行和維護(hù)方便，能夠較好地適應(yīng)我國(guó)大部分地區(qū)的條件和環(huán)境。常用的普通鋼芯鋁絞線組成結(jié)構(gòu)圖如圖1-3-1。鍍鋅鋼絲61% IACS硬鋁線圖1-3-1 普通鋼芯鋁絞線結(jié)構(gòu)圖進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)家大力倡行節(jié)能減排，國(guó)網(wǎng)公司也積極應(yīng)用“新材料、新技術(shù)和新工藝”，以達(dá)到環(huán)友好和資源節(jié)約，因此輸電線路的節(jié)能耗成為關(guān)注點(diǎn)。同時(shí)隨著我國(guó)電線電纜行業(yè)制造技術(shù)和工

2、藝的進(jìn)步，五花八門的新型導(dǎo)線層出不窮，在提供了更多選擇的同時(shí)，也造成了一定的混亂甚至是安全隱患。因此必須區(qū)分新建線路和改造線路的不同需求，從而有針對(duì)性地合理選用新型導(dǎo)線，更好地貫徹“兩型三新”的建設(shè)原則。在國(guó)家電網(wǎng)公司基建部的大力推動(dòng)和指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)建設(shè)、科研、設(shè)計(jì)單位和制造企業(yè)的通力合作，梳理、總結(jié)和規(guī)范了適合新建線路應(yīng)用的新型節(jié)能導(dǎo)線，并開展了系統(tǒng)的試點(diǎn)應(yīng)用和推廣工作。二、技術(shù)原理（一）導(dǎo)線節(jié)能技術(shù)原理（1）導(dǎo)線節(jié)能技術(shù)分類近年來(lái)，我國(guó)線纜行業(yè)發(fā)展較快，為達(dá)到增容、節(jié)能、改善弧垂特性和防振、防腐性能、降低噪聲和電暈等目標(biāo)，出現(xiàn)了各式各樣的新型導(dǎo)線產(chǎn)品，其中很多導(dǎo)線都能達(dá)到節(jié)能的效果。寬泛地說(shuō)

3、，只要在同等截面水平下，單位長(zhǎng)度電阻低于常規(guī)鋼芯鋁絞線的導(dǎo)線，都可以稱為節(jié)能導(dǎo)線。這些新型導(dǎo)線主要通過(guò)三類技術(shù)原理來(lái)降低電阻損耗：一是采用退火工藝處理的軟鋁代替電工硬鋁，導(dǎo)電率可由61%IACS提高到63%IACS。主要代表產(chǎn)品有鋼芯軟鋁絞線、應(yīng)力轉(zhuǎn)移型特強(qiáng)鋼芯軟鋁導(dǎo)線、復(fù)合芯軟鋁倍容量導(dǎo)線等。二是采用具有一定強(qiáng)度和導(dǎo)電率的鋁合金代替鋼芯和部分乃至全部電工硬鋁，在保證機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)，總的直流電阻可降低3%左右，并且沒有鋼芯的磁滯渦流損耗。主要代表產(chǎn)品有鋁合金芯鋁絞線、中強(qiáng)度全鋁合金絞線等。三是保持鋼芯鋁絞線的結(jié)構(gòu)形式不變，通過(guò)材料和工藝手段提高硬鋁的導(dǎo)電率，實(shí)現(xiàn)63%IACS的高導(dǎo)電硬鋁。主要

4、產(chǎn)品為鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線。（2）軟鋁類節(jié)能導(dǎo)線將拉制的鋁線經(jīng)退火工藝處理，使其再結(jié)晶變成軟鋁線，一般電阻率在0.027151-0.027367mm2/m，導(dǎo)電率可提升到63%IACS，比普通的硬鋁線高出約2%IACS。再絞制成軟鋁導(dǎo)線，可以達(dá)到降低導(dǎo)線電阻的目的。根據(jù)導(dǎo)線所采用芯線不同，目前比較成熟的主要有鋼芯軟鋁絞線、應(yīng)力轉(zhuǎn)移型鋼芯軟鋁導(dǎo)線、復(fù)合芯倍容量導(dǎo)線等1）鋼芯軟鋁絞線63% IACS軟鋁線20世紀(jì)60年代，美國(guó)、加拿大采用軟鋁與鋼芯絞制成鋼芯軟鋁絞線ACSS，70年代又開發(fā)出型線同心絞軟鋁導(dǎo)線ACSS/TW（Aluminum Conductor Steel Supported /Tr

5、apezoidal Wire）（如圖1-3-2）由于采用了63IACS的軟鋁，可減少線損約3，節(jié)能效果顯著。高強(qiáng)/特強(qiáng)鋼絲 圖1-3-2 鋼芯軟鋁絞線ACSS/TW結(jié)構(gòu)圖由于軟鋁線的機(jī)械為6090MPa，比普通硬鋁線的機(jī)械強(qiáng)度低很多，因此鋼芯軟鋁絞線施工和運(yùn)行過(guò)程中，導(dǎo)線的機(jī)械載荷主要由鋼芯來(lái)承擔(dān)，鋁線股對(duì)導(dǎo)線的主要貢獻(xiàn)是承載電流而不承擔(dān)絞線載荷，因此導(dǎo)線運(yùn)行在高溫時(shí)不會(huì)因鋁線強(qiáng)度發(fā)生軟化而受到影響。由于軟鋁線具有較高的伸長(zhǎng)率為20%30%，比普通硬鋁線的伸長(zhǎng)率（1.2%2.0%）高很多，因此可以充分發(fā)揮鋼芯的承力作用。鋼芯軟鋁絞線的運(yùn)行工作溫度完全由鋼芯的軟化特性所決定。由于鋼芯的再結(jié)晶溫度

6、較高，可以在較高的溫度下保持正常的機(jī)械強(qiáng)度，其允許運(yùn)行工作溫度較普通鋼芯鋁絞線高很多，從而相同截面鋼芯軟鋁絞線的載流量能比鋼芯鋁絞線高1倍。2）應(yīng)力轉(zhuǎn)移型特強(qiáng)鋼芯軟型鋁導(dǎo)線由我國(guó)江蘇通光集團(tuán)自主開發(fā)的應(yīng)力轉(zhuǎn)移型特強(qiáng)鋼芯軟型鋁導(dǎo)線是在前述鋼芯軟鋁絞線ACSS/TW的基礎(chǔ)上又作了進(jìn)一步提高，其中的鋁線股主要采用S/Z形單絲，它使導(dǎo)線更為緊密（如圖1-3-3）。導(dǎo)線在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)采用鋼鋁之間的應(yīng)力轉(zhuǎn)移技術(shù)，使熱膨脹系數(shù)較小的鋼芯承擔(dān)導(dǎo)線的主要應(yīng)力，導(dǎo)線的溫度弧垂曲線的拐點(diǎn)（應(yīng)力轉(zhuǎn)移點(diǎn)）向較低的溫度移動(dòng)，從常用的鋼芯鋁絞線的拐點(diǎn)溫度110115左右，可以移至40至20（即移至制造時(shí)的工作溫度左右），

7、其移動(dòng)量可控。應(yīng)力轉(zhuǎn)移技術(shù)將常規(guī)間隙型導(dǎo)線在施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)力轉(zhuǎn)移工作變成在導(dǎo)線制造過(guò)程中完成，保證了應(yīng)力轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)確與施工的便利。該導(dǎo)線的最高運(yùn)行溫度可達(dá)到150，增容100而弧垂不超過(guò)普通鋼芯鋁絞線。特強(qiáng)鋼絲63% IACS軟鋁線 圖1-3-3 鋼芯軟鋁絞線ACSS/TW結(jié)構(gòu)圖3）碳纖維復(fù)合材料芯軟鋁絞線碳纖維復(fù)合材料芯導(dǎo)線的種類較多，按碳纖維復(fù)合材料芯的形狀可以分為多股絞合碳纖維芯和單股芯棒兩類；按導(dǎo)體材料可分為硬鋁、軟鋁、耐熱鋁合金三類；按導(dǎo)體的形狀可分為圓線和型線兩類。目前，碳纖維復(fù)合材料芯與導(dǎo)體的組成產(chǎn)品有以下三類：日本ACFR導(dǎo)線（多股絞合碳纖維芯+硬鋁+圓線）、碳纖維復(fù)合材料芯耐熱鋁

8、合金絞線（單股芯棒+耐熱鋁合金+圓線）和碳纖維復(fù)合材料芯軟鋁絞線（單股芯棒+軟鋁+型線），后二者在中國(guó)均已得到了應(yīng)用。硬鋁的導(dǎo)電率低于軟鋁，耐熱鋁合金導(dǎo)電率較低，它們與碳纖維復(fù)合材料芯的組合都不能使碳纖維復(fù)合材料芯的強(qiáng)度充分發(fā)揮作用，且損耗較大。軟鋁的導(dǎo)電率高，可以耐受高溫，與碳纖維復(fù)合材料芯的組合可以在高溫下運(yùn)行。型線可以減少導(dǎo)線直徑，改善機(jī)電性能。因此“碳纖維復(fù)合材料芯軟鋁型線” 的導(dǎo)線型式最能夠充分發(fā)揮碳纖維的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并且具有節(jié)能的效益。這類產(chǎn)品以美國(guó)Composite Technology Corporation（CTC，Irvine, CA）研制開發(fā)的碳纖維復(fù)合材料芯軟鋁導(dǎo)線 (A

9、luminum Conductor Composite Core，簡(jiǎn)稱ACCC/TW) 為代表（如圖1-3-4所示）。其芯線是由碳纖維為中心層和玻璃纖維包覆制成的單根芯棒，將碳纖維與玻璃纖維進(jìn)行預(yù)拉伸后，在環(huán)氧樹脂中浸漬以提高耐沖擊性、抗拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，然后在高溫模具中固化成型為復(fù)合材料芯線。其導(dǎo)體為梯形截面的鋁線股。無(wú)錫遠(yuǎn)東電纜生產(chǎn)的同類產(chǎn)品型號(hào)為JLRX/T系列，在國(guó)內(nèi)有較多應(yīng)用案例。 圖1-3-4 ACCC導(dǎo)線（左）與ACSR導(dǎo)線（右）碳纖維復(fù)合材料芯軟鋁絞線采用了導(dǎo)電率較高的軟鋁，并且沒有鋼芯的磁滯渦流損耗，所以在同樣的導(dǎo)電截面下輸送交流電時(shí)，電阻損耗比鋼芯鋁絞線低約4%。另外，由于

10、碳纖維的抗拉強(qiáng)度大、密度小、線膨脹系數(shù)低，所以碳纖維復(fù)合芯軟鋁絞線的額定拉斷力大、單重小、線膨脹系數(shù)低，這些特點(diǎn)直接導(dǎo)致其具有更好的弧垂特性。（3）鋁合金類節(jié)能導(dǎo)線鋼芯鋁絞線中的鋼芯比重大、截面小、電阻率低，又是鐵磁材料，因此在主要起到承力的作用，在交流線路中基本不輸送電流，反而會(huì)引起磁滯和渦流損耗，并增加導(dǎo)線重量。如果將導(dǎo)線的鋼芯用導(dǎo)電性能較好且有一定強(qiáng)度的的非鐵磁材料來(lái)代替，既充分利用了芯部截面，避免了鐵損，又能保證整體強(qiáng)度，降低導(dǎo)線重量，高強(qiáng)度鋁合金（LHA1、LHA2）和中強(qiáng)度鋁合金（LHA3）就是這樣的替代材料。表1-3-1 鋁合金與鍍鋅鋼絲及電工硬鋁的性能對(duì)比材質(zhì)型號(hào)/ 性能鍍鋅鋼

11、絲G1A電工硬鋁LY9高強(qiáng)度鋁合金LHA1高強(qiáng)度鋁合金LHA2中強(qiáng)度鋁合金LHA3抗拉強(qiáng)度（MPa）（3.5mm）1290160315295240最小延伸率（250mm）%3.04.01.52.03.03.53.0導(dǎo)電率（IACS%）96152.553.058.5密度（t/m3） 7.782.7032.7032.7032.7031）鋁合金芯鋁絞線ACAR（Aluminum Conductor Alloy Reinforced）鋁合金芯鋁絞線采用52.5%或53%IACS的高強(qiáng)度鋁合金芯替代普通鋼芯鋁絞線中的鋼芯和部分鋁線，導(dǎo)線外部鋁線與普通鋼芯鋁絞線鋁線相同，組成結(jié)構(gòu)如圖1-3-5。在等總截面

12、應(yīng)用條件下，由于基本無(wú)導(dǎo)電能力的9%IACS鋼芯被鋁合金芯替代，所以鋁合金芯鋁絞線的直流電阻比普通鋼芯鋁絞線更小，且沒有鋼芯的磁滯渦流損耗，從而達(dá)到了節(jié)能的目的。61% IACS硬鋁53%IACS高強(qiáng)度鋁合金芯 圖1-3-5 鋁合金芯鋁絞線結(jié)構(gòu)2）中強(qiáng)度全鋁合金絞線AAAC（All Aluminum Alloy Conductor）中強(qiáng)度全鋁合金絞線全部采用58.5%IACS的中強(qiáng)度鋁合金材料，組成結(jié)構(gòu)如圖1-3-6。與等總截面的普通鋼芯鋁絞線相比，由于鋁合金材料替代了鋼芯，相當(dāng)于增大了導(dǎo)線的導(dǎo)電截面，使導(dǎo)線的整體直流電阻值降低，且同樣沒有鋼芯的磁滯渦流損耗，從而達(dá)到了節(jié)能的目的。58.5%I

13、ACS中強(qiáng)度全鋁合金 圖1-3-6 中強(qiáng)度全鋁合金絞線結(jié)構(gòu)（3）高導(dǎo)電率硬鋁類節(jié)能導(dǎo)線鋁的導(dǎo)電率除了與鋁的狀態(tài)（硬態(tài)、軟態(tài)）相關(guān)外，與鋁的純度也有關(guān)。根據(jù)相關(guān)研究，純鋁的極限導(dǎo)電率約為64%IACS，這也是目前廠家大量使用牌號(hào)AL99.70%電工鋁錠，并采用普通熔煉、軋制工藝后，其導(dǎo)電率一直維持在61%IACS的一個(gè)原因。但如果使用99.99%的高純鋁錠，一是目前高純鋁錠的資源不足，滿足不了市場(chǎng)需求，另外其成本約是普通鋁錠的150%左右，缺乏商業(yè)價(jià)值。江蘇無(wú)錫華能電纜聯(lián)合東南大學(xué)開發(fā)出新一代高導(dǎo)電率硬鋁導(dǎo)線，通過(guò)從晶粒細(xì)化、鋁線冷拉拔過(guò)程的低缺陷控制以及敏感元素的精確控制上著手改進(jìn)，通過(guò)一系列

14、的研究試驗(yàn)分析，在保障鋁線強(qiáng)度滿足國(guó)標(biāo)規(guī)定的LY9硬鋁線條件下，鋁線導(dǎo)電率達(dá)到63%IACS，而其結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及施工條件與普通鋼芯鋁絞線完全一致。依此開發(fā)的鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線，承力構(gòu)件采用鍍鋅鋼線，導(dǎo)體采用導(dǎo)電率63IACS（對(duì)應(yīng)電阻率0.027367mm2/m）的硬鋁線（結(jié)構(gòu)如圖1-3-7），可降低線路的電阻損耗，節(jié)能效益明顯。鋼芯63% IACS硬鋁 圖1-3-7 鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線（二）型線工程應(yīng)用技術(shù)原理相對(duì)于常規(guī)的圓線同心絞導(dǎo)線，S/Z形型線同心絞導(dǎo)線由于其特殊的結(jié)構(gòu)形式，具有以下良好的機(jī)電性能：（1）等截面條件下線徑可壓縮約9，減小了風(fēng)、冰荷載；（2）大風(fēng)時(shí)體形系數(shù)低，進(jìn)一步

15、減小了風(fēng)荷載；（3）表面光潔，不易附著雜質(zhì)，從而降低了電暈放電產(chǎn)生的損耗和電磁環(huán)境問(wèn)題；（4）型線由于其特有的結(jié)構(gòu)，股線間相互干擾，具有更高的內(nèi)部自阻尼，有利于微風(fēng)振動(dòng)能量的吸收；（5）型線絞合，結(jié)構(gòu)緊湊，表面光潔，濕雪不易粘附在導(dǎo)線表面，覆冰容易脫落；（6）型線絞合緊密，使雨水灰塵等電化學(xué)物質(zhì)不易進(jìn)入，有利于保護(hù)內(nèi)部的鍍鋅層或防腐油脂；（7）Z型絞線相互交疊壓制，即使有少量斷股也不會(huì)脫離導(dǎo)線，不易造成整根導(dǎo)線松動(dòng)散股；將S/Z型鋁線拉絲和絞制技術(shù)與導(dǎo)線節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，能夠開發(fā)出各種型線同心絞節(jié)能導(dǎo)線，如ACSS/TW、ACCC/TW、應(yīng)力轉(zhuǎn)移型特強(qiáng)鋼芯軟鋁絞線、鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁S/Z型絞線、

16、鋁合金芯S/Z型鋁絞線等。這些導(dǎo)線不僅具備普通型線的前述多重優(yōu)點(diǎn)，還能降低電阻損耗，是名符其實(shí)的節(jié)能型線，目前比較成熟的代表產(chǎn)品除前述各種軟鋁導(dǎo)線外，還有鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁S/Z型絞線（如圖1-3-8）。 圖1-3-8 鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁S/Z型線同心絞導(dǎo)線三、主要技術(shù)內(nèi)容（一）適合新建線路推廣應(yīng)用的節(jié)能導(dǎo)線選擇（1）選擇的標(biāo)準(zhǔn)由前述可見，具有節(jié)能效果的導(dǎo)線種類繁多，原理各異，因此在推廣應(yīng)用中首先要明確的就是適用范圍的問(wèn)題。對(duì)于老舊線路的增容改造，要求是盡量利用原塔換線增容，在不增大荷載和弧垂的前提下提高允許載流量。由于往往是無(wú)法開辟新通道時(shí)“無(wú)奈”且“必須”的選擇，因此能夠接受很高的導(dǎo)線價(jià)格和嚴(yán)

17、苛的施工要求。對(duì)于新建線路，則應(yīng)按全壽命周期經(jīng)濟(jì)性選擇截面，并校驗(yàn)過(guò)負(fù)荷要求和電磁環(huán)境指標(biāo)。由于新建線路總量巨大，且有優(yōu)化選擇的條件，因此必須注重全壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性，盡量與現(xiàn)有設(shè)計(jì)施工方案銜接，而不必刻意追求運(yùn)行溫度和允許載流量的提高。具體到新建線路工程，節(jié)能導(dǎo)線應(yīng)滿足以下幾個(gè)條件，才具備推廣應(yīng)用的價(jià)值：1、導(dǎo)線價(jià)格與常規(guī)鋼芯鋁絞線持平或略高，不會(huì)造成基建投資的明顯增加，且節(jié)約的電能可以在合理的時(shí)限內(nèi)（如10年左右）補(bǔ)償初投資的增加。2、機(jī)械電氣性能能夠滿足系統(tǒng)和環(huán)境要求，且便于施工和維護(hù)。3、與通用設(shè)計(jì)的桿塔和金具盡可能匹配。根據(jù)上述條件，可逐類分析各種節(jié)能型導(dǎo)線在新建線路中推廣應(yīng)用的價(jià)值

18、。（2）軟鋁類節(jié)能導(dǎo)線a、軟鋁制造過(guò)程中退火增加的工序和能耗導(dǎo)致其成本高于硬鋁導(dǎo)線，普通鋼芯軟鋁絞線和應(yīng)力轉(zhuǎn)移型鋼芯軟鋁絞線的價(jià)格都是普通導(dǎo)線的1.2倍左右，靠節(jié)約的電能尚可收回增量投資，而采用碳纖維復(fù)合芯棒的倍容量導(dǎo)線，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品最低價(jià)格也達(dá)到普通導(dǎo)線的4倍左右，以經(jīng)無(wú)法在運(yùn)行期內(nèi)收回增量投資了。b、軟鋁類導(dǎo)線雖然提高了鋁線的導(dǎo)電率，但鋁線的強(qiáng)度及硬度降低，施工中導(dǎo)線表面易擦傷，從而引起線路運(yùn)行噪音增大、電磁干擾增強(qiáng)、起暈電壓降低等問(wèn)題。展放中還會(huì)因單線延伸產(chǎn)生浮線（起燈籠），股線不規(guī)則延伸等現(xiàn)象，因此軟鋁類導(dǎo)線在施工過(guò)程中要求比較苛刻。碳纖維復(fù)合芯是有機(jī)材料，存在熱老化的隱患，由于此產(chǎn)品面世

19、時(shí)間短，尚難以積累足夠有效數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。我國(guó)新建線路一般采用非定長(zhǎng)張力放線施工，需要多次過(guò)滑車，這對(duì)碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線尤其是接續(xù)后的柔韌性和強(qiáng)度是極大的考驗(yàn)。c、軟鋁類節(jié)能導(dǎo)線的鋁線與加強(qiáng)芯的受力分配情況及力學(xué)特性與常規(guī)導(dǎo)線差異較大，其配套金具和施工工器具均為特制的非標(biāo)產(chǎn)品，因此通用設(shè)計(jì)的桿塔和金具不宜直接應(yīng)用。（3）鋁合金類和高導(dǎo)電率硬鋁類節(jié)能導(dǎo)線a、鋁合金單絲由于在制造過(guò)程中需添加合金元素，并且拉絲效率低，產(chǎn)品穩(wěn)定性相對(duì)較差，因此成本高于普通硬鋁線，但由于鋁合金重量較輕，替代鋼芯后，按等長(zhǎng)折算的絞線價(jià)格能與普通鋼芯鋁絞線持平或略高；中強(qiáng)度鋁合金單絲如果經(jīng)過(guò)時(shí)效處理的工藝環(huán)節(jié)，成本還會(huì)較非熱處

20、理型產(chǎn)品明顯提高，并且中強(qiáng)度全鋁合金線需要替換全部的硬鋁線，因此按等長(zhǎng)折算的絞線價(jià)格比普通鋼芯鋁絞線高出58%；鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線由于添加細(xì)化劑和制造工藝復(fù)雜，使得成本較普通導(dǎo)線提高5-10%?？梢娺@些導(dǎo)線價(jià)格增量都不大，經(jīng)測(cè)算，平均5年左右即可收回增量投資。b、鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線以及鋁合金芯鋁絞線的表面硬度與普通導(dǎo)線完全一致，施工過(guò)程中不需特殊保護(hù)措施，常規(guī)施工方法和器具都能直接應(yīng)用。中強(qiáng)度全鋁合金絞線硬度（布氏硬度為85HB）為鋁線的2 倍，但重量比ACSR輕，施工放線時(shí)可減少導(dǎo)線表面擦傷，提高施工質(zhì)量，減少運(yùn)行時(shí)電暈損失及無(wú)線電干擾水平。LHA3中強(qiáng)度鋁合金材質(zhì)的屈服強(qiáng)度約為鋁線的1

21、.5 倍，壓縮型接續(xù)不易產(chǎn)生導(dǎo)線鼓包或燈籠現(xiàn)象,對(duì)耐張?zhí)€可減少壓接工作量。c、鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線力學(xué)特性以及的配套金具要求均與同規(guī)格的普通鋼芯鋁絞線完全一致，可以直接采用通用設(shè)計(jì)。鋁合金芯鋁絞線和中強(qiáng)度全鋁合金絞線的力學(xué)特性能夠做到與普通導(dǎo)線接近，對(duì)安全系數(shù)適當(dāng)控制或經(jīng)驗(yàn)算后，均能使用通用設(shè)計(jì)桿塔，液壓型耐張金具和接續(xù)管的結(jié)構(gòu)與普通導(dǎo)線不同，目前均已有鑒定過(guò)的產(chǎn)品，價(jià)格和施工工藝都與普通金具相差不大。（4）選擇結(jié)論通過(guò)以上分析可見，碳纖維復(fù)合材料芯軟鋁絞線更適宜在老舊線路改造中應(yīng)用，以充分發(fā)揮其高溫運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)。在施工條件較好的新建線路中，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，應(yīng)力轉(zhuǎn)移型特強(qiáng)鋼芯軟鋁絞線也可以采

22、用。但總體來(lái)說(shuō)，軟鋁類節(jié)能導(dǎo)線更適合解決增容問(wèn)題，并不適宜在新建的輸電線路工程中推廣應(yīng)用。鋁合金芯鋁絞線、中強(qiáng)度全鋁合金絞線以及鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線從全壽命周期經(jīng)濟(jì)性、施工和運(yùn)行方便性、通用設(shè)計(jì)匹配性三個(gè)方面都有良好表現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)能和制造水平也可以滿足工程招標(biāo)要求，因此適合在新建線路中全面推廣。（二）推廣類節(jié)能導(dǎo)線的進(jìn)一步比較（1）參數(shù)和性能比較三種推廣類節(jié)能導(dǎo)線以及普通鋼芯鋁絞線所采用的主要單絲性能對(duì)比如下表：表1-3-2 三種節(jié)能導(dǎo)線與鋼芯鋁絞線的單絲材質(zhì)和參數(shù)對(duì)比材質(zhì)型號(hào)/ 性能鍍鋅鋼絲G1A高強(qiáng)度鋁合金 中強(qiáng)度鋁合金LHA3電工硬鋁LY9高導(dǎo)電率硬鋁LY9(GD)LHA1LHA2抗拉

23、強(qiáng)度（MPa）（3.5mm）1290315295240160160最小延伸率（250mm）%3.04.03.03.53.01.52.01.52.0導(dǎo)電率（IACS%）952.553.058.56163密度（t/m3） 7.782.7032.7032.7032.7032.703線膨脹系數(shù)（10-6/）11.52323232323電阻溫度系數(shù)（ 1/ ）0.00360.00360.003860.004030.00416執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)GB/T3428-2002GB/T 23308-2009企標(biāo)GB/T17048-009企標(biāo)以630/45截面為例，三種推廣類節(jié)能導(dǎo)線以及普通鋼芯鋁絞線的絞線參數(shù)對(duì)比如下表：

24、表1-3-3 三種節(jié)能導(dǎo)線與鋼芯鋁絞線的典型參數(shù)對(duì)比導(dǎo)線型號(hào)JL/G1A-630/45JL(GD)/G1A-630/45JL/LHA1-465/210JLHA3-675根直徑(mm)鋼(鋁包鋼、鋁合金)72.8172.81193.75鋁(鋁合金)454.22454.22423.75613.75截面積(mm2)鋼(鋁包鋼、鋁合金)/ 鋁(鋁合金)43.6/63043.4/629210/463.88673.73總截面673.6672.81673.88673.73鋁鋼截面比14.5 14.5 直徑(mm)33.833.833.7533.75單位質(zhì)量(kg/km)2079.22078.41860.41

25、860.4計(jì)算拉斷力(N)15045015019013702016169020直流電阻（/km）0.04590.044450.04470.0447執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1179-2008Q/GDW632-2011 廠家企標(biāo)（國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)編制中）廠家企標(biāo)（國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)編制中） 以630/45截面為例，三種推廣類節(jié)能導(dǎo)線以及普通鋼芯鋁絞線的絞線性能對(duì)比如下表：表1-3-4 三種節(jié)能導(dǎo)線與鋼芯鋁絞線的性能對(duì)比節(jié)能導(dǎo)線類型/性能JL/G1A-630/45JL(GD)/G1A-630/45JL/LHA1-465/210JLHA3-675交流電阻損耗*1（%）100%97%（97.3%）96%（97.5%）96%（

26、97.5%）等長(zhǎng)價(jià)格（萬(wàn)元/km）3.64（100%）3.834.00(105110%)3.66（100.5）3.94（108%）拉重比（km）7.377.377.518.86導(dǎo)線荷載*2（%）垂直荷載(無(wú)冰)10010089.589.5垂直荷載(覆冰) 10010093.493.4水平荷載（大風(fēng)）10010099.999.9低溫張力100/83.4100/83.4100.6/73.4115.4/90.7覆冰張力100/101.6100/101.692.9/92.9107.3/109.6大風(fēng)張力100/100.3100/100.392.8/91.6109.0/109.0安裝張力 100/78.

27、7100/78.7109.3/70.3117.1/86.6與通用設(shè)計(jì)匹配完全匹配完全匹配需驗(yàn)算需驗(yàn)算耐張和接續(xù)金具常規(guī)兩次壓接常規(guī)兩次壓接新制兩次壓接新制一次壓接延展性1.52.0%1.52.0%1.52.0%3%蠕變降溫量（）-25-25-30-25防腐性能有電偶腐蝕有電偶腐蝕無(wú)電偶腐蝕無(wú)電偶腐蝕防振性能*3(%)74%74%76%67%注1：（）外數(shù)據(jù)采用日本JCS0374方法計(jì)算，（）內(nèi)數(shù)據(jù)采用Morgan公式計(jì)算。注2：計(jì)算條件詳見附錄應(yīng)用實(shí)例二。注3：以外層鋁（鋁合金）線應(yīng)力與材料疲勞極限之百分比衡量。由以上參數(shù)和性能的比較可以初步判斷：1、鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線具有與普鋼芯鋁絞線相同的

28、機(jī)械特性，設(shè)計(jì)、施工中無(wú)需任何特殊考慮；2、鋁合金芯鋁絞線以及中強(qiáng)度全鋁合金絞線的弧垂特性和水平、垂直荷載稍優(yōu)于普通鋼芯鋁絞線，但風(fēng)偏角也略大，需注意驗(yàn)算塔頭間隙；3、中強(qiáng)度全鋁合金絞線拉斷力較高，具有較好的弧垂特性和過(guò)載覆冰能力，直線塔的數(shù)量和呼高可降低，轉(zhuǎn)角塔的荷載大，在轉(zhuǎn)角比例高的線路中其經(jīng)濟(jì)性會(huì)降低。如果放松張力使用，又會(huì)犧牲其弧垂特性。三種節(jié)能導(dǎo)線在大多數(shù)工程中完全可以相互替代，不過(guò)三者由于各自的機(jī)電特性的差異，在工程適用性上還是有一些側(cè)重的。1、線路有較高的防腐要求，對(duì)導(dǎo)線價(jià)格比較敏感，交流輸送功率大、利用小時(shí)數(shù)高時(shí)，建議優(yōu)先選用鋁合金芯鋁絞線，充分利用其防腐性能好、價(jià)格低、電阻低

29、的優(yōu)勢(shì)；2、線路防腐和防振要求高，運(yùn)行條件較差，大高差大檔距較多，路徑順直，耐張塔比例低、交跨物少時(shí)，建議優(yōu)先選用中強(qiáng)度全鋁合金絞線，充分利用其防腐防振性能和弧垂特性好的優(yōu)勢(shì)；3、無(wú)其它特殊技術(shù)要求，希望直接應(yīng)用通用設(shè)計(jì)桿塔和金具，提高設(shè)計(jì)施工效率，避免驗(yàn)算和修改時(shí)，建議優(yōu)先采用鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線。（三）進(jìn)一步的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較根據(jù)典型工程邊界條件，對(duì)三種節(jié)能導(dǎo)線與普通鋼芯鋁絞線就載流量、弧垂和桿塔數(shù)量、覆冰過(guò)載能力、耐張串強(qiáng)度、導(dǎo)線搖擺角、導(dǎo)線用量和費(fèi)用、桿塔耗鋼量及費(fèi)用都進(jìn)行了進(jìn)一步的對(duì)比，并對(duì)各種導(dǎo)線的節(jié)能效益、增量投資回收年限、年費(fèi)用情況等進(jìn)行了測(cè)算，詳見附錄工程應(yīng)用實(shí)例，主要結(jié)論如下：（

30、1）中強(qiáng)度全鋁合金絞線JLHA3-675的導(dǎo)線張力稍大，弧垂特性和過(guò)載能力略優(yōu)，但耐張塔噸位高、張力荷載和導(dǎo)線風(fēng)偏相對(duì)較大；鋁合金芯鋁絞線JL/LHA1-465/210具有張力小、荷載小等優(yōu)點(diǎn)，但同樣具有導(dǎo)線風(fēng)偏相對(duì)較大的缺點(diǎn)，無(wú)法直接利用通用設(shè)計(jì)桿塔。（2）由于一般工程中都不會(huì)重新設(shè)計(jì)桿塔，故采用鋁合金芯鋁絞線JL/LHA1-465/210和中強(qiáng)度全鋁合金絞線JLHA3-675時(shí)，需要修改塔頭尺寸、驗(yàn)算桿件強(qiáng)度或控制使用條件（安全系數(shù)、搖擺角系數(shù)等），故綜合耗鋼指標(biāo)反而可能比采用鋼芯鋁絞線略高，尤其是在耐張塔比例較高的線路中。（3）根據(jù)案例工程的邊界條件和計(jì)算方法，三種節(jié)能導(dǎo)線均能在05年左

31、右收回增量投資，在30年的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行年限內(nèi)，分別可減少電能損耗5147、7782、7607萬(wàn)度，節(jié)約電費(fèi)752.6、1138.8、1112.2萬(wàn)元（折現(xiàn)值），經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。（4）采用日本JCS0374公式計(jì)算的鋁合金芯鋁絞線JL/LHA1-465/210的年費(fèi)用最低，中強(qiáng)度全鋁合金絞線JLHA3-675的年費(fèi)用次之，高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線JL(GD)/G1A-630/45的年費(fèi)用略高，考慮到導(dǎo)線價(jià)格變化、本體投資估算的誤差、交流電阻計(jì)算方法的差異等因素，可以認(rèn)為三種節(jié)能導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)性并無(wú)明顯區(qū)別，且均能滿足一般工程對(duì)導(dǎo)線機(jī)械電氣性能的要求，因此均可采用。（四）應(yīng)用中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及建議總的來(lái)看，

32、三種節(jié)能導(dǎo)線在工程應(yīng)用方面與常規(guī)導(dǎo)線并無(wú)顯著差異，采用目前通用的設(shè)計(jì)手段和施工方法即可，但考慮到工程無(wú)小事的原則，就工程設(shè)計(jì)過(guò)程中幾個(gè)需要注意的問(wèn)題提出探討。（1）配套金具：三種節(jié)能導(dǎo)線的懸垂、跳線以及檔內(nèi)金具與常規(guī)導(dǎo)線無(wú)區(qū)別，可根據(jù)截面直接對(duì)應(yīng)采用定型金具。由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異，鋁合金芯鋁絞線及中強(qiáng)度全鋁合金絞線的液壓耐張線夾和接續(xù)管等承力金具結(jié)構(gòu)與常規(guī)導(dǎo)線不同，其中全鋁合金絞線只需一次壓接，施工更方便。上述金具已有產(chǎn)品通過(guò)鑒定和應(yīng)用，價(jià)格稍高于普通金具，目前一般可由導(dǎo)線廠家隨導(dǎo)線配套提供。（2）處伸長(zhǎng)的處理常規(guī)鋼芯鋁絞線初伸長(zhǎng)的處理一般采用降溫法，根據(jù)不同的鋁鋼比選取降溫度數(shù)，計(jì)算安裝張力和

33、架線曲線。鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線的設(shè)計(jì)降溫取值與常規(guī)導(dǎo)線相同。鋁合金芯鋁絞線和中強(qiáng)度全鋁合金絞線的降溫度數(shù)在規(guī)范中未給出，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的蠕變曲線（如圖1-3-9）確定降溫度數(shù)。一般按照平均運(yùn)行張力條件下持續(xù)10年的蠕變量確定降溫度數(shù)。 （a） （b）圖1-3-9 節(jié)能導(dǎo)線蠕變?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)曲線（a）鋁合金芯鋁絞線 （b）中強(qiáng)度全鋁合金絞線由以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可推算出JL/LHA1-460/210設(shè)計(jì)降溫應(yīng)取30，JLHA3-765設(shè)計(jì)降溫應(yīng)取25。（3）導(dǎo)線荷載匹配的問(wèn)題JLHA3-765和JL/LHA1-460/210的水平荷載與常規(guī)導(dǎo)線相同、最大垂直荷載低6%左右。JLHA3-765導(dǎo)線各工況的縱向張力

34、均高于常規(guī)導(dǎo)線，安裝張力甚至高出17%，對(duì)桿塔的影響不容忽視。JL/LHA1-465/210導(dǎo)線的縱向張力，大風(fēng)和覆冰工況高于常規(guī)導(dǎo)線，但安裝和低溫條件下，單側(cè)張力和前后側(cè)張力差均高于常規(guī)導(dǎo)線，尤其安裝張力超出9%以上。這主要是由于線膨脹系數(shù)和初伸長(zhǎng)降溫度數(shù)較大造成。由此可見，全鋁合金絞線和鋁合金芯鋁絞線的張力可能超過(guò)通用桿塔條件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意對(duì)桿塔的驗(yàn)算，或者適當(dāng)犧牲弧垂特性，放松張力使用。（4）應(yīng)用建議總的看來(lái)，三種節(jié)能導(dǎo)線工程設(shè)計(jì)應(yīng)用不存在技術(shù)難點(diǎn)，但要求設(shè)計(jì)單位應(yīng)認(rèn)真把握細(xì)節(jié)，需要根據(jù)實(shí)際使用條件開列電氣外荷載、計(jì)算搖擺角繪制間隙圓圖，并與通用設(shè)計(jì)的荷載及塔頭進(jìn)行對(duì)比。以便在放松導(dǎo)

35、線張力、控制搖擺角系數(shù)與驗(yàn)算加強(qiáng)桿塔之間做出合理的選擇。（五）S/Z型絞線與節(jié)能導(dǎo)線的結(jié)合（1）型線同心絞導(dǎo)線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)1）通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究成果的分析可以看到，國(guó)際上對(duì)導(dǎo)線體形系數(shù)的研究遠(yuǎn)比國(guó)內(nèi)深入，研究方法以風(fēng)洞試驗(yàn)為主，有限元分析為輔。主要結(jié)論基本一致，即型線更接近光滑圓柱體，在較低風(fēng)速（雷諾數(shù)）下，體形系數(shù)略高于圓導(dǎo)線，當(dāng)風(fēng)速足夠大達(dá)到超臨界狀態(tài)后，體形系數(shù)會(huì)明顯低于常規(guī)圓導(dǎo)線。但各項(xiàng)研究對(duì)雷諾數(shù)具體的臨界值以及達(dá)到超臨界狀態(tài)后的體形系數(shù)結(jié)論并不統(tǒng)一。在國(guó)內(nèi)外各項(xiàng)相關(guān)研究中，比利時(shí)列日大學(xué)的有限元分析研究對(duì)工程實(shí)際更有指導(dǎo)意義，如圖1-3-10、1-3-11。它并不局限于風(fēng)洞中的均勻

36、風(fēng)速理想情況，而是考慮了自然風(fēng)的波動(dòng)，并與工程所用的10min時(shí)距平均風(fēng)速相統(tǒng)一，得出的結(jié)論更有指導(dǎo)意義。圖1-3-10 型線和圓線承受瞬時(shí)風(fēng)力的有限元結(jié)果圖1-3-11 平均風(fēng)速下型線和圓線的風(fēng)荷載有限元模擬結(jié)果體形系數(shù)問(wèn)題是決定型線效益的核心因素之一，等截面的型線在橫擔(dān)長(zhǎng)度、大風(fēng)風(fēng)荷載值、直線塔和基礎(chǔ)材料量、風(fēng)偏后走廊寬度等方面均優(yōu)于圓線，且優(yōu)勢(shì)隨體形系數(shù)的降低而增大。通過(guò)對(duì)國(guó)際上研究成果的梳理總結(jié)表明：節(jié)能型線，尤其是大截面節(jié)能型線的體形系數(shù)在高風(fēng)速情況下，會(huì)比常規(guī)圓線有不可忽略的降低。目前國(guó)內(nèi)科研單位也正在開展這方面的進(jìn)一步深入研究。2）國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究和試驗(yàn)表明：型線的表面粗糙度系數(shù)高

37、于常規(guī)圓線，采用型線代替圓絞線，其表面場(chǎng)強(qiáng)與臨界場(chǎng)強(qiáng)的比值Edm/ Ed0都未超過(guò)80的合理水平。盡管型線壓縮了外徑，使得表面場(chǎng)強(qiáng)提高，但在普遍的導(dǎo)線制造水平和表面粗糙度條件下，型線的電暈臨界場(chǎng)強(qiáng)也同步提高，且導(dǎo)線總表面積減小，因此電暈損失功率仍低于同等截面的圓絞線。無(wú)線電干擾對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明，型線的無(wú)線電干擾情況在好天氣下優(yōu)于等截面的圓線，但在大雨條件下，其無(wú)線電干擾值基本取決于線徑，比等截面的圓線略差?？陕犜肼晫?duì)比試驗(yàn)表明等截面的型線盡管比圓線直徑更小，但在可聽噪聲方面差別并不明顯。根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，型線的無(wú)線電干擾和可聽噪聲水平比等截面圓線略高，但對(duì)于常規(guī)線路來(lái)說(shuō)都在允許的限值范圍

38、內(nèi)。3）通過(guò)對(duì)典型的220kV線路和500kV線路的電磁環(huán)境對(duì)比計(jì)算表明，采用型線較之于與采用常規(guī)圓線：線路參數(shù)變化很小，自然功率降低約0.50.7（500kV），地面場(chǎng)強(qiáng)降低約0.7；無(wú)線電干擾和可聽噪聲略高，但在常規(guī)海拔范圍內(nèi)均不超過(guò)限值要求；對(duì)于通用設(shè)計(jì)適用海拔高度下的線路采用型線時(shí)，由電磁環(huán)境控制的最小允許截面220kV為1400，500kV為4300。采用更小截面的型線，或在更高海拔下應(yīng)用型線，需進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，確定無(wú)線電干擾滿足要求?？偟目磥?lái)，在國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)220kV、500kV線路中采用等截面的型線，電磁環(huán)境方面不存在問(wèn)題。4）型線的防振性能的優(yōu)勢(shì)首先體現(xiàn)在其S/

39、Z形股線絞合結(jié)構(gòu)引起的自阻尼增加，有效消耗風(fēng)振能量。其次表現(xiàn)在等截面的型線由于外徑比圓線小，從而導(dǎo)致風(fēng)輸入能量少、自阻尼功率高，相應(yīng)的振幅較小。最后由于外徑小，同等的輸入能量和自阻尼條件下，振動(dòng)頻率高、波長(zhǎng)小，從而也會(huì)導(dǎo)致振幅較小。但型線在防振方面與圓線相比，也有其不足之處，由于其光滑的表面更容易形成卡門漩渦列，從而導(dǎo)致發(fā)生振動(dòng)的概率和持續(xù)時(shí)間要高于普通圓線?？偟膩?lái)看，型線在防振方面是利遠(yuǎn)大于弊的，但考慮到防振設(shè)備在工程總投資中的比例甚低，因此建議不降低型線的防振配置，而是將其防振性能方面的優(yōu)勢(shì)作為安全儲(chǔ)備，以提高導(dǎo)線的全壽命周期經(jīng)濟(jì)性。5）節(jié)能型線在覆冰性能方面具有起冰慢、脫冰快的天然優(yōu)勢(shì)，

40、不需加裝附屬設(shè)備或涂料，也無(wú)須改變導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)參數(shù)，能為搶修和除冰爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間。盡管采用節(jié)能型線在凍雨覆冰時(shí)并不能明顯減少覆冰厚度，但與相同截面和鋁鋼比的常規(guī)導(dǎo)線相比，型線由于外徑減小約9，同等冰厚時(shí)覆冰重量更輕，覆冰過(guò)載能力更強(qiáng)。因此在覆冰地區(qū)應(yīng)用節(jié)能型線，比常規(guī)導(dǎo)線安全裕度更高。6）型線外層絞合緊密，對(duì)內(nèi)部的鋼絲鍍鋅層或防腐油膏形成了相對(duì)密閉的保護(hù)層，雨水和灰塵雜質(zhì)等電化學(xué)物質(zhì)不易進(jìn)入內(nèi)部。對(duì)于海邊的大型核電站送出線路，既存在嚴(yán)重的鹽霧腐蝕，又有很高的利用小時(shí)數(shù)，對(duì)防腐和節(jié)能要求都比較高。在節(jié)能型線的基礎(chǔ)上制造防腐節(jié)能型線，由于油脂受到較好的保護(hù)，導(dǎo)線使用壽命還能更長(zhǎng)，同時(shí)減少大量的電阻損

41、耗，更能體現(xiàn)節(jié)能型線的全壽命周期經(jīng)濟(jì)性。（2）節(jié)能導(dǎo)線與型線結(jié)合的經(jīng)濟(jì)性分析軟鋁和硬鋁單絲拉制成S/Z型線以及時(shí)很成熟的技術(shù)，目前一些企業(yè)的硬鋁型線拉絲速度以及與圓線非常接近。中強(qiáng)度和高強(qiáng)度鋁合金線目前尚未見到型線拉絲的報(bào)導(dǎo)。因此鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線和鋁合金芯鋁絞線都可以制成型線產(chǎn)品，成為“節(jié)能型線”，將鋁合金芯與高導(dǎo)電率硬鋁結(jié)合的鋁合金芯高導(dǎo)電率硬鋁型線絞線也已經(jīng)問(wèn)世。由于設(shè)備投入以及產(chǎn)能限制的因素，S/Z型線的成本略高于同規(guī)格的圓線，但一般不超過(guò)5%，以比較成熟的節(jié)能型線產(chǎn)品鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁S/Z型線同心絞導(dǎo)線（如圖1-3-8）為例，按照不同的邊界條件（導(dǎo)線價(jià)格、耐張塔比例、損耗小時(shí)數(shù)、電價(jià)

42、等）組合，相對(duì)普通鋼芯鋁絞線的增量投資回收來(lái)分析：當(dāng)節(jié)能型線處于下限價(jià)位時(shí)，不同鋼芯強(qiáng)度的節(jié)能型線的增量投資回收年限在2.369.12之間；當(dāng)節(jié)能型線處于上限價(jià)位時(shí)，不同鋼芯強(qiáng)度的節(jié)能型線的增量投資回收年限在4.0917.81之間。而對(duì)于普通型線，由于不具備節(jié)能的特性，增量投資無(wú)法回收；通用設(shè)計(jì)桿塔直接采用節(jié)能型線后，可以放寬使用檔距或搖擺角，相比按同等條件新設(shè)計(jì)型線桿塔，適當(dāng)延拓桿塔水平檔距使用時(shí)，可以更充分利用桿塔的垂直檔距，其經(jīng)濟(jì)性更明顯。型線由于提高了截面利用率，壓縮了線徑，還能彌補(bǔ)鋁合金芯鋁絞線風(fēng)偏較大的不足。（六）技術(shù)成果的評(píng)價(jià)目前三種節(jié)能導(dǎo)線均已實(shí)現(xiàn)成規(guī)模量產(chǎn)，并有國(guó)內(nèi)外實(shí)際工程

43、應(yīng)用的業(yè)績(jī)。其中鋁合金芯鋁絞線、中強(qiáng)度全鋁合金絞線已有上海中天、武漢電纜、杭州電纜、無(wú)錫遠(yuǎn)東、通光強(qiáng)能、無(wú)錫華能等企業(yè)的產(chǎn)品通過(guò)了鑒定；鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線已有無(wú)錫華能、無(wú)錫遠(yuǎn)東等企業(yè)產(chǎn)品通過(guò)了鑒定，均能滿足大規(guī)模使用的要求。2010年12月，節(jié)能型線工程應(yīng)用技術(shù)研究成果被納入國(guó)家電網(wǎng)公司依托工程基建新技術(shù)推廣應(yīng)用實(shí)施目錄（2011 年版），成為線路設(shè)計(jì)推廣應(yīng)用類成果。2011年6月，節(jié)能型線工程應(yīng)用技術(shù)研究項(xiàng)目在北京通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)公司組織的專家驗(yàn)收，認(rèn)為“技術(shù)先進(jìn)、節(jié)能環(huán)保、具備推廣價(jià)值”。2011年12月，該技術(shù)成果被納入國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄（第四批）。（七）后續(xù)研究的建議節(jié)能導(dǎo)線和節(jié)能型

44、線技術(shù)的推廣應(yīng)用是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不可能一勞永逸地解決全部問(wèn)題，必須密切結(jié)合工程實(shí)踐不斷總結(jié)研究。對(duì)節(jié)能導(dǎo)線的工程應(yīng)用問(wèn)題，已經(jīng)不存在技術(shù)障礙，但受主客觀條件和專業(yè)水平限制，對(duì)鋼芯鐵損的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、型線的表面粗糙度系數(shù)取值、無(wú)線電干擾和可聽噪聲計(jì)算、風(fēng)荷載體形系數(shù)的取值、節(jié)能型線在特高壓交直流線路中的應(yīng)用問(wèn)題等都還需要更加專業(yè)和深入的研究，并在長(zhǎng)期的工程應(yīng)用中總規(guī)律、實(shí)踐驗(yàn)證。四、成果應(yīng)用情況鋼芯高導(dǎo)電鋁型線絞線最早于2010年在華東電網(wǎng)公司斗山常熟南500kV線路工程中試用，之后結(jié)合2011年度基建新技術(shù)研究工作，以江蘇省電力公司南通西常青220kV線路作為依托工程應(yīng)用。該技術(shù)

45、在國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)推廣應(yīng)用后，又有江蘇、河南、山東等多個(gè)工程采用節(jié)能型線，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。2011年底，國(guó)網(wǎng)公司組織開展了對(duì)三種節(jié)能導(dǎo)線的推廣工作，2012年初，在全國(guó)范圍內(nèi)選擇了三十項(xiàng)試點(diǎn)工程，并要求各省公司建立聯(lián)系人制度，由基建牽頭，生產(chǎn)、物資、運(yùn)行緊密配合，做好試點(diǎn)工程的全過(guò)程管理工作。并計(jì)劃從2013年開始，全面推廣三種新型節(jié)能導(dǎo)線，逐步替代常規(guī)導(dǎo)線。該部分詳見附錄：技術(shù)成果工程應(yīng)用實(shí)例五、應(yīng)用效益（一）經(jīng)濟(jì)效益1）以采用2分裂400mm2導(dǎo)線的220kV單回交流輸電線路（輸電容量300MW，損耗小時(shí)數(shù)3200h）為例，如果推廣應(yīng)用JL(GD)/G1A-400/35達(dá)到5

46、000km，則平均可減少線路損耗4650萬(wàn)kWh /年，按上網(wǎng)電價(jià)0.4元/kWh計(jì)算，每年可節(jié)約1860萬(wàn)元。2）以采用4分裂630mm2導(dǎo)線的500kV單回交流輸電線路（輸電容量2000MW，損耗小時(shí)數(shù)3750h）為例，如果推廣應(yīng)用JL(GD)/G1A-630/45達(dá)到5000km，則可減少線路損耗14705萬(wàn)kWh /年，按上網(wǎng)電價(jià)0.4元/kWh計(jì)算，每年可節(jié)約5882萬(wàn)元。3）國(guó)家電網(wǎng)公司在“三峽-上海500kV直流輸電工程”中應(yīng)用的ACSR-720/50導(dǎo)線，線路全長(zhǎng)1048.6公里，輸送容量3000MW時(shí)，若按JLHA3-775中強(qiáng)度全鋁合金導(dǎo)線替代ACSR-720/50計(jì)算，正

47、常功率下，當(dāng)損耗小時(shí)數(shù)為5000，則每年節(jié)約電能9.98萬(wàn)千瓦時(shí)/公里，全線每年可節(jié)約10465.2萬(wàn)千瓦時(shí)。4）國(guó)家電網(wǎng)公司在“錦蘇蘇南800kV特高壓直流輸電工程” 線路全長(zhǎng)2100公里，輸送容量7200MW。其中應(yīng)用JL/G3A-900/40導(dǎo)線1000km，若按鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線JL（GD）/G3A-900/40替代JL/G3A-900/40計(jì)算，正常功率下，當(dāng)損耗小時(shí)數(shù)為5000，則每年可節(jié)約電能3.3萬(wàn)千瓦時(shí)/公里, 該段每年可節(jié)約3300萬(wàn)千瓦時(shí)；應(yīng)用JL/G2A-900/75導(dǎo)線1100km，若按鋁合金芯鋁絞線JL/LHA1-650/295替代JL/G2A-900/75計(jì)算，

48、正常功率下，當(dāng)損耗小時(shí)數(shù)為5000，則每年可節(jié)約電能0.29萬(wàn)千瓦時(shí)/公里, 該段每年可節(jié)約319萬(wàn)千瓦時(shí)，全線每年共可節(jié)約3619萬(wàn)千瓦時(shí)。輸電節(jié)能的理論分析：電能通過(guò)輸電線路的每一分鐘輸送，都會(huì)產(chǎn)生輸送損耗，即輸送損耗存在于各電壓等級(jí)的輸送環(huán)節(jié)中；當(dāng)輸電線路輸送功率越大，線路負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)和損耗小時(shí)數(shù)越高、輸電線路越長(zhǎng)，所產(chǎn)生的輸送損耗就越多，采用節(jié)能導(dǎo)線的優(yōu)勢(shì)就越明顯。并且僅需一次投入，這種節(jié)能效益在線路幾十年的運(yùn)行壽命內(nèi)就會(huì)持續(xù)不斷的產(chǎn)生。（二）社會(huì)效益節(jié)能導(dǎo)線和節(jié)能型線是現(xiàn)有鋼芯鋁絞線的替代升級(jí)產(chǎn)品，電氣性能和運(yùn)行可靠性有明顯改善，因此其適用性非常廣泛。基本上能夠采用常規(guī)導(dǎo)線的新建線

49、路，均能采用該技術(shù)。根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2010年我國(guó)全年售電量為26891億千瓦時(shí)，線路損耗電量為1710億千瓦時(shí)，若20的線路工程采用節(jié)能導(dǎo)線，損耗按降低3計(jì)，日均節(jié)能281萬(wàn)千瓦時(shí)，則每年輸電損耗可減少10.26億千瓦時(shí)，折合標(biāo)準(zhǔn)煤41萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放99.9萬(wàn)噸，減少二氧化硫排放3萬(wàn)噸，減少氮氧化物排放1.5萬(wàn)噸。除此之外，節(jié)能型線由于表面光潔電暈減少、無(wú)線電干擾和可聽噪聲降低等能夠產(chǎn)生環(huán)境效益；風(fēng)荷載小從而風(fēng)偏、塔頭以及走廊寬度壓縮能夠帶來(lái)土地節(jié)約的效益；耐腐蝕、耐振動(dòng)、抗冰雪等性能降低了事故概率和維護(hù)強(qiáng)度，保證可靠供電，減少停電損失，這些都是采用該技術(shù)的社會(huì)效益。

50、隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能環(huán)保日益重視，倡導(dǎo)利用新技術(shù)、新材料改造傳統(tǒng)的工藝、設(shè)備生產(chǎn)節(jié)能產(chǎn)品。為此，國(guó)家電網(wǎng)公司也對(duì)電網(wǎng)線路建設(shè)提出了“兩型三新”的要求。節(jié)能型線對(duì)我國(guó)電網(wǎng)裝備制造業(yè)技術(shù)升級(jí)，提高輸送效率，減少線路損耗，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好等方面都有著巨大的社會(huì)效益。六、推廣應(yīng)用條件與方法（一）適用范圍節(jié)能導(dǎo)線和節(jié)能型線是對(duì)常規(guī)的優(yōu)化和改進(jìn)，適用范圍極廣，就機(jī)電性能而言，鋼芯鋁絞線適用的線路工程，同等截面的節(jié)能導(dǎo)線都能夠適用。尤其線路輸送容量大、利用小時(shí)數(shù)高時(shí)，采用節(jié)能導(dǎo)線的年費(fèi)用相對(duì)更低。在下列情況下，采用節(jié)能型線則優(yōu)勢(shì)更為明顯：（1）在大風(fēng)風(fēng)速控制本體指標(biāo)的地區(qū)，節(jié)能型線由于外徑小且表面光滑，相應(yīng)地風(fēng)荷載較

51、小，能夠有效減小塔頭尺寸并降低塔重，從而降低本體指標(biāo)；（2）在走廊清理費(fèi)用較高的地區(qū)，采用型線風(fēng)偏較小，可以壓縮走廊寬度和平行線路間距離，從而節(jié)約拆遷費(fèi)用；（3）在鹽霧腐蝕嚴(yán)重的地區(qū)，采用防腐節(jié)能型線，能夠提高導(dǎo)線壽命，保證線路安全運(yùn)行；（4）在中、重冰區(qū)應(yīng)用節(jié)能型線，可以提高過(guò)載能力，延緩覆冰過(guò)程，并加快脫冰，提高線路安全性。（二）推廣條件（1）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定：已制定圓線同心絞架空導(dǎo)線(GB/T 1179-2008)、架空絞線用鋁-鎂-硅合金圓線(GB/T 23308-2009)、高導(dǎo)電率鋼芯鋁絞線（Q/GDW632-2011）等導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)。目前正在制定中強(qiáng)度全鋁合金等標(biāo)準(zhǔn)。（2）國(guó)內(nèi)廠家具備

52、大規(guī)模生產(chǎn)條件：在國(guó)內(nèi)鋁合金芯鋁絞線從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工等一系列環(huán)節(jié)技術(shù)都已經(jīng)成熟，目前約有十家左右的廠家具備生產(chǎn)條件。中強(qiáng)度全鋁合金導(dǎo)線的生產(chǎn)工藝與普通鋼芯鋁絞線基本相同，只是鋁合金材質(zhì)成為制約廠家生產(chǎn)能力的因素，一旦解決好鋁合金材質(zhì)的問(wèn)題，一般導(dǎo)線廠家也具備快速轉(zhuǎn)型生產(chǎn)的條件。對(duì)于鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線，目前國(guó)內(nèi)還只有兩家能夠生產(chǎn)，可將此種導(dǎo)線與其它兩種節(jié)能導(dǎo)線視為同一類產(chǎn)品（主要技術(shù)參數(shù)和使用條件基本相同）招標(biāo)采購(gòu)。（3）滿足工程的應(yīng)用試驗(yàn)已經(jīng)完成：中國(guó)電科院不僅完成了JL/LHA1-465/210鋁合金芯鋁絞線和JLHA3-675中強(qiáng)度全鋁合金絞線的型式試驗(yàn)，還完成了金具適配性試驗(yàn)。有些廠

53、家也完成了鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線和中強(qiáng)度全鋁合金絞線導(dǎo)線型式試驗(yàn)，并順利通過(guò)中電聯(lián)的鑒定。（三）推廣應(yīng)用方法（手段）說(shuō)明（1）由于節(jié)能型線與常規(guī)的鋼芯鋁絞線材料和機(jī)械性能基本相同，設(shè)計(jì)中采用的軟件和公式都與常規(guī)導(dǎo)線一致；（2）優(yōu)先采用通用設(shè)計(jì)塔型并注意控制使用條件；（3）考慮到GB/T 20141-2006型線同心絞架空導(dǎo)線與通用設(shè)計(jì)條件不匹配，建議工程中導(dǎo)線參數(shù)按照國(guó)網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)或制造企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，并應(yīng)注意加強(qiáng)與導(dǎo)線廠家的溝通，對(duì)導(dǎo)線參數(shù)進(jìn)行核實(shí)確認(rèn)；（4）節(jié)能型線對(duì)于配套金具的要求是比較低的，只有極少量金具需要新制，大部分都可以利用現(xiàn)有定型金具，但設(shè)計(jì)施工和運(yùn)行中需注意導(dǎo)線接續(xù)管和耐張線夾的壓

54、縮比，并慎用預(yù)絞絲耐張線夾或接續(xù)條；附錄：技術(shù)成果工程應(yīng)用實(shí)例（一）斗山常熟南500kV線路工程斗山常熟南500kV線路工程位于江蘇省無(wú)錫、蘇州兩市，為配合500kV常熟南變電所建設(shè)，將原500kV斗山-石牌回線開斷環(huán)入常熟南變電所后形成的斗山變至常熟南變線路段，由原單回路改造為同塔雙回路，改造工程路徑全長(zhǎng)27km，導(dǎo)線截面4630mm2，按照覆冰5mm，基本風(fēng)速30m/s（無(wú)錫段）和32 m/s（蘇州段）設(shè)計(jì)。該線路正常運(yùn)行輸送容量2100MW，功率因數(shù)0.95，最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)3200h，全線采用4JL(GD)X/G1A-630/45節(jié)能型線后，基建投資增加約234萬(wàn)元，每年可減少電能損失139.3萬(wàn)千瓦時(shí)，按電費(fèi)0.5元/度計(jì)算，約4.7年即可收回增加的投資，綜合考慮基建投資和運(yùn)行成本，該線路全線采用節(jié)能型線后年費(fèi)用可降低46.2萬(wàn)元。在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行期內(nèi)共節(jié)約電能可達(dá)4197萬(wàn)千瓦時(shí)，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。圖1-3-12 500kV斗山常熟南線路改造工程現(xiàn)場(chǎng)施工圖（二）句容茅山500kV線路改造工程（1）工程概況本工程為句容-茅山500kV線路改造工程，形成500kV句容茅山全線同塔雙回路，新建線路長(zhǎng)約34.50km, 導(dǎo)線截面為4630 mm2。全線桿塔采用通用設(shè)計(jì)5E1（直線塔）和5E3（耐張塔）模塊，其中耐張塔比例為27.9%。線路路