輸電線路大檔距跨越工程的導(dǎo)線選型研究

曾睿

摘要：導(dǎo)線選型是大跨越工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，導(dǎo)線特性在很大程度上決定了跨越塔高度及其運(yùn)行負(fù)荷、輸電性能、損耗、機(jī)械過(guò)載能力。合適的導(dǎo)線能從主體上確保大跨越工程的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能，在工程中意義重大。本文基于輸電線路大檔距跨越工程的導(dǎo)線選型研究展開論述。

關(guān)鍵詞：輸電線路;大檔距跨越工程;導(dǎo)線選型研究

引言

高壓輸電線路的建設(shè)不可避免地要跨越大江大河。許多江河水面寬闊且有通航要求，因此建設(shè)、運(yùn)行難度較大。大檔距跨江工程的導(dǎo)線選擇是工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。導(dǎo)線特性決定了跨越塔的高度和運(yùn)行荷載，也決定了電能輸送性能，包括它的損耗、效率以及電氣和機(jī)械方面的過(guò)載能力。把導(dǎo)線選好才能從主體上保證工程的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)特性。

1.初選方案

大跨越導(dǎo)線主要使用鋼芯鋁合金與鋁包鋼兩大系列。鋁包鋼絞線由于其導(dǎo)電能力較差，載流能力難以提高，電能損耗大，在大跨越工程中的使用受到限制，現(xiàn)僅用于輸送容量不高的工程中。目前我國(guó) 220kV及以上電壓的大跨越工程基本上都采用了鋼芯鋁合金系列導(dǎo)線，該種導(dǎo)線輸送容量大，弧垂性能較好，在大檔距跨江乃至大跨越工程中被廣泛使用，尤其是采用了特強(qiáng)鋼芯（extrahigh strengths teel，EST）的鋁合金絞線具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。井岡山水電廠—澄江 220kV線路輸送容量為 416MW，跨贛江段比較適合采用特強(qiáng)鋼芯鋁合金絞線。對(duì)于鋼芯鋁合金絞線，在導(dǎo)線材料確定后，導(dǎo)線的機(jī)械特性取決于鋁鋼截面比。根據(jù)國(guó)內(nèi)已有鋼芯鋁合金絞線使用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合系統(tǒng)提出的 2×300mm2截面的導(dǎo)線要求，1）導(dǎo)線的載流量：各種導(dǎo)線組合方案均能滿足 416MW的輸送要求。2）導(dǎo)線電能損耗：各導(dǎo)線方案電能損耗整體相差不大。3）各導(dǎo)線方案的表面場(chǎng)強(qiáng)、無(wú)線電干擾、可聽噪聲等電磁環(huán)境均滿足 GB50545—2010《110kV～750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定。一般來(lái)說(shuō)，低海拔地區(qū)的 220kV線路，電磁環(huán)境不是導(dǎo)線選型的控制因素。

2.大跨越導(dǎo)線選型過(guò)程中需堅(jiān)持的基本原則

確保電纜選擇在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中具有足夠的容量，并且與普通管線一致，以避免傳輸中斷。結(jié)合常規(guī)回路，應(yīng)確保電氣和機(jī)械性能有效，提高運(yùn)輸效率，保證彎頭下降特性，并控制施工成本。應(yīng)在廣泛的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行選擇，通常不考慮新電纜的開發(fā)和開發(fā)。

3.110kV架空輸電線路導(dǎo)線選型的環(huán)境效應(yīng)

高壓輸電線路中的 110kV線路主要起著保障區(qū)域供電的作用，因其直接對(duì)接用戶的特點(diǎn)，建設(shè)數(shù)量較多、距離用戶較近，周圍環(huán)境敏感目標(biāo)相對(duì)較多，公眾的關(guān)注度較高。高壓輸電線路周圍公眾主要關(guān)心點(diǎn)是線路投運(yùn)后引起的電磁環(huán)境問(wèn)題和噪聲問(wèn)題，而這些主要取決于輸電線路的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)線的型號(hào)。因此高壓輸電線路建設(shè)對(duì)周圍電磁環(huán)境和聲環(huán)境的影響也逐漸成為項(xiàng)目建設(shè)前期需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。一般輸電線路的路徑都較長(zhǎng)，導(dǎo)線的選型成為影響輸電線路建設(shè)成本的重要因素之一。近年來(lái)隨著各地用電需求的增加，對(duì)輸電線路導(dǎo)線的輸送容量要求也越來(lái)越高，實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，110kV架空線路也越來(lái)越多地采用分裂導(dǎo)線。對(duì)于輸電線路而言，大輸送容量的導(dǎo)線存在 2種選擇，一是選擇大截面的單根導(dǎo)線，二是選擇分裂導(dǎo)線。通過(guò)選取經(jīng)濟(jì)輸送容量大致相當(dāng)?shù)膯胃鶎?dǎo)線 LGJ500/45與雙分裂導(dǎo)線 2×JL/G1A-240/30進(jìn)行比較，分別分析這 2種導(dǎo)線對(duì)周圍電磁環(huán)境和噪聲的影響，從而推薦環(huán)保性能優(yōu)的導(dǎo)線選型，為工程前期工作提供參考。

4.相分裂數(shù)選擇

500KV高壓線路一般分為四段，而在大型建設(shè)項(xiàng)目中則分為二、四段。配線分隔數(shù)選項(xiàng)的選擇不再是整個(gè)設(shè)計(jì)的單一電氣問(wèn)題，而是與專案規(guī)模、負(fù)載條件、布線容量、建筑行業(yè)等密切相關(guān)。具有簡(jiǎn)單布局和相對(duì)輕重量但帶有特殊引線的雙件電線。在廣東省，以這種形式存在著大量具有豐富設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)，沒有不適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行記錄。分割電纜、典型安裝等沒有問(wèn)題。主要問(wèn)題是電纜較少，并且布線會(huì)因特定布局模式而變得“不穩(wěn)定”。因此，迄今為止的經(jīng)驗(yàn)并不理想。分割線框是一種廣泛的分割方法，其中包括廣泛的電纜選擇、金色接頭、施工現(xiàn)場(chǎng)、操作維護(hù)和執(zhí)行問(wèn)題。

5.設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)多樣化

檔案儲(chǔ)存量的增加需要進(jìn)一步提高配線強(qiáng)度。目前正在對(duì)熱鋁合金進(jìn)行研究，以提高強(qiáng)度而不顯著降低電導(dǎo)率。該轉(zhuǎn)換采用鋁合金的高強(qiáng)度（150°C，250MPa，55%IACS）。非金屬材料優(yōu)于線架構(gòu)性質(zhì)，拉伸強(qiáng)度約為線材的25-40%，從而顯著增加絞線的重量。增加運(yùn)輸容量需要進(jìn)一步提高電纜性能。對(duì)鋼鐵、高層建筑和振動(dòng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行進(jìn)一步研究的必要性，導(dǎo)致可用資源越來(lái)越少，雙重道德可能會(huì)提高主導(dǎo)地位，四輪可能會(huì)增加壓力。景觀設(shè)計(jì)可以改變一些地區(qū)過(guò)河的方式。隨著電纜技術(shù)的發(fā)展，考慮到景觀和處置成本，500kV及以下電壓等級(jí)的機(jī)架和電纜布線方法在技術(shù)上逐漸相似?？缫粋€(gè)、兩個(gè)或多個(gè)文件分發(fā)。該桿有一層、二層或多層鋼筋，包括混凝土塔、角鋼塔、鋼管混凝土塔和焊接型鋼。電纜分割樣式范圍從 4到 2、3、4和 6，電纜從舊鋼索、鋼質(zhì)鋁電纜、鋁合金、鋁合金、導(dǎo)熱、碳纖維到加固電纜進(jìn)行了擴(kuò)展。塔以水平、垂直和三角形排列。此外，在跨線路傳輸鐵和消防設(shè)備方面還有多種方法和方法。超過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)回路。輸入電路的早期設(shè)計(jì)以普通電路的設(shè)計(jì)規(guī)范為指導(dǎo)，并相應(yīng)地提高了標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)總結(jié)多年的經(jīng)驗(yàn)，逐漸形成了一套更加現(xiàn)實(shí)的技術(shù)條款。1998年發(fā)布的“機(jī)架電纜和電纜管理”超出了技術(shù)規(guī)格（試點(diǎn)項(xiàng)目）。這對(duì)開發(fā)跨越管道的設(shè)計(jì)方法和開發(fā)跨越管道的設(shè)計(jì)技術(shù)至關(guān)重要。還記錄了電力線上方高壓的設(shè)計(jì)規(guī)程。

6.結(jié)束語(yǔ)

本文采用國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中推薦的預(yù)測(cè)公式，計(jì)算了其投運(yùn)后對(duì)周圍工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)和噪聲的環(huán)境影響。根據(jù)研究結(jié)果，雙分裂導(dǎo)線周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度要顯著高于單根導(dǎo)線;在采用相同桿塔的情況下，雙分裂導(dǎo)線和單根導(dǎo)線周圍的工頻磁場(chǎng)強(qiáng)度基本一致;雙分裂導(dǎo)線產(chǎn)生的噪聲要略高于單根導(dǎo)線，但是相對(duì)于背景噪聲來(lái)說(shuō)，這種差別基本上可以忽略。綜上所述，在電壓和輸送電流相同的條件下，單根導(dǎo)線LGJ-500/45比雙分裂導(dǎo)線 2×JL/G1A-240/30的環(huán)保性能更優(yōu)。

參考文獻(xiàn)

[1]黃業(yè)同.高壓輸電線路節(jié)能導(dǎo)線的選型[J].低碳世界，2018（11）： 40-41.

[2]范欽原.接入系統(tǒng)線路導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)化選型研究[J].云南電力技術(shù)，2018，46（05）：124-128.

[3]唐春林，李輝，李林，朱偉俊，徐志鴻，劉慶豐.220kV輸電線路重冰區(qū)單根大截面導(dǎo)線選型[J].電線電纜，2018（02）：18-22.