國家電網(wǎng)公司先進適用技術(shù)評估報告

        大截面導線技術(shù)

        1 技術(shù)原理

目前，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，國內(nèi)（尤其是華東、華北和南方等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)）用電負荷急劇攀升，電網(wǎng)建設(shè)已滯后于經(jīng)濟的發(fā)展，加速電網(wǎng)建設(shè)的呼聲也越來越高。然而，制約電網(wǎng)建設(shè)的一個重要原因就是輸電線路的架設(shè)。大截面導線技術(shù)可解決出線回路多而出線走廊資源有限的問題。同等條件（電壓等級、分裂數(shù)、導線材料）下，導線截面積增加1倍，按經(jīng)濟電流密度計算，導線的輸電容量可提升90%以上，按導線發(fā)熱條件計算，輸電容量也可提升50%左右，明顯提高輸電走廊的效率。使用大截面導線，可提高線路的電氣性能和機械性能，改善線路對環(huán)境的影響。

        1.1 電氣性能

電氣性能是大截面導線首先需要考慮的問題，這方面主要考慮線路的電暈特性和電阻特性。電暈是電位梯度超過一定臨界值后導線周圍的空氣游離所致的一種發(fā)光放電現(xiàn)象。經(jīng)計算得知，采用導線的截面越大，線路的表面電位梯度越低，單位長度導線的電暈線損越小；同時，在相同輸電容量下，單位長度導線的電阻損耗也越小。

華東電力設(shè)計院在三峽龍政線500kV直流輸電線路設(shè)計中，分別比較了幾種導線最大表面電位梯度、電暈起始電位梯度及電暈損失。

根據(jù)美國電科院（EPRI）的《±600kV高壓直流輸電線路設(shè)計參數(shù)手冊》及加拿大TESH－MONT咨詢公司推薦公式，500kV雙極性直流導線表面梯度的計算結(jié)果見表4－1。

表4－1 各種導線的導線表面電位梯度

參考直流葛－滬線使用公式及TESH－MONT咨詢公司推薦公式，電暈起始梯度的計算結(jié)果見表4－2。

表4－2 各種導線起始電暈梯度

雙極好天氣下電暈損失及本工程總電暈損失（按l～900km）見表4－3。

表4－3 各種等效電暈損失及總電暈損失

根據(jù)電阻損耗Pl＝I2×r，各導線電阻損耗及總線損見表4－4。

表4－4 導線電阻損耗及總線損

以上比較計算結(jié)果表明，導線截面越大，則線路的電暈和電暈線損越小。

［lupuming 在 2007-10-26 9:34:23 編輯過］

［xuesong 在 2008-1-30 14:56:48 編輯過］

        1.2 機械性能

大截面導線具有較好的機械性能，根據(jù)計算，在相同的鋁鋼比下，截面積越大，線路覆冰的抗過載能力越強，見表4－5、4－6。

表4－5鋁鋼截面為14.5的不同截面導線的抗過載能力

表4－6鋁鋼截面為11.34的不同截面導線的抗過載能力

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在線路等效截面積相當?shù)那闆r下，大截面少分裂數(shù)的導線與小截面多分裂數(shù)的相比，線路的機械性能（線路的風載及線路對桿塔的荷載）可得以改善。

        1.3 環(huán)境影響

輸電線路的環(huán)境影響包括電場效應（合成場強、人或物體感應電壓）、無線電干擾、電視干擾及可聽噪音，直流線路還需考慮離子流密度。導線截面積變大，線路產(chǎn)生的噪聲、無線電干擾和電視干擾都會減小。根據(jù)三峽直流輸電工程（龍泉－政平）中的計算結(jié)果表明，采用720mm²導線后，輸電線路下對人體或物體的感應電壓及其穩(wěn)態(tài)電擊或瞬態(tài)電擊是沒有任何危險的，并且優(yōu)于常規(guī)導線。

        2 國內(nèi)外應用情況

國內(nèi)已先后在華東、華中、南方等地區(qū)建成和投運采用500～720mm²大截面導線的500kV輸電線路，華北地區(qū)的500kV大截面導線輸電線路也在建設(shè)中。

在華東地區(qū)，大截面導線在建和已投產(chǎn)的500kV線路有：楊東－斗山線、張家港－斗山線、錫東南－車坊線、武南－錫東南線、滁州－馬鞍山線（630mm²）、太倉－徐行線（630mm²耐熱導線）、政平－武南線（720mm²）。

國內(nèi)其他地區(qū)，大截面導線也有廣泛應用，主要應用于直流輸電以及南方經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的主干網(wǎng)。例如，目前三峽輸變電工程已有3條輸送電工程采用720mm²大截面導線，每條線可輸送300萬千瓦的電能，一條是三峽（龍泉）至江蘇常州（政平）直流線路，是三峽電站送往華東第一回直流輸電線路，經(jīng)過湖北、安徽、江蘇三省，全長890km；一條為三峽（宜都）至廣東（惠州）輸電線路，經(jīng)湖北、湖南、廣東三省，全長975km；還有一條為三峽（宜都）至上海（華新）輸電線路，經(jīng)過湖北、安徽、江蘇、浙江四省，全長1075km。貴廣直流輸電I、II回線路也采用720 mm²大截面導線，全長882km。在南方經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，630mm²大截面在500kV、220kV主干網(wǎng)中應用非常廣泛，如同桿雙回220kV架空線路媽－西線（媽灣電廠－西鄉(xiāng)變電站）采用了2×630mm²大截面輸電線路。

TACSR 810mm²×4（連續(xù)熱容量為6GW）和TACSR 810mm²×6導線（連續(xù)熱容量可達10GW）。

        3 綜合效益分析

大截面導線技術(shù)的實施，可帶來良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

        3.1 社會效益

大截面導線技術(shù)可解決出線回路多而出線走廊資源有限的問題，明顯提高輸電走廊的效率，避免因大范圍征地而帶來的不和諧因素；同時，大截面導線的可聽噪聲和無線電干擾都比較小，減少了對居民生活環(huán)境的影響。

        3.2 經(jīng)濟效益

線路成本由線路本體材料、設(shè)計施工及各種賠償和間接費用構(gòu)成。盡管近年來材料設(shè)備等裝置性材料費用、設(shè)計施工人工費用大幅度增加，但導線截面增大后，與輸送容量增加相比，線路的總造價增加的比例不算大。以220kV同桿雙回媽灣電廠媽－西線為例，采用2×630mm²與采用2×300mm²導線相比，雖然每km的造價增加了50萬元左右，致使總造價提高了20%左右，但輸電容量卻提高了50%以上；即使在相同的輸電容量下，前者每km·年網(wǎng)損比后者低9～10萬元，8年左右可以收回多投的資金。

        4 生產(chǎn)能力分析

在制造工藝方面，大截面導線比普通導線更為嚴格。其中幾個關(guān)鍵的問題就是鋁液雜質(zhì)含量、鋁單線抗拉強度、鋁單線抗拉強度不均勻度及鋁導線應力。

鋁液中的雜質(zhì)會增加鋁導線的電阻率和鋁單線的斷頭率。ACSR－720/50mm²導線其電阻值應小于0.039840Ω/km，規(guī)定每個制造長度最外層鋁線不允許有接頭，內(nèi)層鋁線允許有4個接頭。為達到這一要求，最好采用每單位長度有適當微孔的過濾板，對鋁液雜質(zhì)進行了兩次過濾和吸附，這樣就可以使導線的電阻穩(wěn)定在＜0.039590Ω/km的較好范圍內(nèi)，絞制時直徑為4.53mm鋁單線的斷線次數(shù)可從無過濾時的1.7×l0－3次／km降低到8×l0－4次／km，最大限度地降低了鋁單線的接頭次數(shù)。

720mm²導線的鋁單線的抗拉強度要大于160MPa，且全部45根鋁單線的抗拉強度

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不均勻值應控制在20MPa范圍內(nèi)。這首先要求嚴格地將拉線用鋁桿的抗拉強度和外徑控制在一個精確的范圍內(nèi)，最好將鋁單線拉制時的自然冷卻方式改為循環(huán)冷卻方式，將傳統(tǒng)的單模人工添加潤滑油系統(tǒng)改為循環(huán)過濾潤滑系統(tǒng)，采取了上述措施后，拉制的用于720mm²導線的直徑為4.53mm鋁單線，其抗拉強度值能較穩(wěn)定地控制在162～180MPa范圍內(nèi)。

為保證720mm²導線在架設(shè)和接續(xù)時的質(zhì)量，要求在絞制導線時最大限度地消除絞制過程中在鋁單線上產(chǎn)生的應力。通�？款A扭方式消除鋁單線的應力，把預扭程度調(diào)整到恰到好處的值是生產(chǎn)該導線的關(guān)鍵技術(shù)之一。

在大截面導線的制造方面，目前國內(nèi)主要電線電纜生產(chǎn)廠家均可生產(chǎn)符合相關(guān)要求、截面積≤720mm²的導線；但是，國內(nèi)無法生產(chǎn)更大截面的導線。同時，與截面積≤720mm²導線對應的配套金具也已實現(xiàn)國產(chǎn)化，如成都金具總廠生產(chǎn)的大截面導線配套金具在三峽500kV送出工程龍泉－政平、三峽－廣州兩條直流輸電線路中使用。

在大截面導線的施工方面，主要考慮因大截面導線自身重量、體積大大高于普通導線而造成的困難。目前，湖北省輸變電工程公司、甘肅送變電公司、陜西送變電公司等施工單位，在500kV大截面導線施工工藝和相應工器具的研究、研制與應用上取得了重大成果，如使用中型設(shè)備對三峽輸變電工程中ACSR－720/50大截面導線實施“一牽四”張力放線獲得了成功等。

        5 規(guī)程及標準狀況

目前與大截面導線技術(shù)相關(guān)的國標和行業(yè)標準比較完備，主要包括：

            （1）GB/T 1179－1999《圓線同心絞架空導線》

            （2）DL/T 5092－1999《110～500kV架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

            （3）GBJ 233－1990《110～500kV架空電力線路施工及驗收規(guī)范》

            （4）其中，GB/T 1179－1999在技術(shù)上等同與國際電工委員會IEC標準、美國ASTM標準，是國內(nèi)導線生產(chǎn)及使用的基本依據(jù)；但是該標準中缺少當前比較常用的幾種大截面導線型號（如ACSR－720/50、ACSR－720/90），而這些型號正在編入該標準的修訂稿中。

        6 結(jié)論與建議

        6.1 結(jié)論

大截面導線技術(shù)在國外應用廣泛，國內(nèi)也有較多工程實例。與常規(guī)導線相比，大截面導線可節(jié)省線路走廊資源、提高輸電容量、降低線路損耗、改善線路周圍的電磁環(huán)境，具有較好的社會效益和經(jīng)濟效益。截面積≤720mm²的大截面導線在制造、施工等方面的技術(shù)難題已被國內(nèi)施工單位解決，而相關(guān)標準、規(guī)程也比較完善。因此，截面積≤720mm²的大截面導線宜于推廣。

        6.2 建議

            （1）結(jié)合耐高溫導線技術(shù)

大截面導線在有效提高電網(wǎng)的傳輸容量的同時，不可避免的抬高了線路、桿塔、絕緣子及金具的成本。而國外，較多地將耐高溫導線技術(shù)同大截面導線技術(shù)結(jié)合，廣泛應用耐高溫大截面導線，也稱增容導線，這樣，只更換導線就可增大容量，其尺寸、張力及弛度在與原先的導線基本相同情況下，可使送電容量倍增。

            （2）進行深入、全面的技術(shù)經(jīng)濟分析

DL/T 5092－1999《110kV～500kV架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》規(guī)定送電線路的導線截面除根據(jù)經(jīng)濟電流密度選擇外，還要按電暈及無線電干擾等條件來進行校驗。應結(jié)合工程特點，如高海拔、重冰區(qū)、大氣腐蝕、無線電干擾等因素，選定導線型號規(guī)格。

經(jīng)濟電流密度是確定導線截面的關(guān)鍵。國民經(jīng)濟的發(fā)展，生產(chǎn)水平的提高，電力和有色金屬供應的改善等情況的變化，在今后發(fā)展的一定階段，還要對已頒布的導線經(jīng)濟電流密度作必要修訂，以與當前的經(jīng)濟政策及現(xiàn)狀相適應。

大截面導線技術(shù)的應用應充分考慮線路建設(shè)和運行中所遇到的技術(shù)經(jīng)濟問題，以深入、全面的技術(shù)經(jīng)濟分析為基礎(chǔ)。要對提高輸送容量的方案進行經(jīng)濟技術(shù)比較，結(jié)合具體工程實際，選擇合適截面的導線。

            （3）完善相關(guān)標準

需盡早在GB/T 1179－1999《圓線同心絞架空導線》中補充更多導線型號，以方便線路的設(shè)計、施工及運行維護。

            （4）研制、應用截面積>720mm²的導線

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隨著電力需求的不斷增長，導線的截面積勢必會繼續(xù)變大。因此，研制截面積>720mm²導線及其配套金具，實現(xiàn)設(shè)計、制造、施工國產(chǎn)化已刻不容緩。

總之，大截面導線的確可以有效提高電網(wǎng)的傳輸容量，但受到經(jīng)濟和施工、運輸?shù)纫蛩氐闹萍s，導線截面面積不能無限變大。為了提高線路走廊的有效利用率，減小電網(wǎng)對環(huán)境的影響，采用耐高溫和大截面技術(shù)相結(jié)合的方法研制新型導線是今后發(fā)展的必然趨勢；并在深入全面的技術(shù)經(jīng)濟分析基礎(chǔ)上，實施應用大截面導線技術(shù)。

參考文獻

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        [16] 增容導線：間隙導線與殷鋼導線，陶坊資，電力建設(shè)，1993年第1期

謝謝樓主辛苦付出！

哇賽

好東西，精彩��！

謝謝樓主

         謝謝樓主技術(shù)方面介紹的很詳細，但是在實際生產(chǎn)中有很多需要注意的細節(jié)。單絲表面要光滑不能有油污；絞線設(shè)備在絞合過程中不能擦傷單絲；絞合線芯不能有松股現(xiàn)象；特別是裝盤時“絞線線芯容易和絞線機牽引輪產(chǎn)生摩擦，線芯表面出現(xiàn)擦傷和麻點"！

        解決辦法：給牽引輪包上粘墊或纖維地毯！

很好��！能不能多弄一些？