倍容量导线在廊坊110kV输电线路增容改造中的应用 |
| 2013-01-20 14:48 作者：刘素伊 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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据《硅谷》杂志2012年第21期刊文称，针对廊坊张庄至王文110千伏线路改造工程（150导线段），分析采用铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线（倍容量导线）增容的必要性及优越性。就选用的JNRLH3/LBY10-135/25铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线的特性、特点进行阐述。
关键词：铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线；增容改造；线路工程
0前言
随着电力需求的不断增长，对电能输送容量的要求不断提高。建设“资源节约型、环境友好型、新技术、新材料、新工艺”电网系统，以达到“采用先进适用的新技术，提高电网输送能力”。当前很多旧输电线路不堪重负，为解决这个问题，对原有线路进行增容改造志在必行。
在廊坊张庄至王文110千伏线路改造工程（150导线段）项目中，我们对JNRLH3/LBY10-135/25铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线的特点、性能、与普通导线的不同等方面进行了阐述，在达到增容效果的同时，节约了资金。
1增容改造的必要性
改造“张庄至王文”单回110千伏线路王文站进线段线路工程，该段线路始建于2001年底，是在同期建设的张庄至大城单回110kV线路上T接。张庄至大城110kV线路导线为LGJ-240/30钢芯铝绞线，王文T接段线路导线为LGJ-150/25钢芯铝绞线。2004年建设广安220kV变电站时，自广安站新架设一条单回110kV线路给王文110kV变电站供电。原T接王文110kV线路改为由张庄220kV变电站直供，即王文站有两个220kV变电站电源点。但是，王文T接110千伏线路导线并未更换。在王文110kV变电站变压器增容工程后，王文T接段线路导线已不能满足增容后输送电能的需要。因此，需对王文T接110千伏线路进行改造。
2增容改造方案的选取
目前，输电线路增容改造可采用三种方案：①拆除旧线路（包括铁塔），然后采用与普通大截面导线匹配的塔型进行全线重建；②在尽量利用原已建杆塔的基础上更换普通大截面导线（放松张力），采用增加直线杆塔来解决杆塔荷载超设计条件和弧垂较大的问题；③更换成大容量耐热导线，不需更换杆塔（或只增加少量杆塔）。可见，方案①、②存在工程投资高或停电时间长等缺点，目前的旧线增容改造工程倾向于采用大容量导线进行改造。1
倍容量导线是基于少改变甚至不改变原有架空线路条件，采用更换导线实现传输容量增加的一种导线。采用耐热铝合金线和殷钢线进行同心绞合制倍容量导线，具有耐高温、高温弧垂性好、抗拉强度高、使用寿命长等特点，电流传输容量比现有导线提高到2倍以上。铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线是一种低弧垂增容导线，也是倍容量导线的一种。
若王文T接110千伏线路采用LGJ-240/30钢芯铝绞线即可满足王文110kV变电站变压器增容后输送电能的需要，但需拆除旧线路及铁塔，采用与LGJ-240/30匹配的铁塔进行全线重建。为了减少工程投资和停电时间，利用原王文T接110千伏线路的杆塔，将原普通导线改为倍容量导线。这样，既不用增加导线截面还能满足王文站主变增容的需要，导线采用JNRLH3/LBY10-135/25铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线。
3JNRLH3/LBY10-135/25与LGJ-240/30的比较
JNRLH3/LBY10-135/25铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线采用的加强芯用的铝包殷钢线，具有低膨胀特性，温度高时弧垂不变大，是实现换线不换塔的首要条件。更重要的是，铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线存在温度迁移点（俗称为拐点温度）。由于加强芯与外层铝股存在较大的膨胀系数差异，在大电流传输时，导线整体温度会上升。在上升到某一温度（即迁移点温度）时，由于加强芯和铝股的伸长量不一致，导致导线在高于迁移点温度时张力由钢芯承受，此时铝股由于长度大于钢线出现不受力的状态。在低于此温度时，导线整体承受张力。此为温度迁移点特性。因此，导线在高温运行时，所有力学特性仅与钢芯有关，从而获得了低膨胀系数，使导线具备低弧垂的特性。铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线的温度迁移点与导线的架设档距和张力有关，一般为90℃左右。2
其次，JNRLH3/LBY10-135/25铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线的重量与LGJ-150/25钢芯铝绞线相当，远小于LGJ-240/30钢芯铝绞线的重量，也是实现换线不换塔的关键因素。
表1结构性能参数
项目 单位 JNRLH3/LBY10-135/25 LGJ-240/30-24/7
导线结构 No./mm 超耐热铝合金：28/2.45铝包殷钢：7/2.15 铝导线：24/3.60镀锌钢线：7/2.40
单位长度质量 Kg/km 554.8 920.7
额定抗拉力 kN 47.75 75.19
线膨胀系数 10-6/℃ 小于拐点温度：15.8拐点温度～210℃：3.7 19.6
最高运行温度 ℃ 210
表2载流量
导线温度 LGJ－240/30 JNRLH3/LBY10–135/25 LGJ－240/30 JNRLH3/LBY10–135/25 LGJ－240/30 JNRLH3/LBY10–135/25
环境温度10℃ 环境温度25℃ 环境温度40℃
30 290 217
40 452 318 191 143
50 565 391 374 274
60 657 449 489 356 306 222
70 734 499 579 420 461 319
80 803 543 655 474 572 390
90 583 521 449
… … … …
210 908 881 851
计算依据：风速0.5m/s，日照强度0.1W/cm2，表面吸收系数0.9。
JNRLH3/LBY10-135/25铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线的传输电流能力大于LGJ-240/30钢芯铝绞线，达到800A以上。导电用的超耐热铝合金材料，具有超耐热特性，在大电流传输时可能会导致导线发热。超耐热材料的特性是导线在高温度传输时，超耐热材料的强度不受到影响，可以满足长时间大电流传输。
4改造工程设计中的注意方面
张庄至王文110千伏线路改造工程（150导线段）通过对原杆塔档距、原LGJ-150/25钢芯铝绞线弧垂的分析，反复核算新架设导线的最大使用张力不大于原导线的最大使用张力，最终确定JNRLH3/LBY10-135/25铝包殷钢芯超耐热铝合金绞线，安全系数取为2.54。由于大电流传输需要，倍容量导线的耐张线夹尺寸比普通金具稍大，增加了散热面积。倍容量导线的金具需采用其专用金具。
5倍容量导线便于施工
倍容量导线整体结构特点与普通钢芯铝绞线一致，采用张力放线即可实现安装。耐张金具压接、接续管压接、悬垂线夹安装均与普通导线方法相同。但施工单位若首次架设倍容量导线，最好有厂家技术人员现场指导。
6结论
倍容量导线具有耐高温、高温弧垂性好、抗拉强度高、使用寿命长等特点，需按照实际情况进行设计施工。使用倍容量导线不仅可以利用现有线路铁塔和基础，节约土地和空间资源，降低投资成本，更重要的能有效解决供电高峰期间电力传输瓶颈为电力发展提供有力保障。
作者简介：
刘素伊（1979-），女，汉族，天津人，硕士研究生，工程师，冀北电力有限公司电力经济技术研究院，从事水工及消防设计、输电线路勘察设计、技经工作等。 |
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