输电线路增容改造方案选择

输电线路增容改造方案选择

发表时间：2019-05-27T11:22:54.513Z 来源：《电力设备》2018年第35期作者：许毕贵[导读] 摘要：社会电力需求在急剧增加，现有输电线路难以满足电力输送要求，欲新建输电线路，路径通道却日趋紧张，建设投资偏高。

（云南恒安电力工程有限公司云南省 650051）摘要：社会电力需求在急剧增加，现有输电线路难以满足电力输送要求，欲新建输电线路，路径通道却日趋紧张，建设投资偏高。是否有可行的既节约投资又提高输送容量的方法，我们将进行进一步探讨论证。

关键词：电力线路；节约通道；节约投资；增容改造随着社会发展，电力需求在急剧增加，一方面需要新建和完善输电网，但另一个方面，城市周围地区的人口密度也在不断增加，城镇规划在不断扩大，新建输电线路通道的难度越来越大，因此，有效利用已建通道的情况也越来越多。利用已建通道实现提高输送容量的方法，一般有以下2类。

1 原通道拆除重建

部分地区由于受周边环境影响，不具备新建线路的通道条件，则考虑沿用已建线路通道重建，可减小路径协调难度。这样的线路一般建设年限较早、导线截面小、多采用水泥杆架设或杆塔呼高低、杆塔继续运行存在较大风险。该方式优点在于重建线路电压等级、导线截面、架设方式选择面广，缺点是投资高、拆除重建的塔位需具有避让原杆塔基础的地形条件、停电时间长。

2 沿用已建杆塔更换导线

受周边环境影响，不具备新建线路通道的条件、不可长时间停电、没有重建杆塔地形条件的情况下，可选择更换导线。导线型号的选择主要受杆塔受力、导线弧垂对地或交叉跨越距离的影响。现在市面上常用的增容导线为耐热铝合金绞线，适当提高导线允许温度，可以增大系统稳定载流量，从而提高线路正常输送能力。耐热铝合金绞线的线芯不同，有不同的导线选择，特性亦存在差异。

2.1 钢芯耐热铝合金绞线

钢芯耐热铝合金绞线在电网线路中运用较为广泛，具有成熟的运行经验，国产的钢芯耐热铝合金绞线单价约为普通导线的1.3倍左右，载流量是普通导线的1.4至1.6倍，但高温运行时线路的弧垂增加较大。同截面钢芯耐热铝合金绞线的最大弧垂比已建钢芯铝绞线弧垂增加2~3m，只有在已建线路导线对地距离有足够裕度的情况下方可使用。

2.2 碳纤维复合芯绞线

目前国内应用较多的是棒状碳纤维复合芯绞线，是以碳纤维为主要增强纤维与玻璃纤维、树脂复合而成的圆形棒状芯材。碳纤维复合芯棒的密度为2g/cm3，是所有加强芯中密度最小的，约为铝基陶瓷纤维芯的1/2，镀锌钢芯的1/4。碳纤维复合芯棒的抗拉强度是所有加强芯材料中最大的，其抗拉强度达到2500MPa，是镀锌钢线、铝基陶瓷纤维芯的2～2.4倍。具有损耗低、强度高、重量轻、拉重比大、耐腐蚀、线膨胀系数小，线路运行时弧垂小等特点。但碳纤维复合芯导线在运行中亦存在一些不足，如：

a、与金属材料（铝、钢）相比碳纤维复合芯的卷绕和扭转性能差，导致其在施工过程中易被损伤而“带伤”运行；

b、在施工过程中极易起鼓，并且在运行中难以修复，起鼓后松散的铝线导致碳纤维芯长期暴露在空气中，如果运行环境恶劣，对碳纤维芯产生不利影响；

c、碳纤维芯和铝伸缩率不同，施工过程容易发生碳纤维芯“缩芯”现象，一般情况下均有几十米的“缩芯”现象；在运行维护阶段，如果需要剪断导线重新接续，“缩芯”现象容易导致需整根导线更换；

d、碳纤维芯抗弯抗折抗劈裂能力差，施工过程极易导致芯棒破裂；施工过程中导致芯棒出现破裂的原因有以下几点：①施工张力放线过程中，导线受较小弯曲半径的折弯可能造成碳纤维芯棒破损。②在施工中导线紧线位置，在提线、画印过程中，可能出现导线受较小弯曲半径折弯造成碳纤维芯棒受损。③导线在制作耐张管的压接过程中因碳纤维芯棒承受不均匀压力造成破损。

e、失效老化机理不明确。碳纤维复合芯中采用改性环氧树脂，属于高分子有机物，目前老化机理未知，理论老化寿命仅10年左右。环氧树脂作为碳纤维丝的粘合物，它的老化意味着整根复合芯的崩解，且外层软铝不受力，导线会直接断裂。

基于以上优缺点对比，及近年来已挂网运行的碳纤维导线出现过多次断线现象，如江苏泰州、四川、安徽，天津、海南等地区，因此，碳纤维导线在安全运行方面仍有担忧。

2.3 铝包殷钢芯耐热铝合金绞线

铝包殷钢芯耐热铝合金绞线是采用高强度铝包殷钢芯和耐热铝合金线同心绞合而成的一种特种架空导线。利用殷钢材料的低线性膨胀特性获得“低弧垂”，利用耐热铝合金材料获得“大容量”，铝包殷钢芯外表面为铝基材料，与外层绞合铝合金材质无电位差，导线耐电化学腐蚀性能优异，工作寿命可到40年以上。

铝包殷钢芯耐热铝合金绞线与钢芯铝绞线结构性能参数比较如下表所示：

综合分析，铝包殷钢芯耐热铝合金绞线的优点如下：

a、长期运行温度可达210℃，载流容量是传统钢芯铝绞线的两倍。

b、弧垂-张力特性与传统的钢芯铝绞线相当，换线后不改变导线对地及交叉跨越距离。

c、导线安装方法及工艺与传统的钢芯铝绞线相同。

d、不需要对现有的铁塔进行改造或加固。

e、对于大风、重冰区、大跨越区域均可适用。

f、只需更换耐张线夹、悬垂线夹、防振锤为耐热金具，其余绝缘子串及金具可以沿用，方便施工。

铝包殷钢芯耐热铝合金绞线的缺点有：

a、价格较普通钢芯铝绞线昂贵，达5~6倍。

b、线损较普通钢芯铝绞线高。

3 结语

对于输电线路的增容改造，在外部条件允许的情况下，新建通道仍然是主流选择；杆塔呼高、受力条件有裕度情况下，更换为普通钢芯耐热铝合金绞线的方案次之；在条件受限严重情况下，更换导线为铝包殷钢芯耐热铝合金绞线也不失为一种绝处逢生的选择。

参考文献：

[1]冯祝华，许志华，周康.铝包殷钢芯倍容量导线在增容工程中的应用探讨，2013年全国电网设计技术交流会.

[2]蔡建龙.架空线路增容改造导线的选型比较.科技创新导报，2013，NO.05.