新型節(jié)能導(dǎo)線應(yīng)用技術(shù)

3新型節(jié)能導(dǎo)線應(yīng)用技術(shù)一、技術(shù)名稱：新型節(jié)能導(dǎo)線應(yīng)用技術(shù)二、適用范圍：110kV及以上架空輸電線路三、與該節(jié)能技術(shù)相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗現(xiàn)狀：目前，架空導(dǎo)線的導(dǎo)體材料都采用電工鋁。因鋁線材料的基本特性，我國(guó)架空導(dǎo)線鋁導(dǎo)電率為61%IACS（以電工退火銅的體積電阻率p=0.017241Q?mm2/m為100%IACS）。根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2010年我國(guó)輸配電線損電量達(dá)1710億kWh,全國(guó)輸配電線損率為5.98%，折合5985萬(wàn)tce。四、技術(shù)內(nèi)容：技術(shù)原理近年來(lái)，國(guó)內(nèi)陸續(xù)研制出多種新型節(jié)能導(dǎo)線。與常規(guī)鋼芯鋁絞線相比，鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線、鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線三種節(jié)能導(dǎo)線的電氣和機(jī)械性能基本相同，但節(jié)能效果明顯，在輸電線路建設(shè)中具有普及推廣和應(yīng)用價(jià)值。鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線：導(dǎo)線材料中雜質(zhì)元素的比例是影響導(dǎo)線導(dǎo)電率的因素之一；同時(shí)材料內(nèi)部的晶界、位錯(cuò)、固溶原子等微觀缺陷也對(duì)鋁導(dǎo)體導(dǎo)電率有不良影響，可通過(guò)細(xì)晶強(qiáng)化和顆粒強(qiáng)化減少微觀缺陷對(duì)導(dǎo)電率的影響。鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線：合金單線主要材料成分由電工鋁、鎂、硅等材料合成，添加的元素主要是鎂（Mg）和硅（Si），主要組成物為Mg2Si。在熱處理狀態(tài)下，Mg2Si固溶于鋁中，并通過(guò)人工時(shí)效進(jìn)行硬化，將硅化鎂Mg2Si均勻地析出在合金單線的表面，使合金單線獲得足夠的強(qiáng)度和塑性。鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線：采用63%IACS高導(dǎo)電率鋁線（國(guó)際退火銅導(dǎo)電率為100%IACS），替代普通鋼芯鋁絞線中的61%IACS鋁線；鋁合金芯鋁絞線采用53%IACS高強(qiáng)度鋁合金芯替代普通鋼芯鋁絞線中的鋼芯和部分鋁線，導(dǎo)線外部鋁線與普通鋼芯鋁絞線鋁線相同；中強(qiáng)度全鋁合金絞線全部采用58.5%IACS中強(qiáng)度鋁合金材料。上述三種節(jié)能導(dǎo)線的整體直流電阻值降低，提高了其導(dǎo)電能力，從而降低了電能損耗。三種節(jié)能導(dǎo)線的技術(shù)原理見(jiàn)圖1。圖1三種節(jié)能型導(dǎo)線的原理示意圖關(guān)鍵技術(shù)1）鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線：考慮導(dǎo)線材料中各元素對(duì)導(dǎo)電率的影響，控制各元素的比例，運(yùn)用TiC等專用細(xì)化劑對(duì)晶粒進(jìn)行細(xì)化及強(qiáng)化，合理設(shè)計(jì)模具和壓縮率，減少拉拔工藝增加的殘余應(yīng)力，同時(shí)采用型線的拉拔及絞制工藝的控制，確保生產(chǎn)過(guò)程中型線不翻轉(zhuǎn)、不翹邊。2）鋁合金芯鋁絞線和全鋁合金絞線：通過(guò)鋁基體的合金化的配方組合，及加工工藝及熱處理的控制，使其導(dǎo)電率、強(qiáng)度、延伸率上得到明顯提高。工藝流程三種節(jié)能導(dǎo)線工藝流程分別見(jiàn)圖2、圖3和圖4。五、主要技術(shù)指標(biāo)：1） 鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線的機(jī)械參數(shù)與普通鋼芯鋁絞線相同，鋁合金芯鋁絞線、全鋁合金絞線拉力重量比（弧垂特性）與普通鋼芯鋁絞線基本相當(dāng)；在同等截面下，三種節(jié)能導(dǎo)線直流電阻降低約3%；2） 在等外徑條件下，與普通鋼芯鋁絞線相比，三種節(jié)能導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁環(huán)境、表面電場(chǎng)強(qiáng)度、可聽(tīng)噪聲和無(wú)線電干擾水平基本相同。鋁液優(yōu)化 鋁桿檢驗(yàn)鋁線檢驗(yàn)產(chǎn)品檢驗(yàn)精煉硼化精粒細(xì)化保溫 澆鑄軋制 鋁拉絲產(chǎn)品絞合時(shí)效處理熔煉 鍍鋅鋼芯節(jié)距絞向 鋼芯絞合包裝入庫(kù)鋁錠配料鋼芯絞合鋁錠檢驗(yàn)圖2 鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線主要工藝流程圖鋁錠檢驗(yàn)鋁錠配料鋁液優(yōu)化 鋁桿檢驗(yàn) 鋁線檢驗(yàn) 產(chǎn)品檢驗(yàn)熔煉保溫連鑄連軋鋁拉絲產(chǎn)品絞合時(shí)效處理合金化保溫精煉除氣連鑄連軋鋁合金拉絲包裝入庫(kù)熔煉鋁合金桿檢驗(yàn)鋁合金檢驗(yàn)鋁錠配料鋁錠檢驗(yàn)圖3鋁合金芯鋁絞線主要工藝流程圖鋁合金液優(yōu)化鋁合金桿檢驗(yàn)鋁合金線 產(chǎn)品檢驗(yàn) 檢驗(yàn)熔煉保溫連鑄連軋鋁合金拉絲產(chǎn)品絞合鋁錠配料鋁錠檢驗(yàn)圖4 中強(qiáng)度全鋁合金導(dǎo)線主要工藝流程圖六、技術(shù)應(yīng)用情況：鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線和中強(qiáng)度全鋁合金絞線已通過(guò)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)的鑒定。該技術(shù)已在江蘇省電力公司500kV斗山至常熟南線路、220kV南通西至常青線路中應(yīng)用。七、典型用戶及投資效益：典型用戶：江蘇省電力公司1)建設(shè)規(guī)模：500kV同塔雙回輸電線路，4XJL/G1A-630/45導(dǎo)線，線路全長(zhǎng)約27km。主要建設(shè)內(nèi)容：將原設(shè)計(jì)方案的常規(guī)鋼芯鋁絞線替換為等截面的高導(dǎo)電率硬鋁S/Z型絞線，桿塔和金具不變，主要設(shè)備包括JL(GD)/G1A-630/45高導(dǎo)電率硬鋁S/Z型絞線。與普通鋼芯鋁絞線相比投資額增加390萬(wàn)元，建設(shè)期2年。年可節(jié)約電139.3萬(wàn)kWh，折合487.6tce，年節(jié)約41.8萬(wàn)元，投資回收期9.3年。2)建設(shè)規(guī)模：220kV同塔雙回輸電線路，2XLGJ-630/45導(dǎo)線，線路全長(zhǎng)約9.5km。主要建設(shè)內(nèi)容：將原設(shè)計(jì)方案的常規(guī)鋼芯鋁絞線替換為等截面的高導(dǎo)電率硬鋁S/Z型絞線，桿塔和金具不變，主要設(shè)備包括JL(GD)/G1A-630/45高導(dǎo)電率硬鋁S/Z型絞線。與普通鋼芯鋁絞線相比投資額增加60萬(wàn)元，建設(shè)期2年。年可節(jié)約電23.8萬(wàn)kWh，折合83.3tce，年節(jié)約7.1萬(wàn)元，投資回收期8.5年。八、推廣前景和節(jié)能潛力：該技術(shù)是現(xiàn)有鋼芯鋁絞線的替代升級(jí)產(chǎn)品，各項(xiàng)機(jī)械性能參數(shù)沒(méi)有變化。應(yīng)用鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁絞線可替代各種鋁鋼比值的普通鋼芯鋁絞線，節(jié)能效果明顯。鋁合金芯鋁絞線、全鋁合金絞線比較適合替代鋁鋼比值偏小的普通鋼