从标准谈架空输电用间隙型导线设计及其应用

从标准谈架空输电用间隙型导线设计及其应用

成祥 肖薇 赵文 柳家宽

航天电工集团有限公司 武汉电缆有限公司 湖北武汉 430120

摘要：随着国民经济的快速发展，电力需求和电力负荷不断增加，为了使输电走廊尽可能多地输送电能和少占用土地资源，许多新建线路和现有线路改造均采用了增容导线来提高单位输送容量和扩容。间隙型架空输电导线（简称间隙型导线）是一种新型的耐热增容节能导线, 近年来广泛应用于重庆、贵州、云南和广州等地区。

关键词：新建线路，增容，间隙导线，节能

1 产品结构特点及其工作原理

根据标准GB/T30550-2014 《含有一个或多个间隙的同心绞架空导线》^[1]和IEC 62420 ：2008 Concentric lay stranded overhead electrical conductors containing one or more gap(s) 规定，常用间隙型导线结构如图所示：

间隙型导线^[2]与其他导线最大不同在于钢芯与内层梯形铝合金线之间有1个间隙。标准规定：中心加强芯可以为镀锌钢芯G1A、G1B、G2A、G2B和G3A，也可以为LB20A、LB27、L30或LB40铝包钢线，其外铝部分可以为LY9硬铝线、LHA1、LHA2高强度铝合金线，也可以NRLH1、NRLH2、NRLH3、NRLH4耐热铝合金线^[3]。在国际上和国内实际工程线路设计应用中，通常根据扩容不同采用耐热铝合金（150℃）或超耐热铝合金（210℃）作为载流元件、中心加强芯采用G4A、G5A、G6A,或LB14和LB20A铝包钢芯，或LBY10和LBY14铝包殷钢线。

高温油脂填充满钢芯与梯形铝线间隙部分^[3]，减少钢芯与铝合金线之间摩擦，铝合金部分和钢芯能独立移动，避免振动时铝合金部分和中心强件受到损伤，强度下降。同时又起到防水和保护中心加强芯作用。导线架设时，铝合金部分不施加任何张力，仅在钢芯上施加张力进行紧线。导线运行时，由于间隙的存在，弧垂增加主要取决于加强芯钢线部分的线膨胀系数，当使用温度升高到紧线温度以上时，其弧垂比普通钢芯铝绞线小得多。因此，在同等温升下，间隙型导线的弧垂远小于普通钢芯铝绞线。可以说，间隙型导线是一种具有低温度转移点的低弧垂增容导线，其传输容量是同等规格钢芯铝绞线的1.6～2.0倍。

2 导线结构设计

标准GB/T30550-2014尽管给出了导线尺寸的推荐值和导线性能，但并没有给出具体结构尺寸，同时也没有适合我国国情的常用规格系列,需要根据工程实际设计型号规格。

间隙型导线设计要考虑中心加强芯线、铝合金型线和圆线结构、间隙大小等参数。以JNRLH1(JX1)/G4A-300/40间隙型导线为例，（1）考虑到导线的电晕放电现象和间隙，将导线外径设计成与相同标称截面的JL/G1A-300/40钢芯铝绞线外径相接近。（2）间隙的大小直接影响到中心加强芯的独立移动性和导线外径大小，也影响导线结构稳性、防振性能和使用寿命，本规格导线设计间隙为1.0mm左右。（3）导电部分采用2层铝合金线，内层采用梯形型线绞合成拱形，与中心钢绞线芯形成自然间隙，外层采用圆形铝合金线，增大导线外径，提高载流量。（4）间隙填充高温油脂，与导线长期使用工作温度相适应，且运行寿命长达30～40年而不丧失防腐和润滑性能。导线结构如下：

3 导线应用举例

重庆某220kV线路工程原用钢芯铝绞线JL/G1A-300/40钢芯铝绞线，由于当场经济发展，用户负荷增加，要求在不改变铁塔和输电走廊情况下，传输容量为原来2倍。根据多种导线方案比较，最终选用型号规格为JNRLH1(JX1)/G4A-300/40间隙型导线。现就原有导线与新设计导线在物理特性参数、载流量和弧垂作比较说明：

从上表可以看出，JNRLH1(JX1)/G4A-300/40间隙型导线在150℃运行时，载流量约为JL/G1A-300/40载流量的2.25倍，而弧垂仅仅只增加约0.2m，几乎不变，完全满足线路增容改造要求，可广泛用于旧线路的增容改造工程。

4 结束语

（1）间隙型导线作为一种新型增容导线，具有传输容量大、弧垂性能好、使用寿命长、自阻尼性能好等优点，具有明显的技术优势，随着中国电力建设发展，应用前景广阔。

（2）随着我国架空导线技术发展，具有型线生产技术和设备厂家均有能力生产间隙型导线，可完全代替同类产品的进口。

（3）对标准几点说明与同行共同探讨：

① 标准中对间隙的大小没有明确规定，尽管我国在实际工程中有应用，但间隙大小、型线形状、与铝线振动时损伤程度、防微风振动效果如何，还需进行长期风洞测试和实际应用长期监测跟踪反馈。

②标准推荐规格中仅仅只有导线直径、钢芯结构，没有给出具体结构，尽管用户可以根据工程实际进行设计制造，建议制定出符合我国国情的系列规格，便于多用户统一制造供应，形成产品标准化和金具系列化。

③目前，间隙型导线尚无统一的施工规范，建议国家有关部门尽快编辑相关施工标准，便于该导线推广和应用。

参考文献：

[1]中国电器工业协会. 含有一个或多个间隙的同心绞架空导线：GB/T30550-2014.北京：中国标准出版社.2014

[2]Gap type thermal-resistant aluminum alloy conductor steel reinforced. J-Power Systems Corp.Japan.2005

[3]陶坊资.增容导线，日本住友电气工业株式会社.EPC.Vol.14,No.1