交流架空输电线路新型输电技术的研究

降低。输电线路采用大截面导线，将会增加一次性投资，但由于承受更大的应力，设计并建造承受大荷载的杆塔，生产与大截面导线配套的金具是大截面导线广泛应用与发展的关键。目前，我国有许多电线电缆厂家有生产大截面导线的能力，国内大截面导线的施工设备已达工程要求，对于大截面导线的施工已经有了很大的进步，能够独立进行大截面导线的架设，并达到了工程的要求。
    大截面导线输电虽然能够提高输送功率，但随着导线截面的增加，杆塔承受荷载增加，架线施工难度加大，投资费用增加。因此，在应用大截面导线时，要根据线路输送容量的实际需求，适当留有一定的裕度，采用合理的大截面导线即可，不要盲目采用过大截面的导线。
    采用大截面导线不仅能大大提高线路的输送功率，减少线路走廊数；而且由于减小了导线的电阻，线路损耗大大降低，并且表面电场强度降低，电晕损失也相应减小；另外对于超高压和特高压，还能大大减小其无线电干扰和噪声污染。
    大截面导线输电线路的输送容量大，功率损耗小，但由于导线的生产及施工难度大，又要耗费大量钢材。所以，目前还不宜全面采用。根据大截面导线输电技术的优势和特点，大截面导线输电技术用于人口较集中、用电需求大、潮流较集中、短距离输电线路中，能更好地发挥其优势。另外，在一些大容量送出的中短距离输电线路中（如变电站、发电厂出口处），也有很好的利用效果。此外，在超高压直流输电中也适宜采用大截面导线输电技术。

   耐热导线输电技术无论在理论上还是实践中都已成熟，从我国电力今后发展情况考虑，耐热导线输电技术必将会有较大的发展。但应该注意的是，虽然耐热导线输电技术能够提高线路的输送功率，但导线温度提高后会引起驰度加大与线路损耗增加的问题，因此，在采用耐热导线输电技术时要权衡利弊，合理运用。
    架空输电线路所用导线的蠕变特性是影响线路安全运行很重要的指标。无论是常温还是高温，二者均保持有相同程度的蠕变特性。关于耐腐蚀性，经过实验室盐雾试验和室外大气曝露试验，确认耐热铝合金线和普通硬铝线没有大的差别。早期开发的耐热铝合金线，其最大的缺点是电阻率高于普通硬铝线，即导电率低于普通硬铝线，为58％IACS。好的普通硬铝线导电率能达到61％。
    在传统的钢芯铝绞线中用耐热铝合金线代替普通硬铝线就成了钢芯耐热铝合金绞线(TACSR)。虽然这种导线的耐热性能有了很大的提高，导线的载流量也有了相应的提高；但是由于它的导电率比普通钢芯铝绞线低，而且使用温度越高、电阻越大，在钢芯耐热铝合金绞线的问世早期，推广应用受到一定的影响。通过研究发现，能提高金属铝耐热性能的元素还有钛(Ti)和钒(V)。对金属铝导电率影响的程度以锆为最，钛和钒以顺序次之。
    铝合金导线的特性（以Al－Mg－Si热处理型高强度铝合金导线为例），世界上先进工业国的应用面及发展趋势,铝合金导线与钢芯铝绞线相比，由于其强度高、重量轻，并有较好的导电性能（53％IACS）等优点。早在1921年就开始用于架空线。随着输变电技术的提高和输变电线路的发展，铝合金导线愈来愈显示其优越性，国际上五十年代开始采用至今，西欧、北欧、美国、加拿大、日本等国已广泛采用，法国的输电线路几乎90％以上使用铝合金导线，日本也已达50％以上，东南亚各国的使用量在逐年激增（我国目前的应用量还不到1％）。这是由于铝合金导线与钢芯铝绞线相比，有其不可比拟的优点决定的，在长距离、大跨越、超高压输电中，独占优势；在农网改造中，是既先进又经济的好产品，它是普通钢芯铝绞线的更新换代产品，也是节能、节材、节地（节约输电走廊）的产品。 

   在线路狭窄地区，只需要更换相近截面规格的铝线耐热铝合金导线，基本上不需要征用土地更换铁塔，就能满足增加输电容量的要求，使原有线路提高了输电容量40%至60%，不仅节约了大量的工程投资、架塔所需的宝贵的土地资源，而且施工快速，产生了明显的经济效益和社会效益。
    专家分析指出，由于长期以来电网建设投入不足，电网建设欠帐较多，跨区跨省联络线路，大电源送出线路和负荷中心输入线路"卡脖子"现象比较普遍，配网供电能力也相对不足，在一定程度上存在"送不出，落不下，用不上"的问题，制约作用明显，难以满足日益增长的人民生产生活的实际需要。以60%IACS耐热铝合金输电导线改造城乡电网，既节约又环保还能增加输电能力，是一项"绿色制造"的示范项目，具有重大推广应用价值。
    目前，我国架空输电线路所使用的导线基本上仍旧是传统的钢芯铝绞线（LGJ），由于其耐热性能相对较差，输电容量受到一定限制而且输电损失较大。而高强度耐热铝合金是具有较高的抗拉强度又有很好耐热性能的铝合金导体材料，做成导线后使用温度高、耐热性好、载流量大、抗拉力大等突出优点，在国外已普遍使用，效果良好。特高强度耐热铝合金导线用于旧线路改造，增容效果突出，并可节约大量的金属材料和基建投资，尤其适用于需要高强度、容量大的线路，在长距离、大跨越、超高压输电中，独占优势,在电网改造中，是既先进又经济的好产品，它是普通钢芯铝绞线的更新换代产品，也是节能、节材、节地（节约输电走廊）的产品，如大跨越线路，可显著地提高输送容量和线路安全性。特高强度耐热铝合金导线的使用将带来显著地社会、经济效益。将成为我国在大跨越输电线路中一种非常重要的新型架空导线。
    在我国电力线路建设中，特别是在西部地区，遇到越来越多的大跨越或者大落差的区域，需要使用既能输送大电流，又能承受大张力的导线。使用耐热铝合金导线的单价虽然是普通导线的1.58倍，但它比使用普通导线的线路综合造价要低许多。因为它可代替普通架空导线，节约土地资源，而且使线路结构简化，省去许多零部件，在相同导电截面的输电线路上不需要大的投入，尤其在线路走廊狭窄地区，只需要更换相近导电截面的导线，基本上不需要更换铁塔既能满足强度和导线对地尺度安全的要求，可在150℃高温下正常输电（普通导线最高工作温度只有90℃），同时增加了40%～60%的输电容量。由于导电率的提高，可使线路工程节省大量投资。据测算，导电率相差1个百分点，在220KV电压条件下，经济电流密度输送，按现行电价计算，每公里减少电力损耗将达20万元左右。