节能型线应用技术研究

1、节能型线工程应用技术研究第二次中间检查汇报江 苏 省 电 力 公 司江 苏 省 电 力 设 计 院2010年10月1工作情况汇报 223主要预期成果4阶段性成果下一步工作计划1项目概况3一、项目概况4 节能型线既具有优良的机电性能，又具备突出的节能优势，与常规圆导线及其它新型导线相比，节能型线在新建线路中应用优势明显，且无突出的不足之处，是极有推广潜力的导线品种。 根据国家电网公司2010年依托工程基建新技术研究项目安排，由江苏省电力公司负责新型导线综合比选研究工作，江苏省电力设计院作为项目承担单位进行具体实施。 本项目立项后，经过多次沟通探讨，课题组最终将型线及高导电率型线在线路工程建设中的

2、应用研究作为切入点，试图分析解决节能型线在工程应用中的技术经济问题，为推广这种优秀的新型导线做出铺垫性的工作，给出一些有代表性的结论。 5二、主要预期成果6 节能型线工程应用技术研究科技项目成果形式为科技报告，目前拟订的主要报告包括： 1总报告 2、型线制造及应用调研报告 3、相关试验研究报告 4、电磁环境研究报告 5、技术经济分析研究报告7三、阶段性成果83.1 型线制造和应用情况调研 型线的制造和应用情况调研工作已基本完成，对全国多家导线制造企业、设计、施工及运行单位通过发函、电话及现场交流等多种型式进行了沟通和调研，已大体掌握了目前国内型线制造和应用方面的基本情况。目前正在进行进一步的资

3、料收集和整理工作。93.2 相关试验进展 高导电率硬铝型线的型式试验在上海电缆研究所已全部完成并通过。还完成了型线表面粗糙度系数的测试。 覆冰特性对比试验正在重庆大学高电压与绝缘技术系人工气候环境试验室开展，预计12月中旬可以完成。 电晕、无线电干扰和可听噪声对比试验委托国网电科院高电压研究所开展，目前主要试验内容已基本完成，试验报告正在整理中。 型线自阻尼特性试验已委托上海电缆所开展，目前正在进行中，预计12月中旬可以完成。103.2 相关试验进展 载流量、温升和弧垂特性试验也正在上海电缆研究所进行中，目前已完成型线的载流量试验，正在进行高导电率硬铝型线与普通钢芯铝绞线的载流量温升对比试验以

4、及温升膨胀特性试验，预计十一月中下旬可以结束。 型线配套金具在南京线路器材厂进行研制，其中耐张、接续金具的机械性能试验已经结束，完全满足设计要求，金具的电性能试验正在进行中。 目前上述试验虽均未全部完成，但已有的中间数据已能体现型线特殊结构的技术优势。113.3 电磁环境计算 4400及4630等截面的型线与常规导线电磁环境的初步对比计算已完成，等截面的型线由于外径较小，表面场强高，无线电干扰和可听噪声水平都略高于圆线，但能够满足规程要求。 能够表明型线电磁环境性能优势的关键参数表面光洁度系数也已取得试验支撑，平均约为0.93，明显高于常规圆绞线的0.820.88。 仅就理想情况的理论计算而言

5、，等截面条件下的型线表面场强和电晕临界场强均高于常规导线，两者的Edm/ Ed0比值相当，因此电晕损失水平也大体相当，但考虑到实际运行中常规导线表面更容易积灰而引起电晕、无线电干扰和噪声增大，型线的优势将有所体现。 123.4 全寿命技术经济分析 目前已基本完成高导电率型线电阻损失节能效益的分析计算，目前正在抓紧开展型线降低风荷载的效益分析，需要对等截面或等直径条件下、多种规格和不同钢芯强度的圆线和型线的荷载水平、走廊宽度、杆塔和基础工程量进行详细对比测算，计算量极大，且杆塔所需建模计算及优化选材的周期较长，还需一定时间，预计11月底能完成。 型线降低风荷载的一个关键参数导线体形系数的取值目前

6、也有一定进展。根据国外相关研究文献，在相同外径条件下，型线的风荷载水平在风速高于20m/s时，将显著低于常规导线，风速达到30m/s左右时，大约可比常规导线低40。据此分析，大风工况水平荷载计算中。型线除具有直径小的优势外，体形系数也应该可以有所降低。13四、下一步工作计划14 本项目的试验研究已全面铺开，电磁环境计算和技术经济分析中的几个关键参数也已基本解决，已不存在技术瓶颈。目前主要工作正在开展，制约进度的主要因素在于合作试验单位的进度控制和项目承担单位的人力资源限制。课题组计划11月底完成全部电磁环境计算和技术经济分析内容，并抓紧编制各报告，力争年内完成课题任务，具备验收条件，计划进度如

7、下：15序号时间段内 容111 月1日11 月10日补充完善调研工作，211 月11日至11 月20日编制调研报告，311 月1日至11 月15日完善电磁环境计算工作411 月16日至11 月30日编制电磁环境计算专题报告511 月1日至11 月10日完成间隙圆、杆塔荷载提供给结构专业611 月10日至11 月30日结构完成杆塔和基础工程量计算电气和技经完成电气性能、机械性能及全寿命周期分析计算。712 月1日至12 月10日编制技术经济分析报告812 月1日至12 月15日收集整理各项试验成果，编制相关试验研究报告912 月1日至12 月20日整理汇总，编制总报告16阶段性成果汇报 1723

8、相关试验研究成果4电磁环境计算成果全寿命技术经济分析成果1型线制造和应用情况调研成果18一、型线制造和应用情况调研成果19 目前完成型线研制的企业有无锡华能电缆有限公司、江苏中天科技股份有限公司、江苏通光强能股份有限公司 、江苏远东电缆集团、无锡江南电缆厂、新疆特变电工有限公司、 广东远光电缆有限公司、 山东汉和电缆集团、郑州华力电缆有限公司、 无锡长峰电缆有限公司等10多家企业。 目前型线最高拉制速度可达到15m/s，绞线速度最高可达到每分钟30米（常规圆线拉制速度约22 m/s，绞线速度每分钟32米），各企业总体已具备年生产20万吨生产能力，按500kV同塔双回路4630导线折算，约合40

9、00公里线路的导线用量。但调查也发现实际的硬铝型线钢芯铝绞线工程供货业绩并不多，远未达到生产能力。除无锡华能外，也未见有厂家研制和生产高导电率硬铝线。制造方面 20 国内一些地区已开始在工程实践中使用硬铝型线，电压等级从110kV到500kV均有，部分工程已投产，施工及运行中均无不良反馈。 设计方面，据了解国内一些设计院已有个别正在设计或完成设计的工程采用了硬铝型线提高线路防振、抗冰、防舞性能。设计中应用型线施工器具和绝大部分金具都无须改动，非常方便。但现有设计方案均是按照常规圆线条件直接套用杆塔，并未针对型线的特点开展深入分析研究。 由上述情况可见，型线由于其优良的机械电气性能，工程实践中已

10、开始自发地有所应用，但还需要有针对性的加以提炼和总结，以尽量发挥型线的优势。应用方面 21二、相关试验研究成果22 根据国际大电网协会（CIGRE）的比利时国家电网公司和法国国家电力公司，以及加拿大魁北克水电公司自1998年以来的多篇论文结论：“Z/S”型架空导线由于在不同的结冰条件下的冰雪覆盖情况略有不同，但与传统的圆形架空导线比较，平均可以减少50%左右的冰雪覆盖。 本课题委托重庆大学高电压与绝缘技术系进行型线和圆线的抗覆冰性能试验。试验在大型多功能人工气候环境室进行，该试验室可以模拟雨淋、喷雾、湿度：10100%RH、风速112m/s、可模拟最低气压30kPa、可模拟最高海拔高度9000

11、m等气候环境 。本次课题拟分别采用同直径或同截面的型线与圆线架空导线在不同气候环境下进行结、融冰性能对比。抗覆冰对比试验 23 试验方法：将同直径或同截面的型线及圆线架空导线置于人工气候室中，通过雨淋、喷雾、不同风速等情况下，验证自然状态和通电情况下各种导线的融冰结冰情况。试验条件：风速：36 m/s；温度：结冰-10，融冰5；导线状态：导电状态和自然状态。验证结果：1、相同情况下各种导线的起冰点时间；2、相同情况下各种导线的单位覆冰重量；3、相同情况下各种导线的融冰时间；4、相同情况下各种导线融冰脱落情况。5、分析导线结构对输电线路导线覆冰、覆冰导线舞动、防止导线覆冰及舞动的原理、方法和措施

12、研究。 目前覆冰性能对比试验还正在进行中，预计在12月中旬结束。从目前完成的试验来看，在相同情况下，相同直径型线架空导线比圆线架空导线的起冰时间晚，在相同截面对比时，型线由于外径较小，抗覆冰效果更显著。 抗覆冰对比试验 24 课题组委托上海电缆研究所对钢芯高导电率硬铝型线绞架空导线进行了电晕及无线电干扰试验。试验时升高电压直至用肉眼观察到导线出线可见电晕，位置5min，并记录该电压作为“电晕起始电晕”；然后缓慢降低电压，使试样上电晕消失，并维持5min，记下此时电压，作为“电晕熄灭电压”。重复5次后分别取平均值作为该试样的电晕起始电压和电晕熄灭电压，并根据皮克公式反推出型线的表面粗糙度系数约0

13、.93，明显高于常规导线的0.820.88。电晕、无线电干扰和可听噪声试验 25 本项目还委托国网电力科学研究院高电压所在相同环境中对型线、圆线进行了无线电干扰、可听噪声及电晕损耗的对比测试；试验采用特高压电晕笼测试了8分裂JLX/G2A-505/65导线（子导线直径28.1mm）的电晕特性，并与8分裂LGJ-400/35型导线（子导线直径26.8mm）和LGJ-500/45型导线（子导线直径30mm）电晕特性进行比较。测试的项目包括电晕损失，无线电干扰和可听噪声。电晕、无线电干扰和可听噪声试验 26电晕试验 开始起晕（表面场强14 kV/cm）电晕逐渐变强 (表面场强18kV/cm)强烈电晕 (表面场强24kV/cm)电晕损失测量方法27电晕、无线电干扰和可听噪声试验 电晕对比试验结果两种导线由电晕笼试验得出的导线干燥时电晕损失试验结果。28无线电干扰试验 选择1000kV电压等级猫头塔的塔头尺寸，计算下相导线对地高度为17m时，JLX/G2A-505/65型导线、LGJ400-35型绞线、LGJ500-45型绞线产生的无线电干扰值。0.5MHz无线电干扰横向衰减分布如右图所示。标注点是边相外20m处JLX/G2A-505/65型导