新型節(jié)能導(dǎo)線應(yīng)用技術(shù)技術(shù)背景

根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2010 年我國(guó)輸配電線損電量達(dá)1710 億kWh，全國(guó)輸配電線損率為5.98%，折合5985 萬(wàn)tce。

110kV 及以上架空輸電線路

新型節(jié)能導(dǎo)線應(yīng)用技術(shù)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)陸續(xù)研制出多種新型節(jié)能導(dǎo)線。與常規(guī)鋼芯鋁絞線相比，鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線、鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線三種節(jié)能導(dǎo)線的電氣和機(jī)械性能基本相同，但節(jié)能效果明顯，在輸電線路建設(shè)中具有普及推廣和應(yīng)用價(jià)值。鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線:導(dǎo)線材料中雜質(zhì)元素的比例是影響導(dǎo)線導(dǎo)電率的因素之一;同時(shí)材料內(nèi)部的晶界、位錯(cuò)、固溶原子等微觀缺陷也對(duì)鋁導(dǎo)體導(dǎo)電率有不良影響，可通過(guò)細(xì)晶強(qiáng)化和顆粒強(qiáng)化減少微觀缺陷對(duì)導(dǎo)電率的影響。鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線:合金單線主要材料成分由電工鋁、鎂、硅等材料合成，添加的元素主要是鎂(Mg)和硅(Si)，主要組成物為Mg2Si。在熱處理狀態(tài)下，Mg2Si固溶于鋁中，并通過(guò)人工時(shí)效進(jìn)行硬化，將硅化鎂Mg2Si均勻地析出在合金單線的表面，使合金單線獲得足夠的強(qiáng)度和塑性。鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線:采用63%IACS高導(dǎo)電率鋁線(國(guó)際退火銅導(dǎo)電率為100%IACS)，替代普通鋼芯鋁絞線中的61%IACS鋁線;鋁合金芯鋁絞線采用53%IACS高強(qiáng)度鋁合金芯替代普通鋼芯鋁絞線中的鋼芯和部分鋁線，導(dǎo)線外部鋁線與普通鋼芯鋁絞線鋁線相同;中強(qiáng)度全鋁合金絞線全部采用58.5%IACS中強(qiáng)度鋁合金材料。

上述三種節(jié)能導(dǎo)線的整體直流電阻值降低，提高了其導(dǎo)電能力，從而降低了電能損耗。

1)鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線:考慮導(dǎo)線材料中各元素對(duì)導(dǎo)電率的影響，控制各元素的比例，運(yùn)用TiC等專(zhuān)用細(xì)化劑對(duì)晶粒進(jìn)行細(xì)化及強(qiáng)化，合理設(shè)計(jì)模具和壓縮率，減少拉拔工藝增加的殘余應(yīng)力，同時(shí)采用型線的拉拔及絞制工藝的控制，確保生產(chǎn)過(guò)程中型線不翻轉(zhuǎn)、不翹邊。

2)鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線:通過(guò)鋁基體的合金化的配方組合，及加工工藝及熱處理的控制，使其導(dǎo)電率、強(qiáng)度、延伸率上得到明顯提高。

1)鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線的機(jī)械參數(shù)與普通鋼芯鋁絞線相同，鋁合金芯鋁絞線、全鋁合金絞線拉力重量比(弧垂特性)與普通鋼芯鋁絞線基本相當(dāng);在同等截面下，三種節(jié)能導(dǎo)線直流電阻降低約3%;

2)在等外徑條件下，與普通鋼芯鋁絞線相比，三種節(jié)能導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁環(huán)境、表面電場(chǎng)強(qiáng)度、可聽(tīng)噪聲和無(wú)線電干擾水平基本相同。

鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線和中強(qiáng)度全鋁合金絞線已通過(guò)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)的鑒定。該技術(shù)已在江蘇省電力公司500kV 斗山至常熟南線路、220kV 南通西至常青線路中應(yīng)用。

典型用戶:江蘇省電力公司

1)建設(shè)規(guī)模:500kV 同塔雙回輸電線路，4×JL/G1A-630/45 導(dǎo)線，線路全長(zhǎng)約27km。主要建設(shè)內(nèi)容:將原設(shè)計(jì)方案的常規(guī)鋼芯鋁絞線替換為等截面的高導(dǎo)電率硬鋁S/Z 型絞線，桿塔和金具不變，主要設(shè)備包括JL (GD)/G1A-630/45高導(dǎo)電率硬鋁S/Z 型絞線。與普通鋼芯鋁絞線相比投資額增加390 萬(wàn)元，建設(shè)期2 年。年可節(jié)約電139.3 萬(wàn)kWh，折合487.6tce，年節(jié)約41.8 萬(wàn)元，投資回收期9.3 年。

2)建設(shè)規(guī)模:220kV 同塔雙回輸電線路，2×LGJ-630/45 導(dǎo)線，線路全長(zhǎng)約9.5km。主要建設(shè)內(nèi)容:將原設(shè)計(jì)方案的常規(guī)鋼芯鋁絞線替換為等截面的高導(dǎo)電率硬鋁S/Z 型絞線，桿塔和金具不變，主要設(shè)備包括JL (GD)/G1A-630/45 高導(dǎo)電率硬鋁S/Z 型絞線。與普通鋼芯鋁絞線相比投資額增加60 萬(wàn)元，建設(shè)期2 年。年可節(jié)約電23.8 萬(wàn)kWh，折合83.3tce，年節(jié)約7.1 萬(wàn)元，投資回收期8.5 年。

該技術(shù)是現(xiàn)有鋼芯鋁絞線的替代升級(jí)產(chǎn)品，各項(xiàng)機(jī)械性能參數(shù)沒(méi)有變化。應(yīng)用鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線可替代各種鋁鋼比值的普通鋼芯鋁絞線，節(jié)能效果明顯。鋁合金芯鋁絞線、全鋁合金絞線比較適合替代鋁鋼比值偏小的普通鋼芯鋁絞線，因此，能夠采用常規(guī)導(dǎo)線的新建線路，均能采用該技術(shù)。2010 年我國(guó)輸電線損電量1710 億kWh，若到2015 年，其中20%輸電線路能夠采用該技術(shù)，損耗降低3%，則總損耗可減少10.26 億kWh，約為36 萬(wàn)tce。

該技術(shù)入選國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄(第四批);該批次技術(shù)共有22條，如下:

耐熱導(dǎo)線(增容導(dǎo)線)是架空輸電線路的特種導(dǎo)線，能在基本不改變線路原有配置的基礎(chǔ)上，提高輸送容量，并能在倍容量即線路在N-1的情況下使用，對(duì)輸電線路擴(kuò)容改造將發(fā)揮重要作用。

本書(shū)共分四章，分別介紹了增容導(dǎo)線的種類(lèi)特點(diǎn)、性能要求和選用要求，復(fù)合材料合成芯導(dǎo)線的技術(shù)特性與要求、設(shè)計(jì)與施工、運(yùn)行與檢修、試驗(yàn)與驗(yàn)收、應(yīng)用實(shí)例與注意事項(xiàng)，耐熱鋁合金導(dǎo)線特性、對(duì)比試驗(yàn)、設(shè)計(jì)分析、應(yīng)用及間隙型導(dǎo)線施工與檢修，鋼芯軟鋁絞線技術(shù)要求及應(yīng)用等。基本覆蓋了目前國(guó)內(nèi)外所使用的各種增容導(dǎo)線，并結(jié)合所做的研究性試驗(yàn)結(jié)果，為增容導(dǎo)線的應(yīng)用提供了技術(shù)支持。

本書(shū)可作為電力工程技術(shù)人員日常設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)、管理及培訓(xùn)參考用書(shū)，同時(shí)也可作為大專(zhuān)院校電力工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)用書(shū)。