节能导线在高压输电线路设计中的应用研究.pdf

94研究与探索Research and Exploration 工艺流程与应用中国设备工程 2023.09（上）在输电线路运行过程中，导线是最关键的部件之一，其不仅要负责输送电能，也要能够实现安全稳定地运行，这样才能够更好地满足人们的用电需求。另外，随着节能环保理念逐渐在各个行业中落实，高压输电线路设计中还应当关注环境保护，并且有效地节约成本，保证造价合适。这也从多个方面给高压输电线路中应用的导线提出了更高的要求，节能导线的应用已经成为大势所趋，在实际应用中应当与建设需求相结合，进行合理的选型，这样才能够在保证高压输电线路运行稳定和安全的基础上，又能够实现经济效益和环境效益的统一。1 导线的常见类型在电力行业飞速发展的背景下，市场上相关的产业也逐渐趋于多样化，从导线的角度而言，在市场上也有多种可供选择的类型，如果在选择时能够综合多方面的因素进行考虑，保证导线类型的适用性，能够很好地实现节能效果。相反，如果选择的导线类型与高压输电线路的实际建设要求不相符，不仅会增加成本，还有可能会影响高压输电线路的性能。在以往进行高压输电线路的设计建造时，钢芯铝绞线是应用最广泛的类型之一。随着科技水平的提升，出现了越来越多类型的导线，并且性能也得到了明显的改善，比如，钢芯导线、金芯导线、铝合金芯导线、圆线同心绞架空导线等。为了能够保证高压输电线路对传输效率和安全的要求，在选择新型导线时，也需要综合考虑，不仅要确保导线性能良好，具备较高的安全性，同时也要关注节能环保方面的需求，这样才能够实现合理的选择。2 导线的性能选择2.1 导线的电气性能在进行高压输电线路设计实施的过程中，要想合理选择导线类型，首先，就要关注导线的电气性能，这一性能会对高压输电线路的输送效率和输送能力产生直接的影响。这也就意味着在进行导线类型的选择时，要确保导线的承载能力能够满足高压输电线路的需求，这样才能够确保高压输电线路高效率运行，即使遇到一些特殊情况，也能够确保整体的安全性。这个过程中，除了节能导线在高压输电线路设计中的应用研究刘彦文（兰州倚能电力设计咨询有限公司，甘肃 兰州 730050）摘要：对于高压输电线路而言，导线的选择是核心的环节，其不仅影响着高压输电线路的输送容量和安全性，同时也关系到高压输电线路的环保性能和成本造价等，也正因为如此，要想保证高压输电线路的建设质量，就要综合多方面的因素进行考虑，合理选择导线类型，这样才能在确保输送性能和输送质量的同时，又能达到节能的目的。基于此，本文针对节能导线在高压输电线路设计中应用的相关问题进行了探讨，希望能够为相关工作开展提供一些参考。关键词：节能导线；高压输电线路；线路设计中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2023）09（上）-0094-03要关注电能产生的导线过载量，也要关注建设区域的气候特点，如果建设区域具有较大的温差，可能会对导线产生一些不良的影响，因此，在进行导线选择时，要保证导线具有较高的适应性，耐热、耐寒性能良好，这样才能够确保导线安全稳定地运行，减少由于环境因素而导致的寿命损耗。如果在温度比较高的地区选择了耐热性能比较差的导线，很可能会导致导线承受的温度超出了范围，进而降低导线的稳定性和安全性，进而引发安全事故。与以往应用的导线相比，圆线同心绞架空导线具有更强的优势，因此，在对导线的各项参数进行计算时，要保证数据的准确性，同时还要考虑多方面因素的影响，对不同类型的导线参数进行对比分析，这样才能够综合判断不同导线的电气性能，保证其输送效率和节能效果。2.2 导线的机械特性导线的机械特性也是在高压输电线路设计中需要关注的重点，由于导线弧垂重量与杆塔之间的关系是非常密切的，因此，在分析和明确导线的性能时，还需要对导线的弧垂性进行详细的分析。另外，关注建设区域的气候情况，在温度比较高的情况下，除了要关注弧垂性，还要考虑导线的自重、拉力等多方面的内容。另外，导线的机械特性是较为复杂的，涉及多种内容，除了以上提到的内容，还包括荷载弧垂、风偏角等。而结合现阶段市场上常见的导线类型来看，圆线同心绞架空导线具有更好的弧垂性，其他类型的导线则在弧垂性这一性能方面区别不大，水平荷载也比较相近。3 节能导线在高压输电线路设计中的应用要点3.1 材料价格在高压输电线路设计和建设中，电气设备和材料的价格占据总成本的大部分比例，因此，要想达到节能的目的，有效控制整体的建设成本，关注材料的价格是非常必要的。设计人员在进行高压输电线路设计的过程中，在对导线的类型进行选择时，首先要考虑高压输电线路的设计要求以及质量要求，在此基础上，尽可能选择性价比较高的导线类型，从而实现材料成设备9上.indd 942023/8/30 14:32:2595中 国 设 备 工 程C h i n a P l a n tE n g i n e e r i n g中国设备工程 2023.09（上）本的有效降低。在进行实际设计的过程中，除了要关注导线本身的价格，也要考虑到性价比。在市场上较为常见的导线类型中，相对来说，圆线同心绞架空导线性价比较高，在进行综合考虑时，可以将这种导线类型纳入其中。3.2 建材损耗在高压输电线路设计及建设时，耗钢量和塔型是影响钢材损耗的关键性因素，同时，钢材损耗也会受到其他参数的影响，比如，线路材料、弧垂度等。通过对现阶段市场上常见的导线类型进行对比分析，比起其他类型的导线，钢芯铝绞线在数据参数方面具有较大的差异，损耗率比较高，因此单从这一方面的因素来考虑，钢芯铝绞线并不具有优势。普通高导电与钢芯铝绞线在垂直负荷以及线材张力等方面数据比较相近，损耗率也较为一致。3.3 造价成本在高压输电线路建设中，选择不同的导线类型，周期也是不相同的，进而会对项目整体的造价成本产生影响。因此，要想达到节能效果，降低造价成本，在进行导线选型时，也需要考虑建设的周期。通常来说，一些比较高档的铝合金导线，周期大概在 3 年左右，而强度中等的则需要 4 年左右，还有一些导线类型，周期甚至能达到 7 8 年。为了能够合理地确定造价成本，要考虑到实际投入的造价成本，也要推算项目的收益。设计人员在进行设计工作时，要做好调查工作，还要结合以往的工作经验，对导线的类型进行科学的分类，并且确定不同导线的造价成本，从而为导线类型的选择提供切实可靠的依据。4 节能导线在高压输电线路设计中的注意事项4.1 按照需求进行考虑由于导线类型的选择会对高压输电线路的输送效率、输送质量、安全性、环保性能、造价成本等多个方面产生直接的影响，因此，结合实际需求，综合各方面因素进行考虑，合理选择导线类型至关重要。而现阶段，市场上的导线类型比较多，性能、特点等也不尽相同，在选择时有一定的困难，因此，在进行选择和采购的过程中，要由专业的人员负责，对各种导线的性能参数等进行具体的调查和分析，避免盲目选择导线类型，以免影响高压输电线路的正常稳定运行。另外，不同类型的导线，品牌和种类的不同，性能也会存在较大的差异，并且导线的使用寿命、在建设过程中的造价成本等，不仅是影响高压输电线路整体效益的关键性因素，还会对输电线路的安全性和稳定性造成直接的影响。如果在导线的选择中只关注到了节约成本，没有考虑其他方面的要素，选择了不适合的导线，或者导线性能难以满足高压输电线路的要求，那么导线很难实现长时间的安全稳定运行，一旦出现故障，或者由于各方面因素的影响导致使用年限降低，再进行线路的更换，不仅还需要再次进行成本的投入，达不到节约成本的目的，同时，还会对高压输电线路的正常运行造成影响。也正因为如此，在进行高压输电线路建设的过程中，导线的合理选择是非常重要的，设计人员在选择导线类型时，要在保证安全性和稳定性的基础上，确保导线能够满足高压输电线路的要求，还要从节能环保等多个角度出发进行考虑，降低对周边环境造成的污染，减少噪音和能耗，考虑到导线可能会引起的噪声、电磁场等问题，也要关注到造价成本，将各种因素整合在一起进行合理的选择，这样一方面能够保证导线的选择满足高压输电线路的需求，另一方面也能够更好地发挥出高压输电线路的效益，促使其安全稳定地运行，为人们对电力能源的需求提供有力的保障。4.2 重视导线电气性能结合高压输电线路的特点来看，输电效率非常高，因此，对导线的电气性能也会有更高的要求。因为对于高压输电线路来说，输电效率越高，导线所承载的电流量也会更高，如果导线的性能不满足高压输电线路的运行要求，那么则很难保证高压输电线路的安全稳定运行。由于导线的电气性能是其输电效率的决定性因素，因此，在针对高压输电线路的导线进行选择时，需要优先考虑电气性能，这是非常重要的一项参考依据。因此，设计人员在对高压输电线路进行设计时，在关注导线类型的同时，要将导线能够承载的电流作为优先关注的内容，如果没有考虑这一方面的要素，即使其他方面的因素都考虑到了，也很难为高压输电线路的安全稳定运行提供保证。同时，在高压输电线路的具体运行中，输电效率除了会受到导线本身电气性能的影响，也会受到周边环境以及气候等因素的影响，因此，在进行电气性能的选择时，还需要考虑周边环境及气候条件的影响，考虑高压输电线路的安全性和输电效率，以此为基础进行合理的选择。另外，通过对导线材料的各项指标进行统计，能够明确在不同温度条件下，导线可能会受到怎样的影响，出现怎样的性能变化等，考虑到在极端条件下，导线是否还能够维持正常的运行状态，如果不能正常运行，可能会出现怎样的情况等，以此为基础确定高压输电线路具体需求的导线电气性能。这样能够有效避免导线在实际运行中受到外界环境条件因素的影响，出现一些难以预料的故障或者问题，进而影响电能的有效传输。例如，钢芯铝绞线的最高承受温度大约是在80，一旦超出了这个范围，故障就会频繁出现，进而对传输的效率产生极大的影响，还会伴随较大的安全隐患，容易引发安全事故，引起重大的损失。4.3 关注导线机械特性在高压输电线路设计中对导线的类型进行选择时，除了要关注导线的电气性能，也要关注机械特性，这也是影响高压输电线路传输效率和安全性的重要因素之一。由于高压输电线路对于导线的弧垂有一定的要求，设备9上.indd 952023/8/30 14:32:2596研究与探索Research and Exploration 工艺流程与应用中国设备工程 2023.09（上）因此，关注导线的机械特性是非常必要的。对于不同类型、不同材质的导线来说，不仅弧垂质量会存在一定的差异，同时，拉力也不尽相同，尤其是一些导线的机械特性还会受到外界因素的影响，就更需要进行综合的考虑和计算。如果导线材料的温度达到了 40甚至更高，设计人员在对高压输电线路进行设计时，就不能再按照一般的思路或者是方式进行设计，而是要对杆塔以及导线的弧垂质量进行重新计算，尤其是要关注导线弧垂的最低点位，进行详细准确的记录，还要计算导线的风偏角数值，这样才能够保证导线实际应用到高压输电线路中时具有良好的适应性，能够适应不同的情况，保证输电线路的安全稳定运行。设计人员在进行设计工作时，需要对周边的风速进行调查，当达到 30m/s 时，导线的垂直荷载数值也会受到相应的影响，因此，应当对塔型构造进行合理调整，从而避免风偏角影响导线的稳定性。同时，在实际进行设计工作的过程中，设计人员不能盲目进行处理，还应当在综合考虑各方面因素的基础上，充分咨询相关专业人员的建议，这样才能够保证导线的机械特性合理。5 结语总而言之，在进行高压输电线路设计的过程中，需近年来，配网覆盖率在不断地提升，各类线路、设备因固定基建场地类的外破、行驶中的车辆类的外破、农用无人机类的外破、外人砍树（超高树木）类的外破现象也正逐年提升。其中，在施工过程中挖断电缆、拉断架空线路等外力破坏所造成的配电线路跳闸，是近年来跳闸事故中所占比例最大的一类。同时，由于外破跳闸往往难以重合成功，会造成线路停运，对电网的安全稳定运行构成了较大威胁。外力破坏以线下违章施工为主，特别是夜间施工，由于看不清导线，难以保证吊车、翻斗车等大型施工机械与带电导线的安全距离，极易发生外破跳闸，对配电线路造成不可挽回的破坏，引发一系列的停电事故，给电力公司和社会固定式防外破预警装置的探究周文博，朱哲明，孙辉（国家电网常德供电公司，湖南 常德 415000）摘要：该装置是一种固定安装在配网线路、设备附近，能通过毫米波雷达实时监测固定基建场所类外破、无人机类外破、外人砍树类外破等事件的发生，并且能够在配网线路、设备 5m 内有异物入侵时，进行灯光预警、警铃预警、语音预警等操作的装置。在外部作业人员有触碰电力导线的风险时，本装置能够及时为作业人员提供警示，同时可通过 4G 通信模块发短信通知装置主人，也能与物联网互联，实现系统在线告警、查询，同时具备 10kV 绝缘功能、抗电磁干扰功能，且易于安装、挂接在裸导线或电力杆塔上等。关键词：防外破；抗干扰；实时监测；声光预警；4G 通信中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2023）09（上）-0096-04带来了巨大的经济损失。因此，能有一种对配网线路、设备外破的固定式防外破装置，实现外破的提前预防，对保障配网线路安全稳定运行具有重大意义。1 现状对于电网设施设备，生活中常见的有杆塔、高压铁塔、变压器、环网柜、配电柜、配电箱等，它们旁边大多安装挂设有警示牌或者喷有警示标语。但物理警示牌显然不能实现白天，特别是夜晚的全天候防触碰、防触电预警功能。对于人类、动物活动都有潜在的安全隐患。针对上述各种问题，有必要设计一种在配电线路、设备附近对外破进行有效预警的装置，能够在第一时间通过要将导线作为重点的内容来考虑，这会对于输电线路的安全性和稳定性产生直接的影响，关系到输电线路能否正常运行。在进行实际选择的过程中，需要关注导线的电气性能、机械特性等，这是对导线传输效率产生直接影响的因素，另外，传统的导线在实际应用中不仅造价成本较高，同时也很难满足节能环保的要求，因此，在现代的高压输电线路设计中，要优先考虑节能导线，这样能够在极大程度上降低高压输电线路的成本投入，还能够达到节能环保的要求，进而促进环境效益和经济效益的统一，这对于电力行业的可持续发展也是具有积极意义的。参考文献：1 赖培敦.浅谈新型节能导线在高压输电线路设计中的选型 J.计算机产品与流通,2019(05):68-69.2 徐略前.“真材实料”助高压输电节能降耗 J.高中生之友,2021(Z3):73.3 高天阳.试析新型节能导线在高压输电线路设计中的选型 J.黑龙江科技信息,2016(36):197.4 王星.输变电工程设计施工与节能环保技术现状分析及发展趋势研究 J.电网与清洁能源,2017,33(11):112-115.5 尤伟任.特高压输电线路用节能型高强、高导铝合金线研制.上海市,上海中天铝线有限公司,2014-07-25.设备9上.indd 962023/8/30 14:32:25