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[架空電纜] 交流架空輸電線路新型輸電技術的研究
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交流架空輸電線路新型輸電技術的研究
1.緊湊型輸電技術
緊湊型輸電技術是采用縮小相間距離、優(yōu)化導線排列、增加相分裂子導線根數(shù)等改變線路幾何結構等方法，從而壓縮線路走廊占地并提高其輸電能力的新型輸電技術。
1.1高自然功率緊湊型線路
高自然功率緊湊型線路突破傳統(tǒng)的設計原則，采用加大分裂間距和增加分裂數(shù)目，改造分裂結構，優(yōu)化導線排列的方法，增大導線的電容，減少線路的波阻抗，從而獲得大幅度提高輸電的傳輸能力。通常能將線路的傳輸功率提高50%～70%。
高自然功率緊湊型線路子導線表面的場強和分布比常規(guī)線路的分布要均勻得多，并且大大提高了導線表面的利用率，在無線電干擾和電暈損失等方面均能控制在一個可以接受的水平。
由于高自然功率緊湊型線路子導線的排列呈橢圓型、拋物線型等，各個相鄰子導線間的距離又有差異，而且沿線子導線間的距離也不相同，這就要求設計和制造多種新的特殊金具結構，線路導線結構往往過于復雜（特別是非對稱布置），尤其在覆冰不均勻條件下導線的舞動問題目前沒有運行經(jīng)驗，增加了線路工程建設和運行維護檢修的復雜性。所以目前國內外高自然功率緊湊型線路實際應用并不多。
1.2一般緊湊型線路
一般緊湊型線路的導線結構和桿塔式不作重大改變。只是導線增加了相分裂子導線根數(shù)，取消桿塔的相間立柱，三相導線都布置在塔窗之內，同時，導線采用三角形排列、V型絕緣子串以限制搖擺幅度，縮小相間距離等簡單措施。通常能將線路的傳輸功率提高30%左右。
一般緊湊型線路的三相導線采用三角形布置，它對減小線路走廊和均勻電荷分布作用顯著。相導線布置和分裂導線結構全部采用對稱分布，便于施工和維護，國內外已有長期安全運行和維護經(jīng)驗。
目前，已經(jīng)能在緊湊型輸電線路上進行多種導電作業(yè)，均能保證帶電作業(yè)人員的安全。對于線路較短，過電壓水平較低的線路，常規(guī)方式的帶電作業(yè)就能滿足要求；而對于線路較長，
evaporative cooling - 蒸發(fā)冷卻 （0） 投訴
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我國對于緊湊型線路已經(jīng)有了國家電網(wǎng)公司標準Q/GDW110-2003《500KV緊湊型架空送電線路設計技術規(guī)定》；電力行業(yè)標準DL/T5217-2005《220～500KV緊湊型架空送電線路設計技術規(guī)定》。從目前的技術水準來看，標準中的相關規(guī)定都是正確的。但從國內外發(fā)展情況分析，緊湊型線路的相關參數(shù)如分裂導線、子導線半徑、相間距離等都有進一步優(yōu)化的空間。
從當前我國電力發(fā)展趨勢開看，大容量電站和遠距離輸電線路的建設正呈突飛猛進之勢，各個電壓等級上推廣和采用緊湊型線路在技術和經(jīng)濟上都是合適的，是改變和提高我國輸電系統(tǒng)傳輸容量一個可行的途徑。 緊湊型輸電技術的線路電容增大、電抗減小、波阻抗減小，自然功率提高。三相電荷平衡度較好（尤其是三角形排列），數(shù)百公里無需換位。潛供電流較一般輸電線路大。
與常規(guī)電路相比，緊湊型輸電線路具有高自然傳輸功率、低不平衡度的優(yōu)點，能較好地解決可用耕地少，傳輸容量需求大的矛盾。緊湊型輸電線路能夠提高自然傳輸功率、走廊利用率而不大增加線路投資和電磁場強，尤其能夠有效地利用寶貴的耕地資源和有限的過江通道。
根據(jù)緊湊型線路的特點及優(yōu)勢，為提高輸電容量，緩解走廊矛盾，降低工程造價，保護生態(tài)環(huán)境，緊湊型線路將在110KV、220KV、330KV、500KV各電壓等級上全方位推廣應用；特別是在負荷中心的城市郊區(qū)及人口稠密、線路途徑往往需多次轉角繞行的地區(qū)。從當前我國電力發(fā)展趨勢，大容量電站和遠距離輸電線路的建設正呈突飛猛進之勢，在遠距離輸電中推廣和采用緊湊型線路不僅在技術和經(jīng)濟上是適合的，而且也是改善和提高我國輸電系統(tǒng)傳輸容量的一個可行的途徑。未來，緊湊型輸電技術將呈多元化發(fā)展格局。
2.大截面導線輸電技術
大截面導線輸電技術是指超過經(jīng)濟電流密度所控制的常規(guī)的最小截面導線（例如220KV，300mm2；500KV，4×300mm2），而采用較大截面的導線（如500KV，4×500mm2，4×630mm2、4×800mm2），以成倍提高線路輸送能力的新型輸電技術。
大截面導線是指超過經(jīng)濟電流密度所控制的常規(guī)的最小截面導線。導線截面增大后，單位長度導線的電阻減小，在熱容量限制內，其允許載流量將增大，從而提高其輸送功率。大截面導線的使用，能夠減少線路走廊數(shù)，節(jié)約土地資源，對我國耕地面積日益短缺的今天有著非常大的優(yōu)勢。隨著導線截面的增加，輸電線路的表面場強減小，電暈損失也相應減小，而地面場強增加，但增加的幅度不大，對輸電線路影響不大。另外無線干擾與噪音污染也大大
state of cure - 硫化程度,硫化狀態(tài) （0） 投訴
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降低。輸電線路采用大截面導線，將會增加一次性投資，但由于承受更大的應力，設計并建造承受大荷載的桿塔，生產與大截面導線配套的金具是大截面導線廣泛應用與發(fā)展的關鍵。目前，我國有許多電線電纜廠家有生產大截面導線的能力，國內大截面導線的施工設備已達工程要求，對于大截面導線的施工已經(jīng)有了很大的進步，能夠獨立進行大截面導線的架設，并達到了工程的要求。
大截面導線輸電雖然能夠提高輸送功率，但隨著導線截面的增加，桿塔承受荷載增加，架線施工難度加大，投資費用增加。因此，在應用大截面導線時，要根據(jù)線路輸送容量的實際需求，適當留有一定的裕度，采用合理的大截面導線即可，不要盲目采用過大截面的導線。
采用大截面導線不僅能大大提高線路的輸送功率，減少線路走廊數(shù)；而且由于減小了導線的電阻，線路損耗大大降低，并且表面電場強度降低，電暈損失也相應減小；另外對于超高壓和特高壓，還能大大減小其無線電干擾和噪聲污染。
大截面導線輸電線路的輸送容量大，功率損耗小，但由于導線的生產及施工難度大，又要耗費大量鋼材。所以，目前還不宜全面采用。根據(jù)大截面導線輸電技術的優(yōu)勢和特點，大截面導線輸電技術用于人口較集中、用電需求大、潮流較集中、短距離輸電線路中，能更好地發(fā)揮其優(yōu)勢。另外，在一些大容量送出的中短距離輸電線路中（如變電站、發(fā)電廠出口處），也有很好的利用效果。此外，在超高壓直流輸電中也適宜采用大截面導線輸電技術。
耐熱導線輸電技術是指采用耐熱導線，提高導線允許溫度，增大導線輸送電流，從而提高線路輸送容量的新型輸電技術。
耐熱導線具有非常好的機電性能，在高溫下仍然保持良好的機械特性。采用耐熱導線，提高導線的允許溫度，從而提高線路的輸送容量，在架空輸電線路上使用耐熱導線，無論從技術上分析還是工程實際應用都是完全可行的，不僅有較多電線電纜廠家的產品可供選擇，同時也有配套金具可供選用，符合我國目前電力發(fā)展的需要。耐熱導線特別適合作變電站、發(fā)電廠等大電流輸送和老線路增容改造線路，可節(jié)約工程投資。我國目前已在許多工程中應用，運行良好，取得了很好的社會效益和經(jīng)濟效益。耐熱導線在較長距離輸電方面必須綜合考慮，特別是系統(tǒng)穩(wěn)定、線路損耗、導線價格和馳度變化較大對桿塔高度的要求等問題。我國已具備了一般耐熱導線與金具的研制和生產的能力，但還需加強更加優(yōu)良的耐熱導線的研制，降低耐熱導線價格。
隨著耐熱導線技術的不斷發(fā)展，將來允許溫度更高，機械性能更好，導電率更高的耐熱導線將會出現(xiàn)。那將會極大推動耐熱導線輸電技術的發(fā)展。
armor rod - 護條;鎧裝桿 （0） 投訴
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耐熱導線輸電技術無論在理論上還是實踐中都已成熟，從我國電力今后發(fā)展情況考慮，耐熱導線輸電技術必將會有較大的發(fā)展。但應該注意的是，雖然耐熱導線輸電技術能夠提高線路的輸送功率，但導線溫度提高后會引起馳度加大與線路損耗增加的問題，因此，在采用耐熱導線輸電技術時要權衡利弊，合理運用。
架空輸電線路所用導線的蠕變特性是影響線路安全運行很重要的指標。無論是常溫還是高溫，二者均保持有相同程度的蠕變特性。關于耐腐蝕性，經(jīng)過實驗室鹽霧試驗和室外大氣曝露試驗，確認耐熱鋁合金線和普通硬鋁線沒有大的差別。早期開發(fā)的耐熱鋁合金線，其最大的缺點是電阻率高于普通硬鋁線，即導電率低于普通硬鋁線，為58％IACS。好的普通硬鋁線導電率能達到61％。
在傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線中用耐熱鋁合金線代替普通硬鋁線就成了鋼芯耐熱鋁合金絞線(TACSR)。雖然這種導線的耐熱性能有了很大的提高，導線的載流量也有了相應的提高；但是由于它的導電率比普通鋼芯鋁絞線低，而且使用溫度越高、電阻越大，在鋼芯耐熱鋁合金絞線的問世早期，推廣應用受到一定的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)，能提高金屬鋁耐熱性能的元素還有鈦(Ti)和釩(V)。對金屬鋁導電率影響的程度以鋯為最，鈦和釩以順序次之。
鋁合金導線的特性（以Al－Mg－Si熱處理型高強度鋁合金導線為例），世界上先進工業(yè)國的應用面及發(fā)展趨勢,鋁合金導線與鋼芯鋁絞線相比，由于其強度高、重量輕，并有較好的導電性能（53％IACS）等優(yōu)點。早在1921年就開始用于架空線。隨著輸變電技術的提高和輸變電線路的發(fā)展，鋁合金導線愈來愈顯示其優(yōu)越性，國際上五十年代開始采用至今，西歐、北歐、美國、加拿大、日本等國已廣泛采用，法國的輸電線路幾乎90％以上使用鋁合金導線，日本也已達50％以上，東南亞各國的使用量在逐年激增（我國目前的應用量還不到1％）。這是由于鋁合金導線與鋼芯鋁絞線相比，有其不可比擬的優(yōu)點決定的，在長距離、大跨越、超高壓輸電中，獨占優(yōu)勢；在農網(wǎng)改造中，是既先進又經(jīng)濟的好產品，它是普通鋼芯鋁絞線的更新?lián)Q代產品，也是節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地（節(jié)約輸電走廊）的產品。
最近，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)明確各省電力部門，必須充分利用現(xiàn)有的電力走廊資源，制定提高送電線路耐受溫度的技術，要采用耐熱導線，增強熱穩(wěn)定水平提高線路的輸電能力。將提高輸電線路導線的運行溫度，作為電網(wǎng)改造的重要手段。國家決定啟動特高壓工程，其中一個重要理由：就是一條特高壓線路走廊相當于五條超高壓線路走廊的輸送容量，以單回路計，單位走廊面積的輸送電力可提高到三倍以上。
inductive coordination - 電感配合(輸電線的) （0） 投訴
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在線路狹窄地區(qū)，只需要更換相近截面規(guī)格的鋁線耐熱鋁合金導線，基本上不需要征用土地更換鐵塔，就能滿足增加輸電容量的要求，使原有線路提高了輸電容量40%至60%，不僅節(jié)約了大量的工程投資、架塔所需的寶貴的土地資源，而且施工快速，產生了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
專家分析指出，由于長期以來電網(wǎng)建設投入不足，電網(wǎng)建設欠帳較多，跨區(qū)跨省聯(lián)絡線路，大電源送出線路和負荷中心輸入線路"卡脖子"現(xiàn)象比較普遍，配網(wǎng)供電能力也相對不足，在一定程度上存在"送不出，落不下，用不上"的問題，制約作用明顯，難以滿足日益增長的人民生產生活的實際需要。以60%IACS耐熱鋁合金輸電導線改造城鄉(xiāng)電網(wǎng)，既節(jié)約又環(huán)保還能增加輸電能力，是一項"綠色制造"的示范項目，具有重大推廣應用價值。
目前，我國架空輸電線路所使用的導線基本上仍舊是傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線（LGJ），由于其耐熱性能相對較差，輸電容量受到一定限制而且輸電損失較大。而高強度耐熱鋁合金是具有較高的抗拉強度又有很好耐熱性能的鋁合金導體材料，做成導線后使用溫度高、耐熱性好、載流量大、抗拉力大等突出優(yōu)點，在國外已普遍使用，效果良好。特高強度耐熱鋁合金導線用于舊線路改造，增容效果突出，并可節(jié)約大量的金屬材料和基建投資，尤其適用于需要高強度、容量大的線路，在長距離、大跨越、超高壓輸電中，獨占優(yōu)勢,在電網(wǎng)改造中，是既先進又經(jīng)濟的好產品，它是普通鋼芯鋁絞線的更新?lián)Q代產品，也是節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地（節(jié)約輸電走廊）的產品，如大跨越線路，可顯著地提高輸送容量和線路安全性。特高強度耐熱鋁合金導線的使用將帶來顯著地社會、經(jīng)濟效益。將成為我國在大跨越輸電線路中一種非常重要的新型架空導線。
在我國電力線路建設中，特別是在西部地區(qū)，遇到越來越多的大跨越或者大落差的區(qū)域，需要使用既能輸送大電流，又能承受大張力的導線。使用耐熱鋁合金導線的單價雖然是普通導線的1.58倍，但它比使用普通導線的線路綜合造價要低許多。因為它可代替普通架空導線，節(jié)約土地資源，而且使線路結構簡化，省去許多零部件，在相同導電截面的輸電線路上不需要大的投入，尤其在線路走廊狹窄地區(qū)，只需要更換相近導電截面的導線，基本上不需要更換鐵塔既能滿足強度和導線對地尺度安全的要求，可在
HAW - Hawaii cable夏威夷電纜 （0） 投訴
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