浅谈耐热导线在桂林电网中的应用

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[摘 要]随着桂林经济日益发展，桂林市城区用电需求急剧增加，为缓解供电需求矛盾，优化电网电源结构，本文介绍了耐热导线这种新型导线的耐热机理，并在桂林电网中的新建线路中进行了实际的应用，可缓解线路走廊与供电需求的矛盾，并为耐热导线在桂林电网中的应用积累了宝贵的经验，产生显著的经济效益和社会效益。

[关键词]耐热导线；桂林电网；应用

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0341-02

1 前言

1.1 桂林城区电网现状及桂林世界旅游城分布式能源项目简介

桂林市城区电网位于广西电网东北部，供电范围为桂林市区、临桂县及灵川县，桂林市城区电网用电主要由广西电网和地方电源联合供电。

桂林世界旅游城分布式能源项目位于桂林世界旅游城核心组团的东南侧，处于临桂县二塘镇太平村西南面。项目热负荷为桂林世界旅游城所在区域的工业、公共建筑物、商用建筑物，以及桂林漓泉啤酒厂等。项目以燃烧天然气发电，经过能源的梯级利用，为旅游城核心组团公共建筑、桂林啤酒厂、桂林三金药业等企业供冷、供热和热水，所发电力电量扣除为热负荷等利用和机组厂用电外，其余电力电量全部送入广西电网公司电网。项目已获得广西发展[[和改革委员会的核准，项目已于2014年12月开工建设。

根据电气专业提供资料，华能桂林世界旅游城分布式能源项目装机为3×51+2×25+7MW，合计210MW。为校核电网送出能力，正常方式下，华能桂林世界旅游城分布式能源项目丰、枯水期大方式出力均按167.8MW考虑。

1.2 本工程在系统中的地位和作用

为了缓解桂林市城区供电需求矛盾，优化电网电源结构，满足桂林市城区电网特别是临桂县电网的负荷发展需要，提高电网可靠性和供电质量，提高电网调峰能力，节约能源，促进地方经济发展，建设华能桂林世界旅游城分布式能源项目以及配套建设送出工程是必要的。

2 耐热导线的原理和特性

2.1 耐热原理

早在20世纪60年代日本便开始研制并采用耐热导线。它采用铝锆合金作为导电部分，提高导线的允许运行温度从而提高输送容量。因为铝锆合金可以有效地抵抗高温退火的影响，能够在高达230℃的温度保持它的强度。铝锆合金根据耐热性能分为普通型铝合金（TAL），超耐热型铝合金（ZTAL）和特耐热型铝合金（XTAL）。采用不同型号的耐热铝合金可以制造出不同耐热性能的导线。

2.2 特性（与普通钢芯铝绞线相比）

1、长期工作温度95℃，从而连续容许载流量为同规格普通导线的1.4倍左右。

2、常温下，与普通铝线有着相同的强度，高温运行机械强度保持率能保持在90%以上。

3、无论在常温还是在高温，与普通铝线相比均保持有相同程度的蠕变特性。

4、经实验室盐雾试验和室外大气暴露试验，两种无大的差别。

2.3 使用场合

1、特别适合作变电站、发电厂等大电流输送用母线，可节约工程投Y。

2、在城网线路扩容改造工程中，尤其在线路走廊狭窄地区，只需更换相近截面规格的导线，基本上不需要更换铁塔，即能满足强度和导线对地驰度的要求。

3、在双回路线路中，还可短时承载另一回路的载流量，便于一个回路发生事故时的抢修和维护。

4、在新线路上，采用耐热铝合金导线使线路结构简化，金具及零部件数量减少，对线路的安全运行有很大好处。

2.4 规格

耐热铝合金导线的规格用耐热铝合金线的截面积和钢芯的截面积表示。面积单位为mm2。耐热铝合金导线可生产规格35～800 mm2，钢芯耐热铝合金导线可生产规格95～1440 mm2。

2.5 主要执行标准

1、《钢芯耐热铝合金架空导线》NB/T 42060-2015。

2、《耐热铝合金导线产品执行》Q/ZL 4-2008标准。

3 耐热导线在桂林电网中的应用实例

华能桂林分布式能源项目以110kV一个电压等级接入广西电网公司电网。110kV出线2回，新建1回110kV线路T接飞嘉侯线路，将T接点～侯寨段线路导线进行更换，断开T节点至飞虎的110kV线路，形成1回桂林分布式能源项目～候寨110kV线路；新建1回桂林分布式能源项目～飞虎110kV线路。

3.1 导线选型

桂林分布式能源项目最大送出潮流为167.8MVA，线路在正常运行方式下，分两回路送出，每回送出潮流均按88MVA；在故障运行方式下，单回送出潮流按177MVA考虑。

如果本工程采用1×400普通导线，在40℃工况下的极限送出容量为126.6，不能满足工程的要求，故而考虑采用耐热铝合金绞线。南网标准设计中的铁塔型号适用导线为JL/LB1A-400/35，表1为常见的耐热导线与普通铝包钢芯铝绞线的对比表。

从表中可见，各型耐热导线达到本工程极限输送容量时，导线温度都达到或接近100℃，导线弧垂和对比的钢芯铝绞线相差不大，从导线价格和施工运行方面考虑，结合本工程的实际情况，本工程选用普通钢芯的耐热铝合金绞线NRLH60GJ-400/35。

4 耐热导线设计时的注意事项

通过对华能桂林分布式能源项目的设计，在使用到耐热铝合金绞线的工程中有以下几点需要值得特别注意：

4.1 定位弧垂设计

我们平时在使用普通的钢芯铝绞线进行线路工程定位设计的时候，最高温度一般为采用40℃，本工程的导线选用普通钢芯的耐热铝合金绞线NRLH60GJ-400/35，此种导线极限输送潮流时导线运行温度为95℃，所以我们在校验导线的对地弧垂的时候需要将最高温度设置在95℃，并以此温度作为最高温度来进行导线弧垂定位设计。

4.2 导线金具

耐热铝合金绞线的耐张线夹，因为与耐热导线直接接触，耐热导线运行在较高的温度下容易烧坏金具，同时导线的热量容易通过金具向绝缘子传导，使得绝缘子受热不均，缩短了绝缘子的使用寿命，影响线路运行的稳定性。所以需要专用的耐热金具并且配备专用的散热器，这些专用的耐热金具目前已经可以在南网统一招标的物资系统中找到，在工程选用时为设计人员提供了极大的方便。例如专用的耐张线夹（NY-400/35N），这种线夹与普通的（NY-400/35）线夹相比压缩管较长、管壁较厚、引流板面积更大，耐张线夹的安装示意图，如下图1、图2所示。

在悬垂线夹的选用方面，目前整个南网普遍推荐使用预绞式悬垂线夹，这种线夹与导线接触面积较大，散热比普通的船体线夹更快，因此在高温情况时对绝缘子的影响就非常小，故可以用做耐热导线的悬垂线夹。例如：华能桂林分布式能源项目工程中使用CL-400/35型悬垂线夹，如下图3所示

在防振锤的选用方面，虽然防振锤也和导线有着直接的接触，但是由许多已建的技改项目中可知，使用与普通架空导线相同型号的防振锤即可，例如：FDZ-5型节能防振锤。

5 结论

耐热导线虽然在全国范围内已逐步的推广使用，但是在桂林电网仍然较少，之前虽然也有使用过，但是由于设计和运行经验不足，也仅限于较小的杆塔技改工程中，而在本工程（华能桂林分布式能源项目）根据用户的实际情况，则是全线采用了耐热导线。

根据《桂林市国民经济和社会发展第十二个五年发展规划纲要》中要将桂林建设为现代化国际旅游名城、历史文化名城、生态山水名城的新局面，桂林经济必然持续增长，用电需求持续增加，但是开辟新的线路走廊也变得更为困难。此种耐热导线是普通导线的载流量的1.4倍左右，在线路走廊宽度不变、线路单价是普通线路投资1.3倍左右的的情况下可以做到更经济更合理的电量送出，本工程中的桂林分布式能源项目～飞虎110kV线路已于2017年4月29日成功投运，该项目的成功投运为后续的其他工程采用耐热导线提供了各种可靠的设计运行经验，在桂林电网中产生显著的效益。

参考文献

[1] 王高益，浅谈耐热导线在海南电网的应用，电力技术，2010.

[2] 秦海峰，浅谈耐热架空导线在110kV电网中的应用，沿海企业与科技，2010.