幾種新型鋁合金擴徑導(dǎo)線的設(shè)計

雷強　王義芳　鮑松　黃健

摘要：文章將以某750kV線路作為工程依托，以常規(guī)擴徑導(dǎo)線為基礎(chǔ)，引進幾種鋁合金材料（LHA1、LHA2、LHA3）的梳絞型組合，提出幾種新型擴徑導(dǎo)線的設(shè)計，為工程應(yīng)用提供了較為實用的參考意義，也為類似工程的導(dǎo)線設(shè)計及選型提供了思路。

關(guān)鍵詞：擴徑導(dǎo)線；鋁合金；梳絞型；750kV交流線路工程；輸電線路 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM244 文章編號：1009-2374（2016）24-0023-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.011

西北地區(qū)的750kV交流線路工程中，由于海拔較高，線路產(chǎn)生的電磁環(huán)境指標（無線電干擾、可聽噪聲）往往較高。輸電線路的電磁環(huán)境指標與導(dǎo)線外徑息息相關(guān)，解決該問題的方法主要為提高導(dǎo)線外徑，而普通導(dǎo)線在加大外徑的同時勢必增加了導(dǎo)線的有效截面。但是，根據(jù)當(dāng)?shù)?50kV線路工程的輸送潮流，往往不需要采取過大截面的導(dǎo)線。因此，科研人員研發(fā)了擴徑導(dǎo)線并在眾多750kV工程中開展應(yīng)用。

常規(guī)的擴徑導(dǎo)線為梳絞型鋼芯鋁絞線，即一種將普通鋼芯鋁絞線抽去部分鋁單絲的導(dǎo)線，例如鋼芯擴徑鋁絞線JLK/G1A-310（400）/50，其在鋼芯鋁絞線JL/G1A-400/50的基礎(chǔ)上，不改變鋼芯，抽去了12股鋁線但未改變外徑。該導(dǎo)線以滿足輸送潮流為前提，在維持鋼芯鋁絞線JL/G1A-400/50外徑的同時，減少了導(dǎo)線截面，大幅減少了工程本體投資。

但常規(guī)的擴徑導(dǎo)線[鋼芯擴徑鋁絞線JLK/G1A-310（400）/50]電能損耗較高，已有較多學(xué)者提出對常規(guī)擴徑導(dǎo)線進行優(yōu)化設(shè)計，但大多數(shù)的優(yōu)化設(shè)計方案僅僅圍繞鋁、鋼材料開展。

本文以常規(guī)擴徑導(dǎo)線為基礎(chǔ)，引進幾種鋁合金材料（LHA1、LHA2、LHA3）的梳絞型組合，提出幾種新型擴徑導(dǎo)線的設(shè)計，為工程應(yīng)用提供了較為實用的參考意義，也為類似工程的導(dǎo)線設(shè)計及選型提供了思路。

1 工程參數(shù)

以某典型750kV單回線路為依據(jù)，其工程參數(shù)如下：（1）系統(tǒng)額定電壓：750kV；（2）正常輸送潮流：1000MW；（3）功率因數(shù)：0.95；（4）最大負荷利用小時數(shù)：5000小時；（5）年損耗小時數(shù)：3200小時；（6）上網(wǎng)電價：0.28元/度。

2 新型擴徑導(dǎo)線結(jié)構(gòu)

本文的新型鋁合金擴徑導(dǎo)線圍繞鋼芯擴徑鋁絞線JLK/G1A-310（400）/50展開。

如前文所述，圖1鋼芯擴徑鋁絞線JLK/G1A-310（400）/50在鋼芯鋁絞線JL/G1A-400/50的基礎(chǔ)上，不改變鋼芯，抽去了12股鋁線。

2.1 鋁合金芯擴徑鋁絞線

結(jié)構(gòu)示意圖

圖2的鋁合金芯擴徑鋁絞線是以鋼芯擴徑鋁絞線JLK/G1A-310（400）/50結(jié)構(gòu)為參照（以該導(dǎo)線為基準，下同），將高強度鋁合金LHA1替代其中的鋼線及兩層（18股）鋁線，該導(dǎo)線在保持了JLK/G1A-310（400）/50的外徑的基礎(chǔ)上，減小電能損耗8%。但該導(dǎo)線由于拉重比較低，弧垂增加28%，因此難以在750kV線路中推廣。

2.2 中強度鋁合金擴徑導(dǎo)線

圖3中強度鋁合金擴徑導(dǎo)線JLHA3K-360（450）是以鋼芯擴徑鋁絞線JLK/G1A-310（400）/50結(jié)構(gòu)為參照，將中強度鋁合金LHA3替代全部導(dǎo)線單絲（共49股），該導(dǎo)線在保持了外徑的基礎(chǔ)上，減小電能損耗11%，弧垂增加27%，因此亦難以在750kV線路中推廣。

2.3 鋁合金芯中強度鋁合金擴徑導(dǎo)線

圖4 鋁合金芯中強度鋁合金擴徑導(dǎo)線JLHA3K/LHA1-250/110結(jié)構(gòu)示意圖

圖4鋁合金芯中強度鋁合金擴徑導(dǎo)線JLHA3K/LHA1-250/110內(nèi)部15根為LHA1，外兩層為34根LHA3。該導(dǎo)線較基準擴徑導(dǎo)線減小電能損耗8%，弧垂雖增加15%，但仍可用于750kV線路中。經(jīng)測算，其年費用較基準擴徑導(dǎo)線可降低1.8%左右。

圖5鋁合金芯中強度鋁合金擴徑導(dǎo)線JLHA3K/LHA1-175/185（275）內(nèi)部25根為LHA1鋁合金，外兩層為24根LHA3。該導(dǎo)線較基準擴徑導(dǎo)線減小電能損耗4%，弧垂增加8%，可用于750kV線路中。經(jīng)測算，其年費用較基準擴徑導(dǎo)線可降低1.5%左右。

2.4 高強度鋁合金擴徑導(dǎo)線

圖6高強度鋁合金擴徑導(dǎo)線JLHA2K-360（450）是以鋼芯擴徑鋁絞線JLK/G1A-310（400）/50結(jié)構(gòu)為參照，將高強度鋁合金LHA2替代全部導(dǎo)線單絲（共49股），該導(dǎo)線較基準擴徑導(dǎo)線減小電能損耗2%，抗拉力較強，弧垂減少7%，可用于750kV線路中。經(jīng)測算，其年費用較基準擴徑導(dǎo)線可降低2.2%左右。

3 新型擴徑導(dǎo)線分析

本文分析的新型擴徑導(dǎo)線中，圖2和圖3的型式雖然大幅降低導(dǎo)線電能損耗，但由于抗拉力不足導(dǎo)致弧垂較高，難以在目前的750kV線路中進行推廣。圖4、圖5導(dǎo)線型式在弧垂特性滿足工程條件的情況下降低了電能損耗，圖6導(dǎo)線型式在大幅降低弧垂的情況下亦能有效降低電能損耗，該三種導(dǎo)線均可在類似的工程中進行推廣。

值得注意的是，圖6導(dǎo)線型式的年費用估算，是在不改變基準方案的立塔方案前提下進行，若能綜合利用該導(dǎo)線的弧垂特性優(yōu)化立塔方案以減少桿塔數(shù)量，其年費用將更具優(yōu)勢。

4 結(jié)語

本文將某750kV線路作為工程依托，以常規(guī)的擴徑導(dǎo)線（鋼芯擴徑鋁絞線JLK/G1A-310（400）/50）為基礎(chǔ)，引進幾種鋁合金材料（LHA1、LHA2、LHA3）的組合，提出五種新型鋁合金擴徑導(dǎo)線的設(shè)計方案。經(jīng)對比分析得出，其中鋁合金芯中強度鋁合金擴徑導(dǎo)線、高強度鋁合金擴徑導(dǎo)線的年費用較優(yōu)，為工程實際應(yīng)用提供了較為實用的參考意義，也為類似工程的導(dǎo)線選型及設(shè)計提供了思路。

參考文獻

[1] 西北電力設(shè)計院.西北電網(wǎng)750kV輸變電工程關(guān)鍵技術(shù)研究——擴徑導(dǎo)線的開發(fā)研制研究報告[R].國家電網(wǎng)公司，2004.

[2] 劉本粹，喻新強.擴徑導(dǎo)線在超高壓大容量輸電工程中的應(yīng)用展望[J].電網(wǎng)技術(shù)，2007，31（21）.

[3] 圓線同心絞架空導(dǎo)線（GB/T 1179-2008）[S].

[4] 馮玉昌，李云閣.750kV擴徑導(dǎo)線的運行情況總結(jié)[J].電力建設(shè)，2007，28（10）.

[5] 張祿琦，等.擴徑導(dǎo)線的分類與擴徑方式的選擇[J].電力建設(shè)，2012，33（8）.

[6] 萬建成，劉臻.擴徑導(dǎo)線的分類與擴徑方式的選擇

[J].電力建設(shè)，2010，31（6）.

[7] 萬建成，等.一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的大截面擴徑導(dǎo)線設(shè)計

[J].電力建設(shè)，2013，34（10）.

[8] 嚴永禾，等.波紋管支撐型擴徑導(dǎo)線壓接工藝的研究[J].電力建設(shè)，2009，30（7）.

作者簡介：雷強（1986-），男，中國能源建設(shè)集團安徽省電力設(shè)計院有限公司工程師，碩士，研究方向：輸電線路電氣設(shè)計；王義芳（1982-），男，中國能源建設(shè)集團安徽省電力設(shè)計院有限公司工程師，碩士，研究方向：輸電線路電氣設(shè)計；鮑松（1989-），男，中國能源建設(shè)集團安徽省電力設(shè)計院有限公司工程師，碩士，研究方向：輸電線路電氣設(shè)計；黃健（1956-），男，中國能源建設(shè)集團安徽省電力設(shè)計院有限公司教授級高級工程師，碩士，研究方向：輸電線路設(shè)計及工程建設(shè)管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）