关于增容导线的运用.ppt

1、关于增容导线的运用 增容导线目前主要有殷钢芯超耐热导线、特强钢芯软铝导线、松套型 导线、碳纤维复合芯导线等新铝合金型导线。国际上，由于新技术和新材 料的不断发展，不同领域技术的相互促进，在普遍使用钢芯铝绞线基础上， 现在已经在线路应用上大量的采用新型的特种导线来提高电力建设的技术 水平，如日本大量使用殷钢倍容量导线、间隙型导线等特种增容导线。 欧洲、南美、非洲等国家大量使用全高强度铝合金导线(AAAC)。美国、 加拿大广泛使用钢芯软铝绞线(ACSS/TW)等。目前我国已实现新型增容导 线国产化，包括倍容量导线（铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线）、低弧垂软 铝导线（特强钢芯软铝绞线）、松套型增容导线（

2、间隙型特强钢芯耐热铝 合金绞线）、碳纤维复合芯导线等，为电网建设提供多种可选导线方案。 殷钢芯超耐热铝合金导线（倍容量导线） 殷钢芯超耐热铝合金导线是采用高强度铝包殷钢芯(LBY)和超耐热铝合 金线(NRLH3)同心绞合而成的一种特种架空输电导线。该导线具有和普通 钢芯铝绞线相同的结构，其长期使用温度可以达到210，短期可达到 240。外径和单重与普通导线基本相同，但载流量可提高一倍以上。导线 随着载流量增大，导线的温度会随之增大，由于耐热铝线和殷钢丝的线膨 胀差异较大，当达到某一温度点时，导线所受应力会因铝线松弛而全部转 移到钢芯上，此温度为迁移点温度。由于殷钢丝的线膨胀系数很小，所以 在迁

3、移点温度以上，导线弧垂增长很小。 利用殷钢材料特点控制导线弧垂，可充分利用原有线路路径和杆塔资源， 仅更换相同截面殷钢倍容量导线实现输电容量增加1倍以上。殷钢倍容量导 线的应用技术特点是在“同径同弧”下达到“倍容” 的功能。 殷钢倍容量导线结构 （1）倍容量：长期运行温度可达 210，是常规导线长期运行温度 70时载流量的2倍以上。 （2）低弧垂：由于铝包殷钢芯的线膨 胀系数为3.6*10-6/（一般普通钢芯 为11，5*10-6/），故整个导线的线 膨胀系数也比钢芯铝绞线略为降低(一 般降低15%-18%)，所以导线工作在迁 移点温度以下时，弧垂也比钢芯铝绞 线小。达到迁移点温度后(通常为

4、90-100左右)，导线的张力转移到 铝包殷钢芯，此时，导线线膨胀系数 即为铝包殷钢芯的线膨胀系数，因殷 钢芯的线膨胀系数较小，所以在较高 运行温度时，殷钢导线的弧垂特性很 好。 殷钢倍容量导线在日本已经有近30年的应用历史，其高温弧垂特性、抗老 化性和超耐热性等长期使用性能得到充分的验证，是广泛应用成熟的产品。 目前，倍容量导线已实现国产化生产。 特强钢芯软铝导线（低弧垂软铝导线） 它是采用特高强度钢 芯和1350-O全退火软铝线同心 绞合而成的一种特种导线。钢 芯铝绞线的铝股线是硬铝，而 特强钢芯软铝导线是63%IACS 导电率的全退火软铝线，有显 著的节能、增容效果，仅更换 特强钢芯软铝

5、相同截面导线即 可实现线路增容50%以上，而 且在高温下弧垂下降更小，比 普通导线具有低弧垂效果。 低弧垂软铝导线结构 特强钢芯软铝导线使用的软铝线强度为60- 80MPa，需要使用特强钢芯来提高导线抗拉强度。导线 长期运行温度可达150，是常规导线长期运行温度 70时载流量的1.5倍以上，具有显著增容特性。软铝线 导电率为63%IACS，超过硬铝线61%IACS导电率约2%， 相同截面相同温度提高输电能力,可节能2%。在输送相 同电流的条件下，减少输电线损约3.0%，具有显著节能 降耗特性。 低弧垂特性：通过创新的工艺实现铝部应力转移，高温 时软铝线几乎不受力，运行张力大部分由钢芯承受，其

6、高温弧垂受铝股长期蠕变的影响较小，显著降低高温运 行时导线线膨胀系数，实现增容1.5倍以上高温时软铝导 线的弧垂与相同截面钢芯铝绞线70时弧垂几乎相当。 优良机械特性：与圆线导线相同铝截面积，直径将降低10-15%， 可降低风冰荷载；与圆线导线相同直径，铝截面将增大20-25%，可提高载 流能力；导线表面圆滑平整，绞线间隙极小，减少风阻，自阻尼性能和耐 振性能较高，不易粘积冰雪，能降低电晕和无线电干扰的水平。 20世纪80年代，美国和加拿大等北美国家已经在电力线路系统中应用钢 芯软铝绞线，是北美地区广泛应用成熟的产品。2007年中天科技已开发成 功特强钢芯低弧垂软铝导线 。 松套型增容导线 它

7、是采用特高强度镀 锌钢线（或特高强度 铝包钢线）和超耐热 铝合金线通过特殊 “松套结构”同心绞 合而成的特种导线。 松套型增容导线结构 松套型增容导线的内层导体采用弓形截面以保持钢芯与铝合金之间的间隙， 在间隙中填充耐热油脂从而避免了钢芯与铝合金内层的摩擦，使得铝合金 层与钢芯可以独立移动。松套型增容导线为超耐热铝合金导线(210),通过 一种特殊的创新架线方式实现铝部张力转移，所有张力都由钢芯承担。载 流量是同截面普通钢芯铝绞线70时的2.0倍，导线的线膨胀性能即为钢芯 的线膨胀性能，提供了优异的载流特性和弧垂特性。 碳纤维导线(ACCC导线) 它的芯线是由碳 纤维为中心层和玄武 岩、玻璃纤

8、维包覆制 成的单根芯棒，外层 与邻外层铝线股为梯 形截面。 其主要特点如下： （1）强度高。用碳纤维复合芯代替传统的钢芯，抗拉强度是一般 钢芯的1.9倍，允许提高杆塔间的跨越距离，以降低工程造价 （2）线膨胀系数小，弧垂小。复合材料芯线膨胀系数仅为钢芯的 1/8。在相同试验条件下，随着温度的上升，导线弧垂变化量仅为常规钢芯 铝绞线的9.6%，高温下弧垂不到钢芯铝绞线的1/10，减少了架空线交跨距 离。 （3）重量轻。复合材料芯比重为传统钢芯的1/4，ACCC导线单 位长度重量约为常规钢芯铝绞线的3/54/5，自重的减轻可使导线荷载减 少约25%。 （4）导电率高，载流量大，运行温度高。ACCC

9、导线的合成碳纤 维芯是非铁磁性材料，不存在磁损和涡流损耗。ACCC导线外层采用导电 率不小于63%IACS的铝线，铝导体为耐高温退火铝，200下能有效运行, 常规钢芯铝绞线使用温度极限最大100。 由于铝截面增大和提高导线工作温度,导线的综合载流量理论上可 以提高至2倍。 耐腐蚀性好。ACCC导线的复合芯由玻璃纤维绝缘材料制成,具有 较高的耐腐蚀性能,与铝线之间不存在电接触问题,可以解决长期运行中的腐 蚀问题。 碳纤维复合芯导线在我国电网中架空输电线路上的应用还刚刚起步， 2005年江苏远东电缆有限公司开始引进美国CTC技术合作生产ACCC导线， 目前拥有多项碳纤维导线专利技术和其它的知识产权

10、。06年6月起在全国七 个省的输电线路挂网试运行，目前国内已有近30条线路。目前，河北硅谷 化工有限公司已自主研发，并生产出碳纤维导线芯，并与华北电科院、山 东大学成功地研发了新型的碳纤维复合导线，填补了国内空白，实现了碳 纤维复合导线的全部国产化。它的主要性能指标大幅度超过了国外技术产 品的水平，经上海电缆研究所检测，拉伸强度超过国外技术产品的30%， 弯曲强度超过100%，150耐温试验抗张强度超过60%，导线迁移点的温 度国外技术产品为80，硅谷导线的迁移点温度为60。08年12月在华北 电网500kV万顺回输电线路挂网试运行。价格要比远东集团便宜20%左 右。 需要说明的是碳纤维复合导

11、线目前国内相关的标准、规范还是空白状态， 这为线路的验收、运行等工作带来了难度。 从上面的介绍可以看到，由于松套型导线是通过特殊的间隙结构来达到抑 制弧垂效果的，紧线温度不同，抑制弧垂效果也不同，这种导线由于在钢 芯和铝导体之间存在间隙，所以制造以及施工难度比较大；碳纤维导线各 种性能比较好，但价格十分昂贵（常规导线的3-4倍），长期老化性能还需 进一步验证；殷钢芯超耐热铝合金导线虽然钢丝强度低一些，但该导线国 外已广泛应用，它和普通导线具有几乎相同的结构、重量，施工简单方便。 几点思考 国家电网公司提出加快利用“新材料、新工艺、新技术”建设 “资源节约型、环境友好型”的智能化电网，新建输电线

12、路采用高导电率 大截面导线、特种导线等新技术来提高能源输送效率是一种趋势。我们太 原电网中目前还缺少这样的高效率电力输送线路，而新建线路面临工程审 批、土地征用、费用投资大、建设工期长、线路走廊紧张、环保空间小等 难题，建议公司在新建输电线路时争取适当采用部分殷钢倍容量等新型增 容导线导线。 2. 充分利用原有线路架线条件，采用新型增容导线来改造原本已经满负 荷运行的输电线路，特别是对于线路走廊杆塔迁移难度较大的改造线路来 讲这是一种好的方法。 3.对由于公路、建筑形成的导线对地不足，而迁改难度大的运行隐患，在 满足线路导线应力的情况下，利用新型增容导线低弧垂的优势，在原杆塔 基础上对小档距的对地不足旧导线进行更换，必要时可利用新型增容导线 的高温倍容效果适当采用小截面新型增容导线来替代对地不足的旧导线。