220 kV新田长江大跨越输电线路导线选择

王新宽，李亚龙，董心平

（1.重庆电力设计院，重庆 400030；2.山东大学，山东 济南 250002；3.泰安供电公司，山东 泰安 271000）

0 引言

本文所述大跨越线路为宜（昌）——万（州）铁路供电方案中的高峰站——江南站的220 kV双回电源线路，（分别简称220 kV高江Ⅰ线、220 kV高江Ⅱ线），为两条单回路架设，跨越长江处每回均按双回塔设计。

线路地处万州区近郊，沿线为丘陵，海拔在200～550m之间。220kV高江I线全长15.67km，其中长江大跨越段长1860 m（为耐-直-耐，跨江档1405 m）；220 kV高江II线全长15.76 km，其中长江大跨越段长1580 m（为耐-直-耐，跨江档1432 m）。

大跨越段主要气象条件为：t=-5℃，v=35 m/s，b=10 mm。导线选择主要考虑：1）导线截面满足系统规划的载流截面的要求；2）导线应满足无线电干扰及可听噪音的要求；3）导线应能适应线路沿线地形与气象条件等环境条件下机械强度的要求和防振的要求；4）导线应具有良好的弧垂特性；5）按通用化设计原则，导线及导线型号在系统中应是常用的，具备较强的替代性，导线对应的铁塔宜于按通用化原则选择，即运行上便于配置备品、备件；6）符合输电线路“两型三新”、“全寿命周期的设计理念”的技术原则。

1 导线材质选择

本工程导线选取主要立足于国内有成熟制造经验的、在系统中常用的导线型式，并根据我国的导线制造标准进行选取，对此，本工程主要选择了JL/LB14-400/65型铝包钢芯铝绞线、JL/LB14-400/95型铝包钢芯铝绞线和JLHA1/G1A-400/50（GB/T 1179-2008标准）型钢芯铝合金绞线进行比较。

这三种类型导线在大跨越中普遍采用，而且在大跨越线路中有一定运行经验。根据相关文献和本工程计算情况，这三种导线电气性能方面均满足电晕、电压降、无线电干扰以及可听噪音的要求。

1.1 铝包钢芯铝绞线

钢芯铝绞线的钢芯采用高强度的铝包钢线代替钢绞线，便是铝包钢芯铝绞线。该种导线在一定程度上增加了导电截面，导电率低，因此具有很好的电气性能，而且解决了普通导线钢线和铝线的电位差，因此防腐性能特别强。

此导线的弧垂特性较普通导线好，特别在大档距的情况下能显著地降低塔高，高强度的铝包钢线同时也在一定程度上提高了导线的机械强度，导线的抗疲劳强度也较高，但工程投资相对较高。

1.2 钢芯铝合金绞线

钢芯铝绞线的导电材料铝更换为铝合金，便是钢芯铝合金绞线，因此钢芯铝合金绞线的载流主体是铝合金单丝，导线一般采用的两种单丝的导电率分别为53%IACS和52.5%IACS，其单丝拉断强度分别为295MPa 和 325MPa（315MPa）,铝合金单丝结合具有不同强度的钢芯，形成多种不同拉力质量比的导线。因此，该种导线的机械强度高，导线机械过载能力强，跨越档距的适应范围比较大，在国内一些大跨越工程中应用较为广泛，有一定的运行经验。

该种导线同样具有较普通钢芯铝绞线还好的防腐特性，外层的铝合金一般采用铝镁硅合金，钢芯可采用稀土锌铝合金镀层的加强防腐性能；该种导线的缺点是外层铝合金绞线的导电率相对普通钢芯铝绞线低，电气性能相对较差，一般情况下通过提高载流截面的方式来满足电气性能的要求，工程投资相对较高。

推荐比选的导线及其参数见表1。

表1 推荐导线参数表

2 载流量比较

根据规程，新田大跨越载流量计算环境温度按35℃考虑，风速采用0.6 m/s，太阳辐射功率密度采用1000 W/m2。对几种比选导线进行载流量计算，结果见表2。

表2 推荐导线载流量表

由表2可见铝包钢芯铝绞线在导线最大载流量方面具有相对较大的优势，但高强度钢芯铝合金绞线在导线温度70℃和90℃情况下同样能满足系统潮流的要求。

3 机械特性比较

根据 《架空送电线路大跨越设计技术规定》中规定“导线和避雷线平均运行应力的上限，应根据防振措施确定。悬挂点的平均运行应力不宜超过抗拉强度的25%，或按运行经验确定”,因此，在本工程中，导线悬挂点的平均运行应力不超过抗拉强度的25%将是导线设计的控制条件，并应综合考虑铝线和铝合金线的极限应力和抗振疲劳应力的影响、导线的弧垂特性、安全储备及过载能力等方面，来确定线路技术方案，方案比较见表3，以高江II回的跨江档计算。

表3 应力弧垂特性相关经济技术比较表

由表3可看出：

1）JLHA1/G1A-400/50的拉重比与 JL/LB14-400/95基本相当，JL/LB14-400/65的拉重比最小。

2）为满足悬挂点应力小于25%的要求，各导线均需放松，如此一来，JLHA1/G1A-400/50的弧垂特性要好与其他两种导线；JL/LB14-400/65导线的弧垂特性最差。

3）JLHA1/G1A-400/50导线的最大使用张力与JL/LB14-400/95略小，比JL/LB14-400/65要大20.6%。

4）各导线的悬挂点EDT/T都控制在25%以内，但铝线和铝合金线的平均运行应力都较大，考虑到铝合金线极限应力大约是铝线极限应力的1.4倍左右，因此，JL/LB14-400/95型铝包钢芯铝绞线最不利于导线抗疲劳损伤，其次是JL/LB14-400/65型铝包钢芯铝绞线，最好是JLHA1/G1A-400/50型钢芯铝合金绞线。

5）荷载方面JLHA1/G1A-400/50导线最小，JL/LB14-400/95最大。而在覆冰过载方面，三种导线都满足要求。

4 经济性比较

对比选导线从本体投资和运行电能损耗来进行比较。计算时，运行期取25年，年利率取7%，对应年金现值系数为12.41，输送功率取250MW/回，年损耗小时数取 3000h，上网电价取 0.3 元/（kW·h）。

表4 经济技术比较表（以高江II回的跨江档计算）

由表4可见：

1）铝包钢芯铝绞线在降低线路电能损耗方面有优势，按系统规划潮流计算可以得出，JL/LB14-400/95型铝包钢芯铝绞线比JLHA1/G1A-400/50型高强度钢芯铝合金绞线每年节约功率损耗费用约为1.59万元。

2）JLHA1/G1A-400/50型钢芯铝合金绞线在导线使用重量方面较其它两种规格的导线有一定的优势，较JL/LB14-400/65导线节约建设材料费用大约1.29万元。

3）因跨江档距较大，3种导线均需新设计铁塔，JLHA1/G1A-400/50优势最大，分别比 JL/LB14-400/95、JL/LB14-400/65在铁塔钢材的使用上节省约14.5万元和25.5万元。

4）而综合年损耗及期初总投资，可以看出JLHA1/G1A-400/50较其他两种导线分别节省3.46万元和18.37万元。

5 结论

JLHA1/G1A-400/50钢芯铝合金绞线在建设投资和运行损耗费用合计优于JL/LB14-400/65型铝包钢芯铝绞线及JL/LB14-400/95型铝包钢芯铝绞线，且其在提高运行可靠性和运行维护难度方面具备较突出优势，因此建议采用JLHA1/G1A-400/50型钢芯铝合金绞线。

［1］鲁景星，王钢，李健，万志方．±500 kV吉阳大跨越输电线路增容改造导线选择［J］．电力建设，2009（30）：33-36．

［2］张殿生．电力工程高压送电线路设计手册（第二版）［M］．北京：中国电力出版社，2002．

［3］电力工业部电力规划设计总院．架空送电线路大跨越设计技术规定（试行）．1998．