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特强钢芯软铝绞线在实际工程中应用的全寿命周期分析摘要随着近些年来各电压等级电网的迅速发展，高压架空线路走廊作为一种不可再生资源越来越稀缺，线路走廊占地和地方经济发展用地之间的矛盾也越来越突出，为了最大限度的使用来之不易的走廊资源，提高送电线路的输送容量，各种的新型导线随之应用而生。
本文以濮阳南乐变至顿丘变220kV线路工程参数为参照分析特强钢芯软铝导线的全寿命周期。
关键词特强钢芯软铝导线；节能；增容；应用1 南乐变至顿丘变220kV线路工程概况南乐变至顿丘变220kV线路工程，起于濮阳南乐220kV变电站，终于顿丘220kV变电站，线路全长14km，本期出线两回，同塔双回路架设。
根据系统要求，采用2×630mm2截面导线。
2 导线选型主要原则近年来，国家电网公司提出了“工程建设全寿命周期管理”的先进理念，并提出了“资源节约型、环境友好型”和“新技术、新材料、新工艺”的“两型三新”指导原则。
强调以较低的全寿命费用实现最终功能，创造最大的经济效益、环境效益和社会效益。
近年来根据不同需求出现了诸如高强度铝合金导线、耐热铝合金导线、有机复合材料芯导线，及钢芯软铝导线等。
其中高强度铝合金导线具有较好的弧垂特性，比普通铝更耐腐蚀，但其导电率较低，仅为52.5%～53.0%IACS，因此在截面相同时导致其线路损耗增加；耐热铝合金导线最高运行温度可以达到150℃，输送容量可以增加50%以上，甚至100%，但其导电率也只达到58%IACS，同样会增加线路损耗，这种能源损失是无法弥补的。
为提高导线的导电率，其后出现了包括钢芯软铝导线、有机复合芯导线等以软铝为导体的新型导线，软铝具有63%IACS的导电率，在相同截面时具有更小的电阻，可以减少导线损耗，另外该导线张力主要由芯线承担，因此具有较小的线膨胀系数，在高温时具有较好的弧垂特性，但其中的有机复合芯软铝导线目前价格较高，性价比较低，而钢芯软铝导线在美国和加拿大等国家已有近二十年应用历史，国内也有多个厂家可以生产，并已在多个工程上应用，价格相对较低；根据以上分析，高强度铝合金导线、耐热铝合金导线和钢芯铝合金导线等新型导线不再参与导线选型的详细对比，本文选择工程中常用的普通钢芯铝绞线与特强钢芯软铝导线进行比较。
增容导线选型边界条件的选择韩志军;李显鑫;何健;陈光;陈大斌【摘要】为将更多的新技术、新材料、新工艺应用到电网建设中,叙述了增容导线(碳纤维导线、铝包殷钢芯耐热铝合金导线和应力转移型导线)的结构、电气性能和机械性能,并将主要特性进行对比分析,以220 kV线路双分裂300 mm2导线和500 kV线路四分裂400 mm2导线为例,在导线选型过程中,主要从年费用、导线价格方面对普通钢芯铝绞线与上述3种增容导线进行了技术经济比较,最终得出增容导线选型的边界条件.【期刊名称】《吉林电力》【年(卷),期】2015(043)004【总页数】4页(P28-31)【关键词】导线;选型;增容;节能【作者】韩志军;李显鑫;何健;陈光;陈大斌【作者单位】中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司,长春 130021;国网北京经济技术研究院,北京 100052;中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司,长春 130021;中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司,长春 130021;国网北京经济技术研究院,北京 100052【正文语种】中文【中图分类】TM244目前我国的输电线路主要采用钢芯铝绞线，随着电网升级发展，对架空导线的输送能力、工程应用和经济效益提出了更高要求。
作为电力输送载体的导线应具备在线路运行时降低损耗而节能，在增容的状况下又可以减少改造费用。
用电需求的增加使输电线路上需要输送更多的电能，可采用提高导线运行温度的方法来增加线路输送容量。
随着科技的高速发展，碳纤维导线、殷钢芯耐热铝合金导线和应力转移型特强钢芯软铝型线绞线等增容导线应运而生，并均在线路上得到了广泛应用。
1 3种增容导线简介1.1 碳纤维芯导线碳纤维芯导线为新型复合材料合成芯导线，它的芯线是由碳纤维为中心层和玻璃纤维包覆制成的单根芯棒，外层与邻外层铝线股可根据不同要求制成型线，材质可为耐热铝合金或软铝等。
由于芯棒的外表面为绝缘体的玻璃纤维层，芯棒与铝股之间不存在接触电位差，保护铝导线免受电腐蚀。
应力转移型特强钢芯软铝型线绞线典型结构及技术参数表1、应力转移型特强钢芯软铝型线绞线典型结构一层结构两层结构三层结构图1、应力转移型特强钢芯软铝型线绞线结构图2、应力转移型特强钢芯软铝型线绞线技术参数表表1 应力转移型特强钢芯软铝型线绞线AF(SZ)+S4A导线规格 200+26 200+32 250+33 250+40 315+41 315+50 钢比(%) 13 16 13 16 13 16截面积（mm2）铝200 200 250 250 315 315 钢26 32 33 40 41 50 总226 232 283 290 356 365导线直径（mm）17.8 18.1 19.9 20.2 22.3 22.7 单位长度质量（kg/km) 753.9 800.8 946.3 1001.0 1187.9 1258.2 计算拉断力（kN）61.70 71.80 78.00 89.80 97.30 112.50 拉力重量比（km）8.4 9.1 8.4 9.2 8.4 9.1 20℃直流电阻（Ω/km) 0.1414 0.1414 0.1131 0.1131 0.0898 0.0898以下为参考性资料弹性模量（N/mm2）拐点前71000 74000 71000 74000 71000 74000 拐点后190000 190000190000190000190000190000线膨胀系数（10-6/℃）拐点前15.5 15.0 15.5 15.0 15.5 15.0 拐点后11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5载流量计算条件风速：0.5m/s; 环境温度：40℃；日照强度：1000W/m2; 表面吸收系数：0.9；辐射系数：0.9；工作温度：70℃-150℃载流量运行温度70℃387 388 444 445 512 51380℃473 475 546 548 632 63590℃543 545 627 630 728 731 100℃601 604 696 699 810 813 110℃653 656 756 760 881 885 120℃698 702 810 814 944 949 130℃740 744 859 863 1001 1007 140℃778 783 904 908 1055 1061 150℃814 819 946 951 1104 1111表2 应力转移型特强钢芯软铝型线绞线AF(SZ)+S4A导线规格 400+52 400+64 450+59 450+72 500+65 500+80 钢比(%) 13 16 13 16 13 16截面积（mm2）铝400 400 450 450 500 500 钢52 64 59 72 65 80 总452 464 509 522 565 580导线直径（mm）25.2 25.6 26.7 27.1 28.2 28.6 单位长度质量（kg/km) 1507.9 1601.7 1700.3 1803.8 1884.9 2004.2 计算拉断力（kN）123.50 143.70 139.80 155.30 154.40 172.50 拉力重量比（km）8.4 9.2 8.4 8.8 8.4 8.8 20℃直流电阻（Ω/km) 0.0707 0.0707 0.0630 0.0630 0.0567 0.0567以下为参考性资料弹性模量（N/mm2）拐点前71000 74000 71000 74000 71000 74000 拐点后190000190000190000190000190000190000线膨胀系数（10-6/℃）拐点前15.5 15.0 15.5 15.0 15.5 15.0 拐点后11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5载流量计算条件风速：0.5m/s; 环境温度：40℃；日照强度：1000W/m2; 表面吸收系数：0.9；辐射系数：0.9；工作温度：70℃-150℃载流量运行温度70℃593 594 637 639 679 682 80℃736 739 793 796 848 852 90℃850 854 917 922 982 987 100℃947 951 1023 1027 1096 1101 110℃1032 1036 1115 1120 1195 1201 120℃1107 1112 1197 1203 1284 1291 130℃1176 1183 1271 1277 1365 1372 140℃1240 1247 1340 1347 1440 1447 150℃1299 1306 1405 1412 1510 1518表3 应力转移型特强钢芯软铝型线绞线 AF(SZS)+S4A导线规格 560+73 560+90 630+82 630+101 710+92 710+114 钢比(%) 13 16 13 16 13 16截面积（mm2）铝560 560 630 630 710 710 钢73 90 82 101 92 114 总633 650 712 731 802 824导线直径（mm）29.8 30.3 31.6 32.1 33.6 34.1 单位长度质量（kg/km) 2122.1 2255.4 2386.4 2535.4 2686.2 2858.7 计算拉断力（kN）166.80 193.90 187.40 217.70 210.60 245.60 拉力重量比（km）8.0 8.8 8.0 8.8 8.0 8.8 20℃直流电阻（Ω/km) 0.0508 0.0508 0.0451 0.0451 0.0400 0.0400以下为参考性资料弹性模量（N/mm2）拐点前71000 74000 71000 74000 71000 74000 拐点后190000190000190000190000190000190000线膨胀系数（10-6/℃）拐点前15.5 15.0 15.5 15.0 15.5 15.0 拐点后11.5 11.5 11.5 11.5 11.5 11.5载流量计算条件风速：0.5m/s; 环境温度：40℃；日照强度：1000W/m2; 表面吸收系数：0.9；辐射系数：0.9；工作温度：70℃-150℃载流量运行温度70℃728 731 782 784 841 844 80℃ 912 916 982 986 1060 106490℃1058 1063 1141 1146 1233 1239 100℃1181 1187 1275 1281 1379 1386 110℃1289 1295 1392 1399 1507 1515 120℃1385 1393 1497 1505 1622 1630 130℃1470 1479 1592 1601 1728 1736 140℃1551 1560 1681 1690 1824 1834 150℃1627 1637 1764 1774 1915 1925表4 应力转移型特强钢芯软铝型线绞线常用参数规格导线规格 AF(S)+S4A-95+20AF(S)+S4A-125+20AF(S)+S4A-125+25AF(SO)+S4A-150+25AF(SZ)+S4A-185+30钢比(%) 21 16 20 17 16截面积（mm2）铝95 125 125 150 185 钢20 20 25 25 30 总115 145 150 175 215导线直径（mm）12.8 14.3 14.6 16.2 17.4 单位长度质量（kg/km) 416.6 498.8 537.9 608.4 743.9 计算拉断力（kN）42.20 44.90 53.30 55.50 67.10 拉力重量比（km）10.3 9.2 10.1 9.3 9.2 20℃直流电阻（Ω/km) 0.2963 0.2252 0.2252 0.1885 0.1528以下为参考性资料弹性模量（N/mm2）拐点前78400 73600 77500 74200 73800 拐点后190000 190000 190000 190000 190000线膨胀系数（10-6/℃）拐点前15.5 15.5 15.5 15.5 15.0拐点后11.5 11.5 11.5 11.5 11.5载流量计算条件风速：0.5m/s; 环境温度：40℃；日照强度：1000W/m2; 表面吸收系数：0.9；辐射系数：0.9；工作温度：70℃-150℃载流量运行温度70℃247 291 293 328 370 80℃299 353 355 399 452 90℃341 403 406 457 518 100℃376 446 448 506 574 110℃407 483 486 549 623 120℃434 516 519 587 667 130℃459 546 549 621 707 140℃482 573 577 653 743 150℃503 599 603 683 777表5 应力转移型特强钢芯软铝型线绞线常用参数规格导线规格 AF(SZ)+S4A-210+34AF(SZ)+S4A-240+30AF(SZ)+S4A-240+40AF(SZ)+S4A-280+36AF(SZ)+S4A-300+40钢比(%) 16 13 17 13 13截面积（mm2）铝210 240 240 280 300 钢34 30 40 36 40 总244 270 280 316 340导线直径（mm）18.5 19.5 19.9 21.1 21.9 单位长度质量（kg/km) 844.0 895.4 973.5 1052.4 1138.7计算拉断力（kN）76.10 72.10 88.90 85.80 94.30 拉力重量比（km）9.2 8.2 9.3 8.3 8.5 20℃直流电阻（Ω/km) 0.1346 0.1178 0.1178 0.1010 0.0942以下为参考性资料弹性模量（N/mm2）拐点前73800 70000 74200 70300 70800 拐点后190000 190000 190000 190000 190000线膨胀系数（10-6/℃）拐点前15.0 15.5 15.0 15.5 15.5拐点后11.5 11.5 11.5 11.5 11.5载流量计算条件风速：0.5m/s; 环境温度：40℃；日照强度：1000W/m2; 表面吸收系数：0.9；辐射系数：0.9；工作温度：70℃-150℃载流量运行温度70℃ 400 433 435 476 497 80℃ 490 531 534 586 613 90℃ 563 610 614 674 706 100℃ 624 677 681 749 784 110℃ 677 735 740 815 853 120℃ 725 788 793 873 915 130℃ 769 835 841 926 971 140℃ 809 879 885 975 1022 150℃ 846 920 926 1021 1070表6应力转移型特强钢芯软铝型线绞线常用参数规格导线规格 AF(SZ)+S4A-360+46AF(SZ)+S4A-370+41AF(SZ)+S4A-370+48AF(SZ)+S4A-380+50AF(SZ)+S4A-400+45钢比(%) 13 11 13 13 11截面积（mm2）铝360 370 370 380 400 钢46 41 48 50 45 总406 411 418 430 445导线直径（mm）23.9 24.0 24.2 24.6 25.0 单位长度质量（kg/km)1350.9 1339.3 1394.0 1437.2 1453.2 计算拉断力（kN）109.80 102.30 114.10 118.30 111.70 拉力重量比（km）8.3 7.8 8.4 8.4 7.8 20℃直流电阻（Ω/km) 0.0785 0.0764 0.0764 0.0744 0.0707以下为参考性资料弹性模量（N/mm2）拐点前70200 68400 70500 70600 68600 拐点后190000 190000 190000 190000 190000线膨胀系数（10-6/℃）拐点前15.5 16.0 15.5 15.5 16.0拐点后11.5 11.5 11.5 11.5 11.5载流量计算条件风速：0.5m/s; 环境温度：40℃；日照强度：1000W/m2; 表面吸收系数：0.9；辐射系数：0.9；工作温度：70℃-150℃载流量运行温度70℃555 564 565 574 591 80℃688 698 700 713 734 90℃794 806 808 823 848 100℃883 897 900 916 944 110℃962 977 980 997 1029 120℃1032 1048 1051 1070 1104 130℃1096 1113 1116 1137 1173 140℃1154 1172 1176 1198 1236 150℃1209 1228 1232 1255 1295。
应力转移型导线在架空输电线路中的应用“应力转移型导线”是由铝线和钢芯构成并经应力转移处理的组合导线。
它在制造时预先把应由铝线承担的应力，部分或全部转移给钢芯，在导线架设使用状态下，钢芯便承担大部分或全部应力的一种节能增扩容导线。
其结果改善了导线机械力学性能与弧垂特性，常用所指的“应力转移型导线”为“应力转移型特强钢芯软铝型线绞线”，本文主要针对其优点以及现实中的应用技术进行研究，以供广大同行学习交流。
标签：应力转移导线优点线路应用一、应力转移型导线的主要优点1 输电时节能，或者说输电时减少能耗，在所有输电线路中所用的钢芯铝绞线，不论国外或是国内，导线的铝导体导电率，在20℃时均为61%IACS，即28.264nΩ.m，资源节约型线路用导线的导电率就应该优于61%IACS，例如为62.5%IACS以上至63%IACS，这种导线在输电是其能耗约减少2.5%～3%。
2老线路改造时节材：老旧线路需要增容，几乎无需改变线路，改造杆塔的情况下，可增容50%～80%，甚至100%，节约线路改造的材料及其它相关的费用。
3新建线路节约土地：当需要建设2条线路时，可以采用这种新型导线，简化成1条线路，节约另1条线路的用地，节约投资；或在建设时便蕴藏着输送更大容量的可能。
4 长寿命：导体的材料为软铝，形状为SZ型，这样的结构，使导线更耐振，自阻尼性能更优，抗振能力好，紧密的型线，减缓了导线的腐蚀速度从而大大延长了导线的使用寿命，全周期寿命更长。
5 优良的性价比：应力转移型特强钢芯软铝型线绞线的基本材料仍为生产和使用性能最为稳定，可靠的特高强度钢芯和软铝型线，其价格远比殷钢芯，碳纤维芯，铝基陶瓷纤维芯便宜得多，如果以输送容量计，它的价格几乎和常规的钢芯铝绞线相当，线路还省去杆塔，基础，金具等投资，其性价比最优。
6 安装架设方便，性能可靠，缩短施工周期与费用。
施工和普通导线相近，远比间隙型导线及碳纤维导线的施工方便的多。
应力转移型特强钢芯软铝型线绞线的特性和应用黄豪士上海电缆研究所上海 200093摘要应力转移型特强钢芯软铝型线绞线是我国自行开发，具有自主知识产权的一种节能型增容导线，它既不是一般所指的软铝型线导线，也有别于间隙型导线，它比（铝包）殷钢芯耐热铝合金导线的性能更优越。
在输电时节能；用于新建线路建设，隐藏着输送150%~200%的能力，可节省建设新建线路时的投资和节约用地；用于老旧增容改造时节约材料费用，可用原有杆塔，简化线路改造；其特殊的结构使导线寿命更长，全周期寿命性能优良；它在线路建设，不管是老旧线路改造或新线路建设中都具有优良的性价比，是未来输电线路建设时的一个重要新线种。
本文对应力转移型导线的主要性能做分析比较，并对用于新建线路或老旧线路改造用导线举例说明。
这种导线已在500kV，220 kV，110 kV等各级线路中的10余条线路中试用，均取得良好效果，值得积极推广应用。
关键词应力转移型导线；特强钢芯软铝型线绞线；节能；增容；特性；应用1. 概述电力是能源的最主要的形式。
电能通过输电线路从发电端送往受电端，因此输电线路便是电能输送过程中最主要的部分，输电线是输电线路最最重要的器材。
自解放以来，我国输电线路的建设与日俱增，特别是改革开放后，这种增长更加迅猛。
随着用电量的激增，以前建设的输电线路也已进入更新期，近年来每年我国生产的输电线达百万吨以上，成为世界上输电线生产和应用第一大国。
为了增加线路的输送容量，在新建的线路上可以采用大截面的导线，对于老旧线路的增容，在不更换杆塔的条件下，最有效，最方便的办法就是只更换导线来达到，这类导线是以提高导线的运行温度来增加线路输送容量的。
对于采用提高导线运行温度，增加线路输送容量所用的导线，必须具备当导线在高温下使用时，其中导体强度的降低较小，不得大于10%，并应有较优的导电能力；而且当导线在高温下运行时，弧垂的增量应尽量小，需控制在允许的范围内，这就要求作为导线的加强承力件的热膨胀系数应较小，或者采用导线结构的改进，或者利用人为的办法降低导线的综合热膨胀系数等方法来获得。
