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)中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2010年我國輸配電線損電量達(dá)1710億kWh,全國輸配電線損率為5.98%，折合5985萬tce。四、技術(shù)內(nèi)容：技術(shù)原理近年來，國內(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鋁導(dǎo)體導(dǎo)電率有不良影響，可通過細(xì)晶強(qiáng)化和顆粒強(qiáng)化減少微觀缺陷對導(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、表面電場強(qiáng)度、可聽噪聲和無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中國電力企業(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390萬元，建設(shè)期2年。年可節(jié)約電139.3萬kWh，折合487.6tce，年節(jié)約41.8萬元，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60萬元，建設(shè)期2年。年可節(jié)約電23.8萬kWh，折合83.3tce，年節(jié)約7.1萬元，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產(chǎn)品，各項(xiàng)機(jī)械性能參數(shù)沒有變化。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