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浅析110kV到500kV架空输电线路中新型导线的应用

2020-07-28顾燕波

中国电气工程学报 2020年2期
关键词:使用寿命碳纤维导线

顾燕波

摘要:近年来,随着国家经济的快速發展,人民生活水平的日益提高,社会的不断进步,对电力资源的需求逐渐的增加。而在电力资源中最关键的就是能够安全的运输电力资源。架空输电线路的作用就是输送电力,将发电厂,变电站以及用户三者之间联系起来,构建成相应的输电网和配电网。同时,在架空输电线的作用是将电流进行对应的传导,因而就使得架空输电线路中的导线非常的重要。又因为传统的导线在一些方面不能很好的发挥作用,重量较重,轻度不高等,而新型的导线具有更多的优点,重量较轻,强度较高,使用寿命长等。为了进一步的探究出新型导线在架空输电线路中的应用,本文对新型导线碳纤维复合芯导线(ACCC)进行全面的分析与研究,并对碳纤维复合芯导线在110kV到500kV架空输电线路中的具体应用进行了仔细的研究。

关键词:110kV到500kV架空输电线路,新型导线,应用

碳纤维复合芯导线(ACCC)

1.1碳纤维复合芯导线的定义

碳纤维复合芯导线属于世界电力输变系统中最佳的新型导线,是借助多种复合的碳纤维导线进行相互的结合而成,碳纤维作为中心层外界是由玻璃纤维进行对应的包装而组成芯棒而周围则是由阶梯界面的软铝线进行缠绕而组成,比起传统架空输电线的导线具有更多的优点,能够适应多种环境,耐腐蚀,强度高,重量较轻,不容易受到破坏等。

1.2碳纤维复合芯导线的特点

1.2.1强度大

碳纤维复合芯导线属于混合固化芯棒,对于抗拉性能较强,而传统的导线的抗拉性能较差,大致在1240--1410MPa左右,碳纤维复合芯导线的强度是传统普通导线的二倍,也就是抗拉强度在2480--2820MPa左右。而且较高的强度能够增加杆与塔之间的间距,从而降低了塔和杆的成本消耗。

1.2.2导电性能高

在碳纤维复合芯导线中,不存在钢芯等钢丝材料因而就避免了钢丝材料引起的磁损失和磁感应而产生的热效应,从而在运送相同量的负荷情况下,产生的运行温度较低,与传统普通的导线相比较,降低了在输送电能过程中的损失,大致在6%附近。关键的是梯形的软铝材料使得碳纤维复合芯导线的横截面积达到普通导线横截面积的1.3倍,进而能够提高导线对电流的运载量,提高碳纤维复合芯导线的工作效率。

1.2.3低弧垂

与传统的钢芯铝绞线相比较,碳纤维复合芯导线具有较高的低驰度的性质,也就是指随着问的上升,传统钢芯绞线驰度上升的较快,而新型的碳纤维复合芯导线的驰度增加的缓慢,仅仅是传统钢芯绞线的0.6倍左右,从而降低了架空线之间的绝缘空间缝隙,使得导线的运行更加安全和可靠。

1.2.4重量较轻

与传统的钢芯绞线相比较,碳纤维复合芯导线的比重较小,使得在同等外径下,碳纤维复合导线的横截面积增大,而且碳纤维复合芯导线在单位长度的重量比传统的钢芯材料轻9%--18%左右。

1.2.5耐腐蚀性强

碳纤维复合芯导线与周边的环境较为亲和,进而使得导线在通电的过程中,避免了铝线与镀锌线之间的电化学反应,从而减缓了导线的老化作用,提高了碳纤维复合芯导线的使用寿命,而新型的ACCC导线比传统的导线的使用寿命高了2倍左右。

1.2.6成本低

因为新型的碳纤维复合芯导线具有比传统导线更多的优点和特性,进而降低了架空输电线路的运营成本。

1.3碳纤维复合芯导线的发展现状

当前的碳纤维复合材料凭借高强度,高模量,耐高温以及重量轻等特点已经应用到各个领域之中,不仅在军事领域得到了应用,在一些输送电等行业也在快速的发展。但是我国对于碳纤维的研究较迟,掌握的技术较少,因而需要加强我国对碳纤维技术的研究力度,进一步的提高我国对碳纤维技术的应用力度。

碳纤维复合芯导线(ACCC)在具体实际架空输电线路中的应用

为了进一步的了解碳纤维复合芯导线在具体实际中的作用,本文对南通供电公司的220kV天刘线架空输电线进行了对应的分析与研究。

在南通供电公司的220kV天刘线架空输电线的改造中,考虑到周边资源的紧张,还要结合周边地形地势的具体情况,提高导线的载流量以及考虑工程所需要的成本等影响,从而选择了新型的碳纤维复合芯导线进行对应的改造工程。但是在具体的改造过程中,因为新型的碳纤维复合芯导线的外层属于退火的导线,材料本身质软,容易受到外界的影响,而且导线的中部属于高强度的复合芯,因而更容易受到损坏,这些问题制约着新型碳纤维复合芯导线的使用。因而相关的技术人员对这些问题进行了对应各分析与研究,并最终提出了解决该问题的应对措施,第一,借助尼龙滑车并且在滑车的槽底加入橡胶垫,来进一步的减少施工过程中对导线造成的损伤以及减少导线与地面直接接触而引起损伤。第二,又因为碳纤维复合芯导线本身不容易折叠与弯曲,为了避免对 ACCC导线造成的弯曲,在一些张角较大的塔和直线塔等使用双向的滑车,同时在进行双向滑车之前,将新型碳纤维复合芯导线与钢丝进行对应的捆扎,从而能够有效的避免在后期进行滑车的过程中对导线的尾线处的开角过大。第三,在进行紧线的过程中时,要严格控制导线的速度,避免导线的速度过快,使得导线与地面发生接触,从而对导线造成一定程度的损伤。第四,在进行施工的过程中,施工的技术人员要有一定的专业技术,最关键的是对导线中间的连接器具以及各种导线的连接方式充分的掌握,并且能够应对各种突发情况的发生,进而完成对应导线的连接工作任务。

对碳纤维复合芯导线(ACCC)在具体实际架空输电线路中应用的分析与研究

在对碳纤维复合芯导线(ACCC)在具体实际架空输电线路中应用中分析出,当今的碳纤维复合芯导线比起传统的钢芯导线,虽然重量轻,强度较高,导电性能较高以及低弧垂和耐腐蚀性强,并且新型的碳纤维复合芯导线复合时代发展的需求,复合绿色发展的要求,但是在具体的施工和应用中发现存在一些不足影响着新型碳纤维复合芯导线的应用效果。

3.1施工过程较为复杂,容易出现误差

应对措施:加强对施工过程的控制力度,其中最关键的是压接金具,各种金具之间的压接方式错综复杂,需要相关的技术人员掌握好对应的施工方法,并且加强对突发事件的应急抢救方法的训练,避免对导线扎还曾损伤,从而影响导线发挥作用。

3.2碳纤维复合芯导线的应用力度较弱,一些问题没有具体的解决方法

当前的碳纤维复合芯导线在架空输电线路中的应用较少,在一些运行方面的知识较少,对于一些碳纤维的老化程度以及对导线的振动的防治方面掌握的经验较少,关键的是没有较多的事例能够进行相关的分析与研究,因而需要进行一步的探索与研究。

3.3碳纤维的使用寿命时间没有明确的规定

在应用碳纤维复合芯导线的过程中,导线自身的使用寿命不仅会受到自身的影响,还会受到化学腐蚀,日常的暴晒,风吹雨打等环境的影响以及在发生故障时没有及时的进行维护和一些其他的损坏的影响。

结语

在本文中,介绍了新型碳纤维复合芯导线的定义,具有的特点以及发展的现状,并且重点分析了在南通供电公司的220kV天刘线架空输电线的应用,在分析与研究中发现,当前的新型碳纤维复合芯导线在架空输电线中的应用程度较小,处于初期的阶段,从而在应用中发生突发的事件时,很难及时做出对应的解决措施,并且对于该新型复合芯导线的使用寿命以及具体的过程没有明确的规定,因而就需要相关的技术人员进行探索与研究,进一步的掌握新型复合芯导线的更多知识和经验,从而提高在后期的应用程度。

参考文献

[1]尤传永.架空输电线路新型复合材料合成导线的开发研究[J].电力建设,2011(11).

[2]梁旭明,余军,尤传永.新型复合材料合成芯导线技术综述[J].电网技术,2006(19).

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