型线同心绞架空导线应用与发展.doc

型线同心绞架空导线技术发展与应用一、前言电力工业是我国高速发展的工业部门，随着我国西部大开发战略部署的逐步实施和三峡水电枢纽工程的蓄水发电，我国电力工业发展战略开始转向“西电东送、南北互供、全国联网”的电力主网建设，这些都极大的拉动了对线缆产品，特别是架空线产品的需求。据初步汇总分析，“十一五”期间，国家电网公司将新增330千伏及以上输电线路6万千米、变电容量3亿千伏安，投资9000亿元左右；到2010年，跨区输电能力将达到4000多万千瓦、输送电量1800多亿千瓦时，电网设备的更新改造、新建大容量输电线路、城市电网改造等，将给输变电企业带来巨大的商机，尤其是架空导线产品应用的黄金时期。型线同心绞架空导线在国外尤其是发达国家已广泛采用，但我国目前的应用还处于起步阶段。二、型线同心绞架空导线的特点及应用2.1 型线同心绞架空导线的结构IEC62219标准中认可三种生产工艺。一是单线在一个工艺过程中被成型，绞合是在另一工艺过程中进行；第二种方法是单线成型和单线绞合在一次操作中完成；第三种方法是先绞合一层圆单线，然后将此层紧压成圆形截面，圆形单线的其他层可被绞合和紧压或成型单线的其他层可被绞合在紧压的芯线上。型线同心绞架空导线的单线，目前主要有梯形的和Z字形的，其典型的型式如图所示。图1a JLxX/Gyz型由成型单线组成的三层导线图1b JLxX/Gyz型由成型单线组成的三层导线图1 成型单线导线三层图2 JLxX/LyX型由成型单线组成的两层导线2.2 型线同心绞架空导线的特点2.2.1 更大的导体截面利用率 型线同心绞架空导线导体外层采用紧凑型结构，导线直径相同，高压架空导线可增加导体有效截面；导线有效截面相同，高压架空导线直径减小，从而降低工程造价，提高输送能力，减少线路损耗；具测算，同等截面型线同心绞架空导线可减小直径1015%；直径同等的情况下，可增大截面利用率2025%左右1。2.2.2 能利用现有杆塔，便于安装可以使用相同的金具连接，对施工影响不大。2.2.3 降低导线的弧垂率2.2.4 较好的防腐性能2.2.5 断线损害小由于Z形绞线中，每根单线相互交叠，每根单线底部安置在与其相邻单线的顶部，即使有一根断线，也不会造成整根导线散股；相对来说，梯形导线的单线断裂，由于导线的紧凑结构，其楔形断面会增加对其他单线的压力，迫使单线离开导体，最终造成导线的松动和散股；而对传统的ACSR导线来说，单线的断裂会导致单线的直接跳起，使施工无法进行下去，有时会造成更严重的后果。2.2.6 更好的自阻尼性能（减震性能）由于型线的结构特点，在钢芯与导体之间留有一定的间隙，在导线受力状态下，由风力引起振动时，由于钢芯和导体部分的固有频率各不相同，故能相互干扰，可达到自阻尼减振的作用。上海电缆研究所在20世纪70年代研制了一种自阻尼导线，这种导线就是采用梯形铝线或铝合金线绞制而成的3。2.2.7 降低风载的影响；2.2.8 改善冰雪气候下的使用问题，降低导线舞动几率图7 导线冰雪增长原理图为导线的冰雪增长原理图，冰的形状主要有圆形、椭圆形和梳齿形等，在天气连续降温到0以下，并伴有阴雨过程，那么自然降落和被风吹到导线上的过冷却水滴就会冻结成冰，由于导线积冰后重力因素造成导线的回转，使导线积冰后的形状成圆形或椭圆形状，随着冰雪的聚积过度，会造成导线的脱冰，造成舞动事故的发生8。由于型线架空导线的表面光滑、结构紧凑，过冷水滴、冰雪等无法聚集在导线表面，可有效地改善冰雪气候下的使用问题，降低导线舞动的几率。二、型线技术新的应用情况新型复合加强芯导线，一般采用碳纤维、陶瓷纤维等制成加强芯棒，外层结构通常采用型线扭绞，美国的挂网运行试验表明，该产品与传统的钢芯铝绞线相比：重量轻、强度大、耐高温、耐腐蚀、线损低、弛度小、与环境亲和，可提高传输容量1倍，减少20的杆塔数，使之在提高传输容量的同时提高及改善线路的安全和可靠性，同时减少有色金属稀缺资源消耗，降低线路传输损耗；该技术的推广将有利于我国构造安全、环保、高效节约型输电网络，并将推动世界架空输电导线的技术革命。图8 新型复合加强芯导线三、型线的开发需求型线是现在及将来最适用于我国电网建设的架空导线之一，特别适合在中国重冰区域、大河流跨越区域、山区、高原地区的城网和农网的长距离、大容量传输项目，有利于缓解我国目前用电紧缺的状况。新型复合加强芯，由于该项技术由日本、美国少数几个发达国家掌握，国内厂家目前无法生产，全部依赖进口，成本高，订货周期长，因此在近期很难在国内形成产能。而使用加强型钢芯除了单位重量上比使用复合加强芯的型线增加了以外，具备型线其他优点：1、 由于由钢芯完全承受杆塔之间的拉力，因此铝导体可以通过退火形成软铝导体，在降低铝导体的抗拉强度同时，增加了铝导体的导电率，从而有效降低导线的线损。2、 经过退火后的铝导体不会因为导线温度高，而造成不可恢复得蠕变，因此型线可以运行在较高的工作温度下，从而提高线路的传输容量。3、 型线的结构有效地降低了覆冰的发生，减少了冰灾发生的几率。同时也减少风阻，降低舞动对电网的影响。4、 加强型钢芯技术国内较为成熟，成本低，交货周期短。因此加强型钢芯型线有着很大的成本优势和市场前景。