倍容量导线在电力系统中的应用

2013年05月16日

1.引言

    上世纪80年代,日本率先研制开发了倍容量导线,其后,美国、欧洲及韩国对其商业运行作了大量的试验,至今,倍容量导线已进入了使用化的阶段。通过现场试验使用来逐步实现商业化和实用化,日本等国家经过开发研究已经成功实现了倍容量导线的工业应用,例如日本JPS公司、韩国LG公司从上世纪80年代就开始大?#27573;?#23558;其投入商业运行,倍容量导线是电力传输、解决峰荷的首选产品之一。仅仅日本东京电力公司就已经投入倍容量导线近4000km用于日趋紧张的电力网络。

    随着我国国民经济的迅猛发展,对电力的强劲需求和现有输电线路不能有效满足电力传输的要求间的矛盾日益突出。受电力供应不足的制约?#20219;?#26126;显。目前,一方面是对电力供给的强劲需求,一方面是土地升值、线路走廊?#35797;?#26085;趋紧张,以至于用于输电线路走廊清理的投资成本要数倍于线路本体的造价。另外,输电线路的容量改造不允许耗费过长的时间。

    专家认为用倍容量导线作为架空传输的媒介,利用现有线路走廊,在不更换铁塔以及其他设施的前提下,在相同的截面导线上传输的电流容量相当于普通导线的两倍以上。由于倍容量输电导线优良的技术性能,输电系统的安全性能和电能质量都得到显著提高,该技术已达到国际先进水平,拥有良好的市场前景和广阔的市场空间。

    该导线具备与普通导线相近的机械强度,满足线路对张力、弧垂、铁塔强度要求,在工作电流状况下,架线不需要对原有铁塔加固和改造。 

    所谓倍容量导线,就是使用特殊的材料及特殊的结构设计,与普通?#20013;韭两?#32447;相比,在绞线外径、重量及档距相同的情况下,其载流量可?#28304;?#21040;同规格?#20013;韭两?#32447;的两倍及以上。

2.材?#31995;?#20351;用

    普通?#20013;韭两?#32447;是由硬铝线和镀锌钢丝(或镀锌钢绞线)通过绞合而实现的一种架空导线,是输送电能不可缺少的基础器材,依赖电力工业的发展,市场需求每年以8%~10%的速度增长,由于其制造成本和使用成本?#35748;?#24212;的电力电缆要低得多,因此被广泛地使用在各种电压等级的线路中,特别在110KV、220KV、500KV和750KV特高压输电线路上,产品可以通过“可见电晕及无线电干扰电压试验”(试验依据“GB/T2317.2-2000《电力金具  电晕和无线电干扰试验》)。

    普通?#20013;韭两?#32447;的长期工作温度在75~90℃,一般设定在80℃。

    倍容量导线是?#21830;?#32784;热铝合金拱形线与铝包钢高强度殷瓦钢线组合绞制而成,其长期连续工作温度可达230℃,短时最高温度可高达290℃。

3.导线载流量

    绞线在最高允许工作温?#35748;?#38271;期连续工作时所能通过的电流值称为载流量。而最高允许工作温度的确定按运行30年,而强度损失不超过7~10%来规定的。

    以240mm2导线为例,普通?#20013;韭两?#32447;的载流量为546A(80℃),同样截面积的倍容量导线,由于采用特耐热铝合金材料,载流量高达1223A,是?#20013;韭两?#32447;的2.24倍。

4.线膨胀系数

    ?#20013;韭两?#32447;的线膨胀系数的计算公式为:

    α=(αsEs+kαAEA)/(Es+kEA)(1/℃)

    其中:αs——钢线的线膨胀系数,11.5×10-6,1/℃;

    Es——钢线的弹性系数,实测平均值,200900N/mm2;

    αA——铝线的线膨胀系数,23×10-6,1/℃;

    EA——铝线的弹性系数,实测平均值,65660N/mm2;

    K ——?#20013;韭两?#32447;的铝钢截面比。

    以LGJ240/40为例,该规格产品的线膨胀系数计算为:18.9×10-6 1/℃。由于倍容量导线采用特耐热铝合金拱形线设计,?#23186;?#26500;能够保证导线通电以后,当导线升温到某一温度时,耐热铝合金由于热涨而松弛,导线的全部张力转移到?#20013;?#19978;,因此倍容量导线的线膨胀系数就是铝包钢强度殷瓦钢的线膨胀系数,为3.3×10-6 1/℃,比18.9×10-6 1/℃小得多。

5.优良的耐腐蚀性能

 

    普通?#20013;韭两?#32447;是由硬铝线和镀锌钢丝(或镀锌钢绞线)通过绞合而实现的一种架空导线,镀锌钢丝(或镀锌钢绞线)的使用大大提高了架空导线的抗拉强度,但镀锌钢丝(或镀锌钢绞线)在使用过程中由于铝和钢的电位不同(?#20004;?#23646;电位为+1.66EMF/Volts,钢金属电位为+0.44EMF/Volts),不同电位的金属相接触在潮湿的环境中就会发生电化学腐蚀,相接触的两种金属的电位差值越大,在电化学反应中铝为阳极而被腐?#30784;?#20493;容量导线的加强元件为铝包钢高强殷瓦钢线,在生产过程中采用连续?#36153;拱?#35206;工艺,并采用同步拉伸的原理,使铝和?#33267;?#31181;金属晶面充分融合在一起,提高了材?#31995;?#31283;定性和耐化学腐蚀的性能。

 

6.结束语

    倍容量导线是采用特高耐热铝合金线,提高导线的长期允许工作温度实现容量翻番的(普通导线的长期允许工作温?#20219;?0℃,倍容量导线导线的长期允许工作温?#20219;?30℃);同时使用线膨胀系数较小的铝包高强度殷瓦钢作为加强芯消除了由于工作温度的提高,造成弧垂增大的危害,并增强了导线的耐腐蚀性能。

 

单位?#27721;?#20013;汉峰电力有限责任公司

网址:www.jjbao.net 

来源?#27721;?#20013;汉峰电力有限责任公司[官方网站]-输变电施工工具、带电作业工具、电力工具、电力机具
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