輸電線路導(dǎo)線的應(yīng)用特點

1、 架空導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式 導(dǎo)電基體 承力基體 架空導(dǎo)線是由主要承擔(dān)機械強度的芯線和承擔(dān)電流輸送的導(dǎo)體組成，按其導(dǎo)體形 狀可分為圓線同心絞線圓線同心絞線和型線同心絞線型線同心絞線兩大類。 架空導(dǎo)線導(dǎo)體的材料 架空導(dǎo)線常用的導(dǎo)體材料主要有硬鋁線、軟鋁線硬鋁線、軟鋁線和鋁合金鋁合金 線。線。其中，硬鋁線主要包括普通硬鋁線普通硬鋁線和高導(dǎo)電率硬鋁線，高導(dǎo)電率硬鋁線，鋁 合金線主要包括高強度鋁合金線高強度鋁合金線、中強度鋁合金線中強度鋁合金線和耐熱鋁合耐熱鋁合 金線金線。導(dǎo)體的導(dǎo)電率主要以國際退火銅為基準的百分數(shù)（IACS） 來表征，純度為100%的純鋁導(dǎo)電率為64% IACS。 材料 導(dǎo)電率 （%IACS

2、） 抗拉強度 （MPa） 允許連續(xù)運 行溫度（） 普通硬鋁線611602007080 高導(dǎo)電率硬鋁線61.5631602007080 軟鋁（全退火鋁）636095150 高強度鋁合金（LHA1）52.5315325 7090 高強度鋁合金（LHA2）53295 中強度鋁合金58.52302957090 耐熱鋁合金 普通耐熱鋁合金60159169150 高強耐熱鋁合金55225248150 超耐熱鋁合金60159176210 特耐熱鋁合金60159169230 導(dǎo)體材料主要性能參數(shù) 架空導(dǎo)線芯線的材料 架空導(dǎo)線用芯線材料主要有鍍鋅鋼線鍍鋅鋼線、鋁包鋼（殷鋼）線鋁包鋼（殷鋼）線 和碳纖維芯棒碳纖維

3、芯棒等。 鍍鋅鋼線鍍鋅鋼線采用熱浸鍍鋅工藝生產(chǎn)，具有較強的耐腐蝕能力， 其導(dǎo)電率為9%IACS，抗拉強度為12901960 MPa，線膨脹系數(shù) 為11.510-6/。 鋁包殷鋼線鋁包殷鋼線是采用熱擠壓包覆工藝生產(chǎn)鋁和殷鋼復(fù)合材料， 鋁均勻覆蓋在殷鋼絲表面，具有極強的耐腐蝕能力。鋁包殷鋼 線的導(dǎo)電率為10%14%IACS，抗拉強度為9501150 MPa，線膨 脹系數(shù)為3.710-6/。 碳纖維芯棒碳纖維芯棒是用耐高溫拉擠環(huán)氧樹脂浸潤高強度的碳纖維 和高延伸率、耐腐蝕、介電性能優(yōu)異的玻璃纖維按照一定的分 紗方式拉擠固化而成。具有質(zhì)量輕、強度大、架設(shè)弧垂小、高 溫弧垂增加量小等優(yōu)點。該種材料不導(dǎo)電

4、，抗拉強度為 21002400 MPa，線膨脹系數(shù)為2.010-6/。 芯線材料主要性能參數(shù) 材料 導(dǎo)電率 （%IACS） 抗拉強度 （MPa） 密度 （g/cm3） 線膨脹系數(shù) （10-6/） 鍍鋅鋼線9129019607.7811.5 鋁包殷鋼線101495011507.107.393.7 碳纖維芯棒0210024002.02.0 架空導(dǎo)線的類型很多，對我國已應(yīng)用過的主要導(dǎo)線種類進行了調(diào) 查和統(tǒng)計，并將其分成了15類。其中我國具備生產(chǎn)能力的有14類。 其中高強鋁合金芯鋁絞線、高強度全鋁合金、中強度全鋁合金三種 導(dǎo)線的芯線也采用承擔(dān)導(dǎo)電功能的鋁合金材料。 ACSR 鋼芯鋁絞線 TACSR 鋼

5、芯耐熱鋁合金絞線 XTACIR 殷鋼芯特耐熱鋁合金 絞線 GZTACSR 間隙型鋼芯超耐熱鋁 合金絞線 AACSR/EST 特強鋼芯高強鋁合金 絞線（大跨越導(dǎo)線） KTACSR/EST 特強鋼芯高強耐熱鋁 合金絞線（大跨越導(dǎo) 線） ACCC 碳纖維復(fù)合芯軟鋁絞 線 ACCR 鋁基陶瓷纖維復(fù)合芯 耐熱鋁合金絞線 ZTACSR 鋼芯超耐熱鋁合金絞 線 ZTACIR（STACIR） 殷鋼芯超耐熱鋁合金 絞線 ACAR 高強鋁合金芯鋁絞線 AAAC 高強度全鋁合金 AAAC 中強度全鋁合金 擴徑導(dǎo)線 ACSS/TW 鋼芯軟鋁絞線/梯形截 面 按照材料的導(dǎo)線分類 按照應(yīng)用功能的導(dǎo)線按照應(yīng)用功能的導(dǎo)線分類

6、分類 普通導(dǎo)線普通導(dǎo)線 節(jié)能導(dǎo)線節(jié)能導(dǎo)線 （包括鋼芯鋁絞線、包括鋼芯鋁絞線、 鋼鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞芯高導(dǎo)電率鋁絞 線、鋁合金芯高導(dǎo)線、鋁合金芯高導(dǎo) 電率鋁絞線和中強電率鋁絞線和中強 度度鋁合金絞線等）鋁合金絞線等） 增容導(dǎo)線增容導(dǎo)線 （包括碳纖維復(fù)合（包括碳纖維復(fù)合 材料芯導(dǎo)線、鋁包材料芯導(dǎo)線、鋁包 鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo) 線等）線等） 擴徑導(dǎo)線擴徑導(dǎo)線 （包括疏絞型擴徑（包括疏絞型擴徑 導(dǎo)線、高密度聚乙導(dǎo)線、高密度聚乙 烯支撐型擴徑導(dǎo)線烯支撐型擴徑導(dǎo)線 和鋁管支撐型擴徑和鋁管支撐型擴徑 導(dǎo)線）導(dǎo)線） 低風(fēng)壓導(dǎo)線低風(fēng)壓導(dǎo)線 低噪聲導(dǎo)線低噪聲導(dǎo)線 . . . 國家電網(wǎng)公司關(guān)于導(dǎo)線的企業(yè)標

7、準國家電網(wǎng)公司關(guān)于導(dǎo)線的企業(yè)標準 QGDW_632-2011 鋼芯高導(dǎo)鋁絞線 QGDW 1815-2012 鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線 QGDW 1816-2012 中強度鋁合金絞線 QGDW XXXX-2013 同心絞鋁包殷鋼芯耐熱鋁合金絞線 QGDW 1851-2012 碳纖維復(fù)合材料芯架空導(dǎo)線 l鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線 l 鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線采用61.5%63%IACS的硬鋁線替代普通鋼 芯鋁絞線中的61%IACS 鋁線，與鋁截面相同的普通鋼芯鋁絞線相 比，由于鋁線導(dǎo)電率的提高，可使導(dǎo)線整體直流電阻值降低，電 能損耗減少，且其他機械電氣性能與普通鋼芯鋁絞線完全相同。 普通鋼芯鋁絞線所用的連接金

8、具和與導(dǎo)線配套的懸垂線夾、耐張 線夾、接續(xù)管對鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線均適用，無其它特殊要求。 l 鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線 l 鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線采用53%IACS 高強度鋁合金芯替代普通鋼芯鋁 絞線中的鋼芯，其外同心絞合一層或多層高導(dǎo)電率鋁線構(gòu)成的絞線。 鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線與外徑相同的普通鋼芯鋁絞線相比，將導(dǎo)電 率9%IACS的鋼芯替換為導(dǎo)電率52.5%IACS或53%IACS的高強度鋁合金芯， 鋁單絲的導(dǎo)電率由61%IACS提高至61.5%63%IACS，導(dǎo)電截面的增大有 效降低了絞線整體的直流電阻。 l中強度全鋁合金絞線 l 中強度鋁合金絞線全部采用中強度鋁合金絞線全部采用58.5%I

9、ACS中強度鋁合金材料，中強度鋁合金材料， 與等總截面的普通鋼芯鋁絞線相比，由于鋁合金材料替代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，單位長度導(dǎo)線整了鋼芯，相當(dāng)于增大了導(dǎo)線的導(dǎo)電截面，單位長度導(dǎo)線整 體直流電阻降低，提高了導(dǎo)電能力，因而有效降低輸電線體直流電阻降低，提高了導(dǎo)電能力，因而有效降低輸電線 路的電阻損耗。路的電阻損耗。 三種節(jié)能導(dǎo)線性能的一般定性評價三種節(jié)能導(dǎo)線性能的一般定性評價 三種導(dǎo)線都可以替代鋼芯鋁絞線在一般工程中應(yīng) 用，但又有其各自的特點和優(yōu)勢。按照目前的價 格水平，經(jīng)過經(jīng)濟比較，總結(jié)如下： 中強度全鋁合金導(dǎo)線替代400mm2以

10、下導(dǎo)線 鋁合金芯鋁絞線替代500-630mm2導(dǎo)線 鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線替代720mm2及以上導(dǎo)線和對 機械強度有一定要求的線路 l鋁合金芯型線絞線： l 鋁合金芯型線絞線技術(shù)性能與鋼芯鋁絞線相當(dāng)，與常規(guī) 導(dǎo)線相比將鋼芯更換為鋁合金芯，減少了渦流和磁滯損 耗，并且電阻損耗小，表面光滑，電暈小。導(dǎo)體結(jié)構(gòu)采 用S、Z型線絞合而成，其單線線股間接觸面比圓線間的 接觸面大得多，具有更好的自阻尼特性。在相同直徑下， 具有更大的截面積。 由于外層采用型線結(jié)構(gòu)，導(dǎo)線直徑可以縮小 到與下一規(guī)格的普通導(dǎo)線相近，同時重量、 拉斷力也與下一規(guī)格的普通導(dǎo)線相近。例如 總截面為775的鋁合金芯型線絞線與普通的 630/4

11、5導(dǎo)線性能相近，可以使用相同的鐵塔。 項項 目目2 2JL/G2AJL/G2A720/50720/50 2 2JLX/LHA1ZJLX/LHA1Z515/260515/260 2 2JL/LHA1-460/210JL/LHA1-460/210 2 2JL/G1A-630/45JL/G1A-630/45 類類 型型鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線鋁合金芯鋁合金芯Z Z型鋁絞線型鋁絞線鋁合金芯鋁絞線鋁合金芯鋁絞線鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線 系系 列列720720系列導(dǎo)線系列導(dǎo)線630630系列導(dǎo)線系列導(dǎo)線 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 鋁鋁( (截面積截面積) )45/4.53(725.27)45/4.53(725.27)Z Z型型

12、(514.80)(514.80)42/3.73(458.94)42/3.73(458.94)45/4.22(629.4) 鋁合金鋁合金( (截面積截面積) )/ /19/4.2(263.20)19/4.2(263.20)19/3.73(207.62)19/3.73(207.62)/ / 鋼鋼( (截面積截面積) )7/3.02(50.14)7/3.02(50.14)/ / /7/2.81(43.41)7/2.81(43.41) 總截面總截面(mm(mm2 2) )775.41775.41778.0778.0666.56666.56672.81672.81 直徑直徑(mm)(mm)36.2336

13、.2333.933.933.5733.5733.7533.75 直流電阻直流電阻(/km)(/km)0.039840.039840.038760.038760.045320.045320.045910.04591 計算拉斷力計算拉斷力(N)(N)170600170600152950152950135560135560150190150190 單位重量單位重量(kg/km)(kg/km)2397.72397.7214521451840.81840.82078.42078.4 彈性系數(shù)彈性系數(shù)(MPa)(MPa)6370063700550005500055000550006370063700 膨脹

14、系數(shù)膨脹系數(shù)(1/)(1/)0.00002090.00002090.00002300.00002300.00002300.00002300.000020790.00002079 在某電廠一期工程建設(shè)的一臺660MW機組的220kV送出中成功應(yīng)用。采用515/260515/260的的 鋁合金芯鋁合金芯Z Z型鋁絞線正好滿足送出能力的要求，同時可以采用通用設(shè)計中型鋁絞線正好滿足送出能力的要求，同時可以采用通用設(shè)計中630/45630/45導(dǎo)線導(dǎo)線 的鐵塔，既降低了的鐵塔，既降低了初期投資（每公里節(jié)約10萬元左右），又降低了運行損耗（每公里 減少1萬元左右）。 鋼芯軟 鋁絞線 鋼芯軟 鋁絞線 /梯形

15、 截面 鋁基 陶瓷 纖維 復(fù)合 芯耐 熱鋁 合金 絞線 碳纖 維復(fù) 合芯 軟鋁 絞線 間隙 型鋼 芯超 耐熱 鋁合 金絞 線 鋼芯 高強 耐熱 鋁合 金絞 線 鋼芯 耐熱 鋁合 金絞 線 殷鋼 芯特 耐熱 鋁合 金絞 線 鋼芯 超耐 熱鋁 合金 絞線 殷鋼 芯超 耐熱 鋁合 金絞 線 增容 （耐熱） 導(dǎo)線 耐熱導(dǎo)線的原理：加強芯與導(dǎo)體都能耐受150的高溫。 參數(shù) 普通鋼芯鋁絞線 JL/G1A-400/35 鋼芯耐熱鋁合金絞線 JNRLH1/G1A-400/35 外徑（mm）26.8226.82 20直流電阻（/km）0.07390.0752 40交流電阻（/km）0.08250.0839 單位

16、長度重量（kg/km）13491349 額定拉斷力（kN）103.9103.7 拉重比7.707.70 線膨脹系數(shù)（10-6/）20.520.5 弧垂與載流量 運行溫度 弧垂 (m) 載流量(A) 弧垂 (m) 載流量 (A) 4012.63947212.647469 7013.87865813.876652 150-16.8211345 l鋼芯耐熱鋁合金絞線鋼芯耐熱鋁合金絞線 l 鋼芯耐熱鋁合金絞線的芯線為鍍鋅鋼線，導(dǎo)體材料為普通耐熱鋁合金線。鋼芯耐熱鋁合金絞線的芯線為鍍鋅鋼線，導(dǎo)體材料為普通耐熱鋁合金線。 其結(jié)構(gòu)與普通鋼芯鋁絞線相同，允許連續(xù)運行溫度為其結(jié)構(gòu)與普通鋼芯鋁絞線相同，允許連續(xù)運

17、行溫度為150。鋼芯耐熱鋁。鋼芯耐熱鋁 合金絞線與普通鋼芯鋁絞線主要技術(shù)參數(shù)對比如下表所示，其主要機械性合金絞線與普通鋼芯鋁絞線主要技術(shù)參數(shù)對比如下表所示，其主要機械性 能與普通鋼芯鋁絞線基本相同，在直流電阻方面略有增大，弧垂特性與普能與普通鋼芯鋁絞線基本相同，在直流電阻方面略有增大，弧垂特性與普 通鋼芯鋁絞線相同。通鋼芯鋁絞線相同。 l 鋼芯耐熱鋁合金絞線生產(chǎn)工藝成熟，成本較低；施工工藝與鋼芯鋁絞線完鋼芯耐熱鋁合金絞線生產(chǎn)工藝成熟，成本較低；施工工藝與鋼芯鋁絞線完 全相同，安裝方便，適用于新建的輸電線路。全相同，安裝方便，適用于新建的輸電線路。 l間隙型特強鋼芯耐熱鋁合金絞線間隙型特強鋼芯耐

18、熱鋁合金絞線 l 間隙型特強鋼芯耐熱鋁合金絞線間隙型特強鋼芯耐熱鋁合金絞線采用特高強度鋼芯和耐熱 鋁合金線通過特殊間隙結(jié)構(gòu)同心絞合而成，也簡稱為間隙 型導(dǎo)線。芯線采用特高強度鋼芯，外層導(dǎo)體為梯形或圓形 耐熱鋁合金絞線，與芯線緊鄰的鋁合金采用梯形結(jié)構(gòu)，以 穩(wěn)定間隙，典型結(jié)構(gòu)如下圖所示。 間隙型特強鋼芯耐熱鋁合金絞線參數(shù)對比 參數(shù) 普通 鋼芯鋁絞線JL/G1A- 300/25 間隙型特強鋼芯耐熱鋁合 金絞線 JNRLH1/EST-300/25 外徑（mm）23.7623.40 20直流電阻（/km）0.09430.0958 40交流電阻（/km）0.10530.1069 單位長度重量（kg/km）

19、10581075 額定拉斷力（kN）79.2490.71 拉重比7.498.44 線膨脹系數(shù)（10-6/）20.511.5 弧垂與載流量 運行溫度 弧垂 (m) 載流量(A) 弧垂 (m) 載流量 (A) 4013.01541513.181412 7014.23156813.915562 150-15.7201142 l間隙型特強鋼芯耐熱鋁合金絞線間隙型特強鋼芯耐熱鋁合金絞線 間隙型導(dǎo)線的鋼芯與內(nèi)層鋁合金線能各自獨立移動， 在間隙中填充有潤滑油，以便減少鋼芯與內(nèi)層鋁合金線 之間的摩擦。導(dǎo)線在安裝時采用特殊緊線方法使導(dǎo)線的 所有張力均由鋼芯承擔(dān)，因此，導(dǎo)線的弧垂變化僅取決 于鋼芯。鋼芯的線膨脹系

20、數(shù)為11.510-6/，約為一般鋼 芯鋁絞線線膨脹系數(shù)（約為192110-6/）的1/2。 間隙型特強鋼芯耐熱鋁合金絞線在高溫下的弧垂變化 不大，與普通導(dǎo)線相比表現(xiàn)出良好的弧垂特性。根據(jù)傳 輸容量需要，導(dǎo)體可采用耐熱鋁合金或超耐熱鋁合金， 可增容1.62倍以上。 l鋁包殷鋼芯耐熱鋁合金絞線鋁包殷鋼芯耐熱鋁合金絞線 l鋁包殷鋼芯耐熱鋁合金絞線由耐熱鋁合金線與殷鋼芯組成。 鋁包殷鋼芯由7根、19根或更多根鋼絲同心絞合而成，外面絞 合2層、3層或4層耐熱鋁合金線，結(jié)構(gòu)如圖所示。 參數(shù) 普通 鋼芯鋁絞線 JL/G1A-400/35 鋁包殷鋼芯超耐熱鋁合金 絞線 JNRLH1/LBY-345/55 外徑

21、（mm）26.8226.04 20直流電阻（/km）0.07390.0828 40交流電阻（/km）0.08250.0924 單位長度重量 （kg/km）13491370.4 額定拉斷力（kN）103.9108.33 拉重比7.707.91 線膨脹系數(shù)（10-6/）20.516.53 弧垂與載流量 連續(xù)運行溫度 弧垂 (m) 載流量(A) 弧垂 (m) 載流量 (A) 4012.63947211.26444 7013.87865812.34615 150-14.181267 鋁包殷鋼芯超耐熱鋁合金絞線與普通鋼芯鋁絞線對比 殷鋼芯的線膨脹系數(shù)只有普通鋼芯的1/3左右，可抑 制導(dǎo)線高溫導(dǎo)致的弧垂增

22、加。由于殷鋼芯與線路導(dǎo)體 材料的線膨脹系數(shù)不一致，在導(dǎo)線工作溫度高于某一 臨界溫度點時，導(dǎo)線的受力全部由殷鋼芯承擔(dān)。因殷 鋼的線膨脹系數(shù)很小，弧垂隨溫度的增加非常緩慢。 所以由殷鋼芯制成的導(dǎo)線具有較高的工作溫度。 鋁包殷鋼芯超耐熱鋁合金絞線是一種低弧垂倍容量導(dǎo) 線，與普通鋼芯鋁絞線相比，具有優(yōu)異的低膨脹特性， 可傳輸鋼芯鋁絞線2倍以上的電流容量。鋁包殷鋼芯鋁包殷鋼芯 超耐熱鋁合金絞線與普通鋼芯鋁絞線均為彈性變形金超耐熱鋁合金絞線與普通鋼芯鋁絞線均為彈性變形金 屬組合的導(dǎo)線，施工較為便利，尤其適用于停電時間屬組合的導(dǎo)線，施工較為便利，尤其適用于停電時間 較短、施工條件苛刻的線路工程。較短、施工條

23、件苛刻的線路工程。 l碳纖維復(fù)合材料芯導(dǎo)線碳纖維復(fù)合材料芯導(dǎo)線 20世紀90年代，日本開發(fā)了一種稱為ACFR（碳纖維芯 鋁絞線）的低馳度導(dǎo)線，主要用于解決既有架空輸電線路 導(dǎo)線弧垂過大、對地凈距不足的問題。其基本思想是用相 同直徑的碳纖維復(fù)合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer， CFRP）代替一般鋼芯鋁絞線（ACSR）中的鋼芯。 美國研制開發(fā)的碳纖維復(fù)合材料芯軟鋁導(dǎo)線 (Aluminum Conductor Composite Core，簡稱 ACCC)，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，其導(dǎo)體為梯形截 面的軟線股。 l碳纖維復(fù)合材料芯導(dǎo)

24、線碳纖維復(fù)合材料芯導(dǎo)線 碳纖維導(dǎo)線具有抗拉強度大、質(zhì)量輕、工作溫 度高和高溫弧垂小等優(yōu)點。碳纖維導(dǎo)線運行溫 度70時，弧垂增量相較于普通鋼芯鋁絞線降 低約10%，運行溫度在150以上時弧垂增量 不到普通導(dǎo)線的1/10，允許載流量可以達到鋼 芯鋁絞線的2倍左右。但導(dǎo)線價格較高，抗扭、 抗彎性能差，目前仍缺乏大剪切力情況下的運 行經(jīng)驗，老化性能也有待工程驗證。碳纖維導(dǎo) 線與普通鋼芯鋁絞線主要技術(shù)參數(shù)對比如下表 所示。 l碳纖維復(fù)合材料芯導(dǎo)線碳纖維復(fù)合材料芯導(dǎo)線 l 高海拔地區(qū)輸電線路，導(dǎo)線電暈損耗幾乎 與電阻損耗相當(dāng)。因此，在導(dǎo)線截面滿足輸 送容量和電阻損耗情況下，控制電暈損耗至 關(guān)重要，最經(jīng)濟有

25、效的辦法是擴大導(dǎo)線外徑。 l 擴徑導(dǎo)線減少鋁導(dǎo)體截面，節(jié)約材料，不 但使線路導(dǎo)線使用總重量減少，也使桿塔等 材料和基礎(chǔ)建設(shè)投資大為減少，將會降低約 8%的線路建設(shè)總投資。 l擴徑導(dǎo)線擴徑導(dǎo)線 架空導(dǎo)線選型基本原則 （1）按導(dǎo)線的長期允許電流確定所需的最小截面，導(dǎo)線的 長期允許電流通常由系統(tǒng)要求的極限輸送容量和n-1工況下 的極限輸送容量確定； （2）按電暈條件和電磁環(huán)境要求確定最小截面，在特高壓 交直流工程往往是決定因素； （3）采用全壽命周期年費用最小法選擇導(dǎo)線截面，一般工 程通常采用年費用最小的導(dǎo)線截面； （4）按機械強度校驗導(dǎo)線截面，主要是在大跨越、重冰區(qū)、 高山大嶺等對導(dǎo)線強度有特殊要

26、求的區(qū)段。 導(dǎo)線截面選擇案例導(dǎo)線截面選擇案例 1. 220kV新建線路工程導(dǎo)線截面選擇新建線路工程導(dǎo)線截面選擇 新建1回220kV輸電線路，設(shè)計的正常輸送容量為 300MW，功率因數(shù)0.95，此時的額定工作電流為828A。首 先采用全壽命年費用分析法進行導(dǎo)線截面比選，分別選用 雙分裂240 mm2、300 mm2、400 mm2、500 mm2、630 mm2 五種截面的普通鋼芯鋁絞線進行對比分析。 不同負荷利用小時數(shù)下的年費用計算結(jié)果 利用小時數(shù) （小時） 導(dǎo)線截面 2000250030003500400045005000 2240 mm213.6115.417.1819.5621.9424

27、.9227.89 2300 mm214.0215.3516.6918.4820.2622.4924.73 2400 mm214.5415.5216.517.8219.1320.7722.41 2500 mm215.2416.0116.7817.8118.8320.1121.39 2630 mm216.0516.6517.2418.0318.8219.8120.81 在負荷利用小時數(shù)為2000時，采用2240mm2截面導(dǎo)線最經(jīng)濟； 在負荷利用小時數(shù)為2500時，采用2300mm2截面導(dǎo)線最經(jīng)濟； 在負荷利用小時數(shù)為3000時，采用2400mm2截面導(dǎo)線最經(jīng)濟； 在負荷利用小時數(shù)為3500時，采用

28、2500mm2截面導(dǎo)線最經(jīng)濟； 在負荷利用小時數(shù)為4000時及以上，采用2630mm2截面導(dǎo)線最經(jīng)濟。 經(jīng)濟電流密度 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 200025003000350040004500 經(jīng)濟電流密度經(jīng)濟電流密度 最大負荷利用小時最大負荷利用小時 經(jīng)濟電流密度 按照目前的工程造價和電價水平測算出的經(jīng)濟電流密度隨最大負荷利 用小時數(shù)下降較手冊中的快很多，在通常的工程中，最大負荷利用小 時數(shù)通常取3000小時，此時的經(jīng)濟電流密度大約在1.0左右。 導(dǎo)線截面選擇案例導(dǎo)線截面選擇案例 2. 500kV新建線路工程新建線路工程 新建1回500k

29、V輸電線路，設(shè)計的正常輸送容量為 2000MW，功率因數(shù)取0.95，此時的額定工作電流為2431A。 與前述220kV新建線路工程類似，首先采用全壽命年費用分 析法確定導(dǎo)線截面，分別選用四分裂300 mm2、400 mm2、 500 mm2、630 mm2、720 mm2五種截面的普通鋼芯鋁絞線 進行對比分析。 不同負荷利用小時數(shù)下的年費用計算結(jié)果 利用小時數(shù) （小時） 導(dǎo)線截面 2000250030003500400045005000 4300 mm230.9636.2341.548.5355.5664.3573.14 4400 mm230.334.2738.2343.5348.8255.4

30、362.05 4500 mm230.4533.5936.7440.9445.1450.3955.64 4630 mm231.3333.7736.2139.4642.7246.7850.85 4720 mm232.1234.2536.3739.242.0445.5849.12 在負荷利用小時數(shù)為2000時，采用4400mm2截面導(dǎo)線最經(jīng)濟； 在負荷利用小時數(shù)為2500時，采用4500mm2截面導(dǎo)線最經(jīng)濟； 在負荷利用小時數(shù)為3000時，采用4630mm2截面導(dǎo)線最經(jīng)濟； 在負荷利用小時數(shù)為3500時及以上，采用4720mm2截面導(dǎo)線最經(jīng)濟。 經(jīng)濟電流密度 與220kV工程類似，在通常的工程中，最

31、大負荷利用小時數(shù)通常取 3000小時，此時的經(jīng)濟電流密度大約在1.0左右。 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 20002500300035004000 最大負荷利用小時數(shù)最大負荷利用小時數(shù) 經(jīng)濟電流密度 220kV新建線路工程應(yīng)用普通導(dǎo)線和節(jié)能導(dǎo)線比較新建線路工程應(yīng)用普通導(dǎo)線和節(jié)能導(dǎo)線比較 1. 220kV新建線路工程應(yīng)用普通導(dǎo)線和節(jié)能導(dǎo)線比較新建線路工程應(yīng)用普通導(dǎo)線和節(jié)能導(dǎo)線比較 新建1回220kV輸電線路，設(shè)計的正常輸送容量為 300MW，最大負荷利用小時數(shù)為3000h，功率因數(shù)0.95，此 時的額定工作電流為828A。在本工程條件下，采用 2400m

32、m2截面導(dǎo)線的全壽命周期經(jīng)濟性最佳。分別選用鋼 芯鋁絞線、鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線、鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞 線、中強度鋁合金絞線四種型號的導(dǎo)線進行比較。 年費用 (萬元) 內(nèi)部收益率8% 最大負荷利用小時Tmax=3000h 電 價 導(dǎo)線方案 0.3 元/度 0.4 元/度 0.5 元/度 鋼芯鋁絞線 2JL/G1A-400/35 15.6816.8217.96 鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線 2JL4/G1A-400/35 15.6216.7217.82 中強度鋁合金絞線 2JLHA3-425 15.2116.2417.27 鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線2JL3/LHA1- 210/220 15.3516.4117.

33、47 從年費用計算結(jié)果可以看出，四種導(dǎo)線的年費用相差不 大，雖然三種節(jié)能導(dǎo)線的價格高于普通鋼芯鋁絞線，但 由于運行的損耗小，在本工程的條件下，節(jié)能導(dǎo)線的經(jīng) 濟性均優(yōu)于普通鋼芯鋁絞線。經(jīng)濟性排序依次為中強度 鋁合金絞線、鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線、鋼芯高導(dǎo)電率 鋁絞線、鋼芯鋁絞線。 500kV新建線路工程應(yīng)用普通導(dǎo)線和節(jié)能導(dǎo)線比較新建線路工程應(yīng)用普通導(dǎo)線和節(jié)能導(dǎo)線比較 1. 500kV新建線路工程應(yīng)用普通導(dǎo)線和節(jié)能導(dǎo)線比較新建線路工程應(yīng)用普通導(dǎo)線和節(jié)能導(dǎo)線比較 新建1回500kV輸電線路，設(shè)計的正常輸送容量為 2000MW，最大負荷利用小時數(shù)為3000h，功率因數(shù)取0.95， 此時的額定工作電流為2

34、431A。本工程條件下采用4630 mm2截面導(dǎo)線的全壽命周期經(jīng)濟性最佳。 采用4630 mm2的普通鋼芯鋁絞線和相應(yīng)規(guī)格節(jié)能導(dǎo)線 進行技術(shù)經(jīng)濟比較。 年費用 (萬元) 內(nèi)部收益率8% 最大負荷利用小時Tmax=3000h 電 價 導(dǎo)線方案 0.3 元/度 0.4 元/度 0.5 元/度 鋼芯鋁絞線 4JL/G1A-630/45 34.2437.4940.75 鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線 4JL4/G1A-630/45 34.2137.3640.51 中強度鋁合金絞線 4JLHA3-675 34.0737.1740.26 鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線 4JL3/LHA1-465/210 33.8936.94

35、39.99 從年費用計算結(jié)果可以看出，四種導(dǎo)線的年費用相差很 小，雖然三種節(jié)能導(dǎo)線的價格高于普通鋼芯鋁絞線，但 由于運行的損耗小，在本工程的條件下，經(jīng)濟性排序依經(jīng)濟性排序依 次此為鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線、中強度鋁合金絞線、次此為鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線、中強度鋁合金絞線、 鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線、普通鋼芯鋁絞線。鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線、普通鋼芯鋁絞線。 增容改造線路采用普通導(dǎo)線和增容導(dǎo)線的技術(shù)經(jīng)濟 分析 1. 110kV工程案例工程案例 1回110kV老線路，導(dǎo)線為單根240/30mm2鋼芯鋁絞線， 在最高工作溫度70下，輸送能力為80MW。為滿足負 荷增長的要求，需要進行增容改造。改造后的輸送容量 目

36、標為160MW，增容改造有兩類方案可選。 方案一：方案一：利用現(xiàn)有線路走廊拆舊建新，新建線路采用雙 分裂240/30 mm2鋼芯鋁絞線，導(dǎo)線的最高工作溫度取 70，可以滿足最大輸送容量的要求。 方案二：方案二：盡量利用現(xiàn)有桿塔，采用更換增容導(dǎo)線滿足輸 送容量的要求，可選的導(dǎo)線有單根碳纖維導(dǎo)線、普通鋼 芯耐熱鋁合金導(dǎo)線、鋁包殷鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線三種。 采用普通鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線和鋁包殷鋼芯耐熱鋁合金 導(dǎo)線由于弧垂增加較多，需要加高更換一部分桿塔；采 用碳纖維導(dǎo)線由于弧垂變化不大，可采用原有桿塔。 線路造價和損耗等參數(shù) 序號導(dǎo)線型號 相導(dǎo)線 交流 電阻 (/km) 每公里 損耗 導(dǎo)線 單價 (萬元

37、 /km) 單位投資最大 輸送 能力 (MW) (kW /km) 增量 (萬元 /km) 增量 1 鋼芯鋁絞線 2JL/G1A-240/30 0.065660.7201.2680178 2 碳纖維芯導(dǎo)線 1JLRX/F1A- 240/40 0.134122.7+102%4.922.7-66.6%168 3 鋼芯耐熱鋁合金 導(dǎo)線 1JNRLH1/G1A- 240/30 0.138126.4+108%1.3432.4-52.4%166 4 鋁包殷鋼芯耐熱 鋁合金導(dǎo)線 1JNRLH1/LBY- 210/40 0.167152.9+152%6.133.1-51.3%164 新建線路和更換導(dǎo)線的年費用比

38、較 年費用 （萬元） 內(nèi)部收益率8%內(nèi)部收益率8% 最大負荷利用小時 Tmax=3000h 最大負荷利用小時 Tmax=4800h 電 價 導(dǎo)線方案 0.2 元/度 0.3 元/度 0.4 元/度 0.2 元/度 0.3 元/度 0.4 元/度 鋼芯鋁絞線 2JL/G1A-240/30 9.4910.3411.1911.4313.2515.08 碳纖維芯導(dǎo)線 1JLRX/F1A-240/40 6.047.759.479.9613.6417.32 鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線 1JNRLH1/G1A- 240/30 7.259.0210.7911.3015.0918.88 鋁包殷鋼芯耐熱鋁合 金導(dǎo)線 1J

39、NRLH1/LBY- 210/40 8.0710.2112.3512.9717.5522.14 在額定功率的最大負荷利用小時數(shù)為3000h時，更換碳纖維導(dǎo)線 經(jīng)濟性最高；隨著額定功率下最大負荷利用小時數(shù)的增加，線 損成為影響經(jīng)濟性的主要原因，當(dāng)最大負荷利用小時數(shù)達到 4800h，電價在0.3元及以上時，利用原線路走廊新建2240 mm2普通鋼芯鋁絞線線路的方案更具經(jīng)濟性。 年費用比較（3000h） 年費用比較（4800h） 新建線路采用增容導(dǎo)線的技術(shù)經(jīng)濟性分析 220kV新建線路應(yīng)用增容導(dǎo)線負荷利用小時數(shù) 敏感性分析 新建1回220kV線路，正常運行時輸送功率為 300MW，最大輸送容量要求不

40、小于600MW。 在最大輸送容量下的工作電流為1658安培。 技術(shù)方案：技術(shù)方案： 在鋼芯鋁絞線，碳纖維導(dǎo)線，鋼芯耐熱鋁合金 導(dǎo)線和鋁包殷鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線四種類型的 導(dǎo)線中選擇可以滿足最大工作電流為1658安培 的要求的型號，計算結(jié)果如下表。 技術(shù)方案：技術(shù)方案： 在鋼芯鋁絞線，碳纖維導(dǎo)線，鋼芯耐熱鋁合金 導(dǎo)線和鋁包殷鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線四種類型的 導(dǎo)線中選擇可以滿足最大工作電流為1658安培 的要求的型號，計算結(jié)果如下表。 序 號 導(dǎo)線型號 最高工作溫度 （） 最大工作電流 （A） 1 鋼芯鋁絞線 2JL/G1A-500/45 701514 2 鋼芯鋁絞線 2JL/G1A-630/45 70

41、1742 3碳纖維導(dǎo)線2JLRX/F1A-240/401201691 4 鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線 2JNRLH60/LB 1A-240/30 1201728 5 鋁包殷鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線 2JNRLH1 /LBY-230/35 1201667 線路造價和損耗等參數(shù) 序 號 導(dǎo)線 型號 相導(dǎo)線交 流電阻 (/km) 每公里 損耗 導(dǎo)線 單價 (萬元 /km) 單位 投資 極限 輸送 功率 (MW) 導(dǎo)線的 最高工 作溫度 （） (kW /km) 增量 (萬元 /km) 增量 1 鋼芯鋁絞線 2JL/G1A- 630/45 0.025352.102.94126.3063170 2 碳纖維導(dǎo)線 2JLRX/F1A- 240/40 0.0641131.8 +153 % 4.998.0-22.4%612120 3 鋼芯耐熱鋁合 金導(dǎo)線 2JNRLH60/L B 1A-240/30 0.0651133.9 +157 % 1.3384.3-33.3%626120 4 鋁包殷鋼芯耐 熱鋁合金導(dǎo)線 2JNRLH1 /LBY-230/35 0