几种新型铝合金扩径导线的设计

雷强　王义芳　鲍松　黄健

摘要：文章将以某750kV线路作为工程依托，以常规扩径导线为基础，引进几种铝合金材料（LHA1、LHA2、LHA3）的梳绞型组合，提出几种新型扩径导线的设计，为工程应用提供了较为实用的参考意义，也为类似工程的导线设计及选型提供了思路。

关键词：扩径导线；铝合金；梳绞型；750kV交流线路工程；输电线路 文献标识码：A

中图分类号：TM244 文章编号：1009-2374（2016）24-0023-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.011

西北地区的750kV交流线路工程中，由于海拔较高，线路产生的电磁环境指标（无线电干扰、可听噪声）往往较高。输电线路的电磁环境指标与导线外径息息相关，解决该问题的方法主要为提高导线外径，而普通导线在加大外径的同时势必增加了导线的有效截面。但是，根据当地750kV线路工程的输送潮流，往往不需要采取过大截面的导线。因此，科研人员研发了扩径导线并在众多750kV工程中开展应用。

常规的扩径导线为梳绞型钢芯铝绞线，即一种将普通钢芯铝绞线抽去部分铝单丝的导线，例如钢芯扩径铝绞线JLK/G1A-310（400）/50，其在钢芯铝绞线JL/G1A-400/50的基础上，不改变钢芯，抽去了12股铝线但未改变外径。该导线以满足输送潮流为前提，在维持钢芯铝绞线JL/G1A-400/50外径的同时，减少了导线截面，大幅减少了工程本体投资。

但常规的扩径导线[钢芯擴径铝绞线JLK/G1A-310（400）/50]电能损耗较高，已有较多学者提出对常规扩径导线进行优化设计，但大多数的优化设计方案仅仅围绕铝、钢材料开展。

本文以常规扩径导线为基础，引进几种铝合金材料（LHA1、LHA2、LHA3）的梳绞型组合，提出几种新型扩径导线的设计，为工程应用提供了较为实用的参考意义，也为类似工程的导线设计及选型提供了思路。

1 工程参数

以某典型750kV单回线路为依据，其工程参数如下：（1）系统额定电压：750kV；（2）正常输送潮流：1000MW；（3）功率因数：0.95；（4）最大负荷利用小时数：5000小时；（5）年损耗小时数：3200小时；（6）上网电价：0.28元/度。

2 新型扩径导线结构

本文的新型铝合金扩径导线围绕钢芯扩径铝绞线JLK/G1A-310（400）/50展开。

如前文所述，图1钢芯扩径铝绞线JLK/G1A-310（400）/50在钢芯铝绞线JL/G1A-400/50的基础上，不改变钢芯，抽去了12股铝线。

2.1 铝合金芯扩径铝绞线

结构示意图

图2的铝合金芯扩径铝绞线是以钢芯扩径铝绞线JLK/G1A-310（400）/50结构为参照（以该导线为基准，下同），将高强度铝合金LHA1替代其中的钢线及两层（18股）铝线，该导线在保持了JLK/G1A-310（400）/50的外径的基础上，减小电能损耗8%。但该导线由于拉重比较低，弧垂增加28%，因此难以在750kV线路中推广。

2.2 中强度铝合金扩径导线

图3中强度铝合金扩径导线JLHA3K-360（450）是以钢芯扩径铝绞线JLK/G1A-310（400）/50结构为参照，将中强度铝合金LHA3替代全部导线单丝（共49股），该导线在保持了外径的基础上，减小电能损耗11%，弧垂增加27%，因此亦难以在750kV线路中推广。

2.3 铝合金芯中强度铝合金扩径导线

图4 铝合金芯中强度铝合金扩径导线JLHA3K/LHA1-250/110结构示意图

图4铝合金芯中强度铝合金扩径导线JLHA3K/LHA1-250/110内部15根为LHA1，外两层为34根LHA3。该导线较基准扩径导线减小电能损耗8%，弧垂虽增加15%，但仍可用于750kV线路中。经测算，其年费用较基准扩径导线可降低1.8%左右。

图5铝合金芯中强度铝合金扩径导线JLHA3K/LHA1-175/185（275）内部25根为LHA1铝合金，外两层为24根LHA3。该导线较基准扩径导线减小电能损耗4%，弧垂增加8%，可用于750kV线路中。经测算，其年费用较基准扩径导线可降低1.5%左右。

2.4 高强度铝合金扩径导线

图6高强度铝合金扩径导线JLHA2K-360（450）是以钢芯扩径铝绞线JLK/G1A-310（400）/50结构为参照，将高强度铝合金LHA2替代全部导线单丝（共49股），该导线较基准扩径导线减小电能损耗2%，抗拉力较强，弧垂减少7%，可用于750kV线路中。经测算，其年费用较基准扩径导线可降低2.2%左右。

3 新型扩径导线分析

本文分析的新型扩径导线中，图2和图3的型式虽然大幅降低导线电能损耗，但由于抗拉力不足导致弧垂较高，难以在目前的750kV线路中进行推广。图4、图5导线型式在弧垂特性满足工程条件的情况下降低了电能损耗，图6导线型式在大幅降低弧垂的情况下亦能有效降低电能损耗，该三种导线均可在类似的工程中进行推广。

值得注意的是，图6导线型式的年费用估算，是在不改变基准方案的立塔方案前提下进行，若能综合利用该导线的弧垂特性优化立塔方案以减少杆塔数量，其年费用将更具优势。

4 结语

本文将某750kV线路作为工程依托，以常规的扩径导线（钢芯扩径铝绞线JLK/G1A-310（400）/50）为基础，引进几种铝合金材料（LHA1、LHA2、LHA3）的组合，提出五种新型铝合金扩径导线的设计方案。经对比分析得出，其中铝合金芯中强度铝合金扩径导线、高强度铝合金扩径导线的年费用较优，为工程实际应用提供了较为实用的参考意义，也为类似工程的导线选型及设计提供了思路。

参考文献

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作者简介：雷强（1986-），男，中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司工程师，硕士，研究方向：输电线路电气设计；王义芳（1982-），男，中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司工程师，硕士，研究方向：输电线路电气设计；鲍松（1989-），男，中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司工程师，硕士，研究方向：输电线路电气设计；黄健（1956-），男，中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司教授级高级工程师，硕士，研究方向：输电线路设计及工程建设管理。

（责任编辑：黄银芳）