CN101221837A - 老输电线路的大容量改造方法及其使用的复合芯铝导线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合芯铝绞线，所述复合芯铝导线包括多根铝绞线及一芯线；多根所述铝绞线在所述芯线的长度方向上环绕所述芯线设置；所述芯线为复合芯；各所述铝绞线的横截面为梯型或扇面型，多根所述铝绞线紧密贴靠排列，所述铝绞线靠近所述芯线的面与所述芯线的外周面贴靠。本发明的复合芯铝绞线在相同截面下可以获得更大的导电面积。本发明还提供了一种老输电线路的大容量改造方法，包括以下步骤：步骤一，拆除老输电线路的架空线；步骤二，架设复合芯铝导线。本发明的改造方法，获得了成本低、施工便利、容量大、工期短的有益效果。

Description

老输电线路的大容量改造方法及其使用的复合芯铝导线

技术领域

本发明涉及电力输配领域，尤其涉及一种老输电线路的大容量改造方法及所使用的铝导线。

背景技术

随着近年来电力负荷的飞速发展，电力需求大幅上升，要求承担电力输送的导线能输送更多的电能。在很多城市街区中原有的电网输电线路已接近甚至超过了设计的许用极限。

原有的输电线路主要有架空线和电缆两种主要型式。其中，电缆由于受输送容量及造价的制约，一般只在对架空空间严格限制的大城市中心城区使用。在大多数区域主网架还是以架空线为主。

目前架空线导线截面主要是1×400mm²，2×400mm²和2×630mm²。如果进一步选用4×630mm²截面的导线，虽然可以满足输送容量要求，但由于导线截面的成倍放大，相应选用的铁塔、基础用料急剧上升，导致建造费用直线上升，工程造价居高不下。

如果采用耐热铝合金线的话，由于该种导线具有线损比较高的缺点，且高温时弧垂增大导致对地限距不足，使得工程费用虽然节省，但在运行期内的综合损耗较大。

如图1所示为原有的输电线路中常用的ACSR钢芯铝绞线，包括用作钢芯的芯条1，以及环绕在外侧的、多根横截面为圆形的铝绞线2，经同向扭曲并外加塑料箍3后形成一钢芯铝绞线。现有技术中常规的老输电线路的大容量改造方法是，将老线路(如ACSR钢芯铝绞线)拆除，敷设更大截面积的新线路或换用耐热导线。但由于城市街区中房屋密集，开发区如雨后春笋般密布，新建线路往往改建时间过长(因老线路需停电拆除后在原址建新塔)，改造费用高(因铁塔重建，重新施放导线)，改造期间不确定因素影响多等导致新、改建工程无法如期完成；如采用改换耐热导线的技术方案，则具有线损较高且导线对地弧垂无法保证等致命弱点。

因此，在满足提高老输电线路的容量要求的同时，如何实现老输电线路的改造，并具有低成本、施工便利、工期短等优点，是本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种载流量大、自重轻的复合芯铝导线。

本发明的另一目的在于提供一种成本低、施工便利、容量大、工期短的老输电线路的改造方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种复合芯铝绞线，所述复合芯铝导线包括多根铝绞线及一芯线；多根所述铝绞线在所述芯线的长度方向上环绕所述芯线设置；所述芯线为复合芯；各所述铝绞线的横截面为梯型或扇面型，多根所述铝绞线紧密贴靠排列，所述铝绞线靠近所述芯线的面与所述芯线的外周面贴靠。

较佳地，所述扇面型的上、下边弧度与所述芯线的弧度相同。

较佳地，各所述铝绞线均经退火。

较佳地，所述芯线为碳纤维复合芯。

较佳地，各所述铝绞线排列成一个以上的同心环型阵列。

本发明还提供了一种老输电线路的大容量改造方法，包括以下步骤：

步骤一，拆除老输电线路的架空线；

步骤二，架设所述复合芯铝导线。

本发明的改造方法，仅需在原有的输电线路上拆除旧电缆，更换新的复合芯铝导线，使一定横截面积内的多根铝绞线得以紧密排列，获得最大的横截面积，以在相同条件下获得最大的载流量。本发明的老输电线路的改造方法，获得了成本低、施工便利、容量大、工期短的有益效果。

本发明的复合芯铝导线由于采用了扇形单线同心层绞导线结构，仅需在原有线路上更换本发明的导线，就可以满足提高导线载流量的要求，同时避免了原有线路的大规模改建，使工期相应缩短。

本发明的复合芯铝导线与传统的ACSR钢芯铝绞线结构相比：

(1)紧压梯形铝线代替了传统的圆形铝线，使得在相同截面下复合芯铝绞线用铝量比钢芯铝绞线多20％～30％，增加了导电面积；

(2)扇形单线同心层绞导线采用了退火工艺的铝线，较铝包钢芯铝绞线导电率更高，提高了传输容量，传输容量由原来的61％提高到63％。

另一方面，在满足同样输送容量的要求下，芯线为碳纤维导线的截面较相应的其他类型导线截面要小，一般可减少30％，而截面减少则可相应使得承受导线荷载的铁塔受力相应减小，相应地可减少铁塔重量，同时由于碳纤维导线拉力重量比大，其弧垂较其他导线为小，也使相应的铁塔高度可适当降低，基础用料相应减少，从而使整个工程造价降低。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是现有技术中钢芯铝绞线的横截面结构示意图；

图2是本发明的复合芯铝导线一具体实施例的横截面结构示意图；

图3是图2中单根铝绞线的横截面结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种老输电线路的大容量改造方法，包括以下步骤：

步骤一，拆除老输电线路的架空线；

步骤二，架设复合芯导线，如图2所示，复合芯导线包括多根铝绞线2及一芯线1，芯线1为碳纤维复合芯。多根铝绞线2成环型阵列，芯线1位于环型阵列中央。各铝绞线2的横截面为梯型，多根铝绞线2之间紧密贴靠排列，外套一塑料箍3。本实施例中，各铝绞线2排列成两个同心环型阵列。如图3所示，各铝绞线2的横截面的上、下边微成同心圆弧，以使铝绞线2的横截面形成一扇形横截面。

本实施例中的铝绞线2均经退火工艺处理。

本发明的复合芯导线具有以下特点：

1)强度大

复合材料的抗拉强度可达到1654MPa，一般的钢丝仅为1240MPa，高强度钢丝可达1410MPa以上。实验证明，复合芯导线(CRAC)的破断力要比传统的ACSR钢芯铝绞线(DRAKE)增加30％。本发明的碳纤维导线ACCC导线的碳纤维和玻璃纤维混合芯棒，其抗拉强度可达到2399MPa比特高强度钢丝的抗拉强度还要大。

2)导电率高，线路胀系数小，弛度小，载流量大

由于复合材料不存在钢丝材料引起的磁损和热效应，而且在输送相同电负荷的条件下，具有更低的运行温度可以降低输电损失6％。另外复合材料的线膨胀系数小，约为0.6×10^-4/℃。在用电高峰期ACCC弛度的变化将比ACSR小40％。综合载流量可比ACSR提高40％以上。

3)重量轻

复合材料的比重约为钢的1/4。以ACSR导线为例，这种规格的ACSR导线单位长度重量为1.623kg/m(其中铝材料部分为1.113kg/m，钢芯部分为0.51kg/m)。如用复合材料代替钢，仅需0.096kg/m。CRAC-121导线的单位长度重量仅为1.217kg/m。因此CRAC-121导线的单位长度重量约为ACSR导线的75％，即CRAC-121导线的重量减轻了25％。对于与DRAKE导线规格具有相同直径(28.14mm)的ACCC导线来说。复合材料芯仅需0.129km/m，导线单位长度重量为1.551km/m。虽然重量比同规格的ACCC导线轻不了多少，但是它的铝材截面积为ACSR导线的1.29倍。因此单位铝材截面积所对应的导线单位长度重量约为ACSR导线的70％，显示了ACCC导线重量轻的优点。

复合芯导线充分发挥了有机复合材料的特长，与现有的各种架空导线相比，具有重量轻、强度大、耐高温、耐腐蚀、线损低、弛度低等优点。

本发明由于采用了上述设计，使一定横截面积内的多根铝绞线得以紧密排列，获得最大的横截面积，以在相同条件下获得最大的载流量。

本发明的铝绞线由于采用了扇形单线同心层绞导线结构，仅需在原有线路上更换本发明的导线，就可以满足提高导线载流量的要求，同时避免了原有线路的大规模改建，使工期相应缩短。

本发明的老输电线路的改造方法，因此获得了成本低、施工便利、容量大、工期短的有益效果。

本发明的复合芯铝导线与传统的ACSR钢芯铝绞线结构相比具有以下优点：

(1)紧压梯形铝线代替了传统的圆形铝线，使得在相同截面下ACCC导线用铝量比钢芯铝绞线多20％～30％，增加了导电面积；

(2)扇形单线同心层绞导线采用了退火工艺的铝线，较铝包钢芯铝绞线导电率更高，提高了传输容量，传输容量由原来的61％提高到63％。

另一方面，在满足同样输送容量的要求下，芯线为碳纤维导线的截面较相应的其他类型导线截面要小，一般可减少30％，而截面减少则可相应使得承受导线荷载的铁塔受力相应减小，相应地可减少铁塔重量，同时由于碳纤维导线拉力重量比大，其弧垂较其他导线为小，也使相应的铁塔高度可适当降低，基础用料相应减少，从而使整个工程造价降低。

综上所述，本说明书中所述的只是本发明的几种较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复合芯铝导线，所述复合芯铝导线包括多根铝绞线及一芯线；多根所述铝绞线在所述芯线的长度方向上环绕所述芯线设置；所述芯线为复合芯；其特征在于：各所述铝绞线的横截面为梯型或扇面型，多根所述铝绞线紧密贴靠排列，所述铝绞线靠近所述芯线的面与所述芯线的外周面贴靠。

2.如权利要求1所述的复合芯铝导线，其特征在于：所述扇面型的上、下边弧度与所述芯线的弧度相同。

3.如权利要求1或2所述的复合芯铝导线，其特征在于：各所述铝绞线均经退火工艺处理。

4.如权利要求1或2所述的复合芯铝导线，其特征在于：所述芯线为碳纤维复合芯。

5.如权利要求1或2所述的复合芯铝导线，其特征在于：各所述铝绞线排列为一个以上的同心环型阵列。

6.一种使用权利要求1至5任一所述复合芯铝导线的老输电线路的大容量改造方法，包括以下步骤：

步骤一，拆除老输电线路的架空线；

步骤二，架设所述复合芯铝导线。

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