节能导线工程应用技术经济分析(编辑修改稿)

节能导线工程应用技术经济分析(编辑修改稿)内容摘要：

1340 325 295 250 165~200 165~200 抗拉强度（ MPa）（ ） 1290 315 295 240 160 160 最小延伸率（ 250mm） % ~ *（ ） ~ ~ 导电率（ IACS%） 9 61 63 密度（ t/m3） 线膨胀系数（ 106/℃） 23 23 23 23 23 电阻温度系数（ 1/℃ ） 执行的标准 GB/T 34282020 GB/T 233082020 国网 企标（报批稿） GB/T 17048009 Q/GDW 6322020 注： *（）内为非热处理工艺产品延伸率 淮南～南京～上海 1000kV 输电线路工程 节能导线 工程应用技术经济分析 13 绞线参数和相关标准 各类 节能 导线 所遵照的标准，除国标《 圆线同心绞架空导线 》 (GB/T 11792020)外，各厂家也有自己的企业标准，大多与 GB/T 117983 的钢芯铝绞线规格对应等截面。 为统一规格参数、便于统一平台比较和招标，国家电网发布和在编一 系 列节能导线标准，包括： 《 高导电率钢芯铝绞线 》 （ Q/GDW 6322020） 、《铝合金芯 高导 铝绞线》（国网企标报批稿） 和《中强度铝合金绞线》（国网企标报批稿）。 本次报告均采用了上述国网企标的规格参数。 为与本工程可研评审意见确定的 8 JL/G1A630/45 钢芯铝绞线匹配， 选择 了 3 种 等 截面 的 节能 导线 与钢芯铝绞线 进行比较，分别为：高 导 电 率 钢 芯 铝 绞 线 JL(GD)/G1A630/45 、 铝 合 金 芯 铝 绞 线JL/LHA1465/210 和 中强度铝合金绞线 JLHA3675，各 种导线的 主要技术参数列入表 22。 需要指出的是，考虑到上述国网企标尚未完全发布，并且照顾阅读习惯的考虑，本报告所用导线型号命名与国网企标有一定差异， 表 22 给出 了 对照关系。 表 22 导线型号及技术参数表 导线型号 JL/G1A 630/45 JL(GD)/G1A 630/45 JL/LHA1 465/210 JLHA3 675 国网企标对应型号 JL4/G1A 630/45 JL1/LHA1 465/210 JLHA3 675 根 直径(mm) 钢 (铝合金 ) 7 7 19 铝 (铝合金 ) 45 45 42 61 截面积(mm2) 钢 (铝包钢 )/ 铝(铝合金 ) 总截面 674 铝钢截面比 直径 (mm) 单位质量 (kg/km) 计算拉断力 (N) 150450 150190 137020 161700 淮南～南京～上海 1000kV 输电线路工程 节能导线 工程应用技术经济分析 14 20℃ 直流电阻（ Ω/km） 执行的标准 GB/T 11792020 Q/GDW 6322020 国网企标（报 批稿） 国网企标（报批稿） 注： 根据目前导线制造工艺水平， 表中 JL/LHA1465/210 的直流电阻值按照JL/LHA2465/210 取。 淮南～南京～上海 1000kV 输电线路工程 节能导线 工程应用技术经济分析 15 3 导线机 电 特性 导线弧垂 导线的弧垂特性与导线的计算拉断力、铝钢截面比、自重等因素有关。 随着 高温弧垂的 减小 ，施放档距将 增加 ， 理想情况下 杆塔数量可减少。 各导线 40℃ 弧垂、施放档距及杆塔数量的计算结果见表 31。 表 31 各导线 40℃ 弧垂、施放档距及杆塔数量 导线型号 JL/G1A JL(GD)/G1A JL/LHA1 8 JLHA3 8 JLHA3 630/45 630/45 465/210 675 675 （正常） （放松） 40℃弧垂 (Ldb=400m) 弧垂 (m) 差值 (m) 0(基准 ) 40℃弧垂 (Ldb=500m) 弧垂 (m) 差值 (m) 0(基准 ) 40℃弧垂 (Ldb=600m) 弧垂 (m) 差值 (m) 0(基准 ) 施放档距 档距 (m) (呼高 51m) 百分比 (%) 100(基准 ) 杆塔数量百分比 (%) 100(基准 ) 注： 上表最后一列数据为 JLHA3675 放松至与 JL/LHA1465/210 相当水平 的值，下同。 4 种导线 中 ， 钢芯铝绞线 JL/G1A630/45 与 高导电率钢芯铝绞线JL(GD)/G1A630/45弧垂特性基本相同。 铝合金芯铝绞线 JL/LHA1465/210 弧垂特性略差，小档距下基本可以忽略，但 在大档距条件下，铝合金芯铝绞线相对于普通导线 体现出一定的 劣势。 中强度铝合金绞线 JLHA3675 正常使用时 弧垂特性最好 ， 大档距条件下优势更明显 ，理想条件下平均档距 500m 时可降低直线塔呼高约。 该导线 放松使用时 弧垂特性 与铝合金芯铝绞线基本一致。 导线过载能力 淮南～南京～上海 1000kV 输电线路工程 节能导线 工程应用技术经济分析 16 计算覆冰过载能力时，弧垂最低点的最大张力不超过额定拉断力的 60%，悬挂点的最大张力不超过额定拉断力的 66%。 其验算的基本气象条件为：气温 5℃ 、风速 10m/s。 各导线过载能力见表 32。 表 32 导线过载冰厚比较表 导线型号 8 JL/G1A 630/45 8 JL(GD)/ G1A630/45 8 JL/LHA1 465/210 8 JLHA3 675 （正常） 8 JLHA3 675 （放松） 过载 覆冰 能力 (mm) Ld=300m Ld=400m Ld=500m Ld=600m 从上表可看出，由于 中强度铝合金绞线 JLHA3675 导线单位重量轻、 强度高 ，因此 覆冰 过 载 能力最强 ， 放松使用时的过载冰厚达到 25mm以上， 已经 能满足 15mm 中冰区的使用要求。 铝合金芯铝绞线JL/LHA1465/210 的 覆冰 过载 能力 稍差 ， 钢芯铝绞线 JL/G1A630/45和 高导电率钢芯铝绞线 JL(GD)/G1A630/45 覆冰 过载 能力居中 ，均能满足 10mm 轻冰区要求，故 表中 4 种导线均能满足本工程覆冰过载的要求，且有 一定 裕度。 导线耐张串强度选择 随着导线钢铝截面比的减少，自重、张力及绝缘子串的受力随之增加。 导线耐张串安全系数见表 33。 淮南～南京～上海 1000kV 输电线路工程 节能导线 工程应用技术经济分析 17 表 33 耐张串安全系数表（ Ldb=300~600m） 导线结构 挂点张力 (kN) 安全系数 耐张串 强度取 值 (kN) 覆冰 工况 常年 荷载 断联 覆冰 工况 常年 荷载 断联 8 JL/G1A630/45 56972 35732 56590 3550 8 JL(GD)/G1A630/45 56804 35670 56425 3550 8 JL/LHA1465/210 52068 31599 51719 3420 8 JLHA3675（正常） 61442 38401 61081 3550 8 JLHA3675（放松） 52068 31599 51720 3420 从表 33 可知， 铝合金芯铝绞线 8 JL/LHA1465/210 的 挂点张力较小 ， 采用 3 420kN 强度的耐张串即可，其他 3 种导线 正常使用时 均需采用 3 550kN 强度的耐张串。 中强度铝合金绞线 JLHA3675 放松使用时，亦可采用 3 420kN 强度的耐张串。 导线对杆塔荷载的影响 各种导线结构 每 相荷载见表 34。 表 34 各种导线结构 每 相荷载（ kN） 导线型号 8 JL/G1A 630/45 8 JL(GD)/ G1A630/45 8 JL/LHA1 465/210 8 JLHA3 675 （正常） 8 JLHA3 675 （放松） 纵向 荷载 最大 荷载 平均温 水平 荷重 (32m/s) Lh=420 Lh=500 垂直 荷重 (10mm) Lv=550 Lv=700 由于各种导线的 直径 相同，其水平荷载 均相同 ； 钢芯铝绞线JL/G1A630/45 和 高导电率钢芯铝绞线 JL(GD)/G1A630/45 的 垂直 荷载基淮南～南京～上海 1000kV 输电线路工程 节能导线 工程应用技术经济分析 18 本相 同 ， 铝合金芯铝绞线 JL/LHA1465/210 和 中强度铝合金绞线JLHA3675 的垂直荷载 可降低 约 7%； 纵向荷载方面， 铝合金芯铝绞线纵向荷载最低，较普通导线降低约 9%， 中强度铝合金绞线 JLHA3675由于 计算拉断力较大 ， 因此 正常使用时的纵向荷载最高， 导致耐张塔单重增加约 %， 放松使用后与 铝合金芯铝绞线 持平。 导线摇摆角 当基本风速为 32m/s 时 ， 各种导线结构的摇摆角见表 35。 表 35 32m/s 风速各种导线摇摆角 (Kv=) 导线结构 8 JL/G1A 630/45 8 JL(GD)/ G1A630/45 8 JL/LHA1 465/210 8 JLHA3 675 （正常） 8 JLHA3 675 （放松） 大风摇摆角 (176。 ) 操作摇摆角 (176。 ) 雷电摇摆角 (176。 ) 从上表可看出，铝合金芯铝绞线 JL/LHA1465/210 和 中强度铝合金绞线 JLHA3675 的垂直荷载相对较小 ，导线摇摆角 增大 约 3176。 ， 使用时需注意校核定位条件。 导线防振性能 输电线路不可避免要发生微风振动，严重的振动会导致导线的疲劳断股或断线，且随着 铝（铝合金）部 应力的提高而使振动断股发生的可能性随之增大。 选择导线平均运行应力时，应按不同的导线材料的应力分配，使铝股或铝合金股的应力不大于它们各自的疲劳极限。 各种 节能 导线 各层 铝（铝合金）股的单股应力及安全系数见 表 36。 淮南～南京～上海 1000kV 输电线路工程 节能导线 工程应用技术经济分析 19 表 36 铝（铝合金）股的单股应力及安全系数 导线结构 所在 层数 单股应力 （ MPa） 疲劳极限 （ MPa） 破断应力 MPa） 占疲劳极 限 的比例 安全 系数 8 JL/G1A 630/45 1 160 2 3 8 JL(GD)/ G1A630/45 1 160 2 3 8 JL/LHA1 465/210 1 160 2 8 JLHA3 675 （正常） 1 240 2 3 4 5 8 JLHA3 675 （放松） 1 240 2 3 4 5 由上表可以看 出， 钢芯铝绞线 和 高导电率钢芯铝绞线 的 外层铝线应力安全系数及单股应力完全相同，铝合金芯铝绞线的耐振性能稍低，而中强度铝合金导线的 耐振性能明显优于其它几种导线 ，放松使用时优势更明显。 总体来看，三 种节能导 线的防振性能均能满足特高压工程要求。 导线蠕变和初伸长补偿 导线 架设完成后受拉力会释放塑性伸长和蠕变，称为初伸长，并淮南～南京～上海 1000kV 输电线路工程 节能导线 工程应用技术经济分析 20 导致档内线长和弧垂增加。 常规钢芯铝绞线初伸长的处理一般采用降温法，根据不同的铝钢比选取降温度数，计算安装张力和架线曲线。 高导电率钢芯铝绞线 的设计降温取值与常规导线相同。 铝合金芯铝绞线和 中强度铝合金绞线 的降温度数在规范中未给出，应根据蠕变实验数据确定降温度数。 一般按照平均运行张力条件下持续 10 年。