全壽命分析在輸電線路導線選型中的應用

【摘要】在輸變電線路工程中，采用全壽命周期管理理論能及時的對工作成本進行分析，從中歸納出相應的關鍵變量，從而保證輸電線路的可靠性、安全性。本文從輸電線路全壽命周期的概念和構成入手，簡單闡述了其中導線選型工作。

【關鍵詞】權壽命分析；周期；導線選型；成本

近年來，國家電網(wǎng)公司在輸變電工程中逐漸引入了全壽命管理新理念，并積極的推進其應用和研究。在此，我們結合全壽命周期管理的理念和輸變電線路特點，針對整個線路工作要點進行分析，從而歸納出全壽命周期成本與影響變量，并在此基礎上以導線選型作為研究對象，結合實際經(jīng)驗進行優(yōu)化，從而設計出最佳的供量化信息依據(jù)。

一、全壽命分析概述

全壽命成本分析簡單的稱之為全壽命分析，主要指的是從設備、項目的長期經(jīng)濟效益為基礎入手，綜合考慮設備的項目或者系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、制造、購置、運行和維護等全過程管理工作，是一個從項目誕生至結束的全方位、全過程管理理念。這一理念在工作中，核心內容主要表現(xiàn)在對設備、項目或者系統(tǒng)的全面分析，并以此提出相應的決策依據(jù)。近年來，隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國對全壽命分析工作的研究也在不斷深入，這一系統(tǒng)也逐漸應用到我國電力系統(tǒng)當中。同時，目前國家電網(wǎng)公司逐漸提出了資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的發(fā)展新理念，這給全壽命周期工作的落實提供了理論依據(jù)，也為整個國民經(jīng)濟發(fā)展做出了積極貢獻。

目前，國內電網(wǎng)逐漸朝著高壓、超高壓方向發(fā)展，在這種電力系統(tǒng)中經(jīng)常會因為分裂導線，使得導線在線路建設中的投資力度上升，一般占據(jù)整個電網(wǎng)成本的三分之一以上，如果再考慮到其他的因素，那么整個導線也需要因此而進行改變和優(yōu)化。在這種工作條件下，合理的選擇導線和導線布置方法對整個管理工作而言無疑是非?？尚械?，也是建設投資關鍵問題的主要手段和策略。

二、壽命分析在輸電線路導線選型中的應用要點

導線作為輸電線路中不可缺少和忽略的組成部分，它要在滿足最基本的輸電功能的同時，要確保運行安全與可靠，從根本上滿足環(huán)境發(fā)展要求，而且還要在個方便提出合理的優(yōu)化措施和策略。在導線和分裂方式的選擇上，我們要充分的考慮導線的電氣、機械特性，要全面、系統(tǒng)的分析其中容易發(fā)生的各方面故障問題，從根本上保證線路選型的科學性和合理性。

1、同塔雙回三相導線的選型

1.1導線排列方式的選定

在導線布置的過程中都需要將其和同他雙回輸變電線路的塔形結合起來，采用導線垂直排列的方式進行處理和優(yōu)化，其中絕緣子布置更要我們高度重視和優(yōu)化。在目前的塔形確定中，要能夠因地適宜的選擇出合理的布局方法，并對導線排列的優(yōu)缺點進行分析。傘形塔在應用上承擔著整個管理策略，這是因為它整個分布和布局相當合理，能夠滿足各種復雜、繁瑣的線路布置要求。但是傘形塔與傳統(tǒng)的鼓邢塔塔相比較，耗鋼量較大，嚴重的影響了工程的投資成本和建設效益。

1.2同塔雙回導線相序確定

在本次的研究中，整個相序的確定是以ABC/ABC為主的，這種相序方式與其他的相序相比較變化非常的明顯，其應用值也和同序方法接近，從而達到了一個系統(tǒng)、完善的管理策略。逆向相序的排列能夠不斷的滿足各種市場變化的前提。盡管目前的電力線路布局越來越復雜和繁瑣，但是同序確定工作一直未曾中斷過，一直以來都深受著業(yè)界的重視和關注，它在整個管理工作上都是一個系統(tǒng)、全面、科學的控制流程。同時在同序確定上，我們還要盡可能的減少電暈損失，從防雷保護方面入手進行分析和研究，從而達到、系統(tǒng)、科學的管理工作要求。

1.3分裂間距確定

分裂導線間距的大小會對線路傳輸自然功率、導線電暈及其派生效應的大小、導線次檔距振蕩等產(chǎn)生不同程度的影響。子導線間分裂間距的確定主要應考慮導線表面電位梯度和次檔距振蕩兩個方面。

1.3.1導線表面電位梯度的要求導線表面場強隨分裂間距與導線直徑的比值先減小后增加，子導線分裂間距大約是子導線直徑的10倍時，導線表面電位梯度出現(xiàn)最小值；小于10倍時，導線表面電位梯度增加較快；在10-20倍范圍內，導線表面電位梯度增加很小，因此分裂間距一般都取為子導線直徑的10倍左右。1.3.2次檔距振蕩的要求分裂間距的選取還涉及分裂導線的次檔距振蕩及導線碰撞等問題。一般用安裝間隔棒的措施來防止子導線間鞭擊。盡管330kV線路工程短路電流較小，對子導線的分裂間距不起控制作用，但受風的影響，兩根子導線間距較小時易發(fā)生次檔距振蕩。導線的次檔距振蕩會使導線疲勞損傷，嚴重時導致導線斷股、間隔棒損壞。

2、導線型號比選

2.1按經(jīng)濟電流密度選擇

本工程線路輸送功率為500MW，事故時最大輸送功率800MW，功率因素0.95，負荷利用小時數(shù)5000h，此時一相導線的負荷電流為1473A，經(jīng)計算需800mmZ即可（計算取cos甲=0.95，經(jīng)濟電流密度J=l.15A/mmZ）。

2.2導線機械物理特性比較

在滿足導線輸送總截面的前提下，選出ZxLGJ-400/25、2xLGJ一400/35、2xLGJ一400/50、2xJUGIA一400一54/7、ZxJUGIA一400一45/7鋼芯鋁絞線導線進行對比論證，為了具有可比性，上述導線的鋁鋼比均在7.7一14.5范圍內。

2.2.1工作場強與導線臨界場強的比值（Em/E）。超高壓線路導線選擇主要決定于電暈條件，導線電暈特性優(yōu)劣及影響程度取決于導線表面工作場強與導線臨界場強的比值。導線表面電場強度Em不宜大于全面電暈電場強度E0的80%-85%。

2.2.2機械特性比較。（1）導線過載能力。導線在惡劣氣象條件下的過載能力，按不超過導線拉斷力的60%時的相應冰厚來表征，本工程最大設計覆冰厚度為10mm經(jīng)過，比較，導線直徑越大，其過載能力越大，以上導線過載能力均能滿足本工程需要，其中ZxJUGIA一400一54/7導線方案過載能力最大，ZxLGJ一400/25導線方案過載能力最小。（2）導線弧垂比較?？梢钥闯觯琙xJUGIA一400一54n導線弧垂最小，ZXLGJ一400/25導線弧垂較大。

2.3經(jīng)濟性分析

在選擇導線型號時，還要對其經(jīng)濟性進行分析，以最終確定最佳的導線型號。一般可以采用計算機對其進行經(jīng)濟性排位，并從中看出哪些滿足技術要求的導線型號的經(jīng)濟性較好，并對比其差價，根據(jù)工程量、人工成本等多方面因素來最終所需要選用的導線型號。

三、結語

綜上所述，輸電線路施工過程中，所選擇的導線型號不單單要從技術性能上來作為選擇依據(jù)，還要從全壽命分析角度對導線從生產(chǎn)成本、安裝成本以及后期維護成本等所有經(jīng)濟性指標進行分析。當前很多輸電線路工程中，施工企業(yè)都過于注重初期投資成本而忽視了導線在整個壽命周期中的成本，但事實上這并不是最經(jīng)濟的做法。這一點需要廣大施工單位注意，希望本文在全壽命理論基礎上對導線選型的分析能夠為相關單位提供借鑒。

參考文獻

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