中强度全铝合金导线在超高压输电线路上的应用

弘超

　　中强度全铝合金导线是指由抗拉强度为230～265 MPa 的铝合金单丝绞制而成的铝合金绞线。1973 年瑞典研制出了导电率≥58.84% IACS，抗拉强度≥230 MPa 的Al-Fe-Cu-Mg-Be 中强度铝合金导线（Fe≤0.40%，Cu:0.05%～ 0.35%，Mg:0.01%～0.20%，Be:0.001%～0.10%，牌号为AA1120）。瑞典1977 年将中强度全铝合金导线用于400 kV 超高压架空输电线路，取得成功；到1995 年，80%的架空输电线路采用了全铝合金绞线。现在，中强度全铝合金绞线已在欧洲，澳大利亚，美国得到广泛应用。
　　中强度全铝合金绞线（AAAC）之所以在超高压输电线路上有取代以前普遍采用的钢芯铝绞线（ACSR）的趋势，是基于其明显的相对优势：(1) 导线拉重比大，弧垂特性好，可增大输电杆塔档距，降低线路建设投资。AAAC 的总拉断力与其单位长度重量之比要比ACSR高20～39%。(2) 导线延伸率大，AAAC 具有优良的抗过载能力及疲劳特性。(3) 导线高温特性好，AAAC 在较高温度下运行，强度损失较少。在80℃甚至更高温度下持续运行不产生或很少产生强度损失；而且高温运行时还会发生人工时效作用，提高电导率2%～5%。(4)在荷载方面，AAAC 与相同直径的ACSR 相比，在水平荷载相当时，垂直荷载减少10%。(5) 接续金具简单，施工方便。AAAC 由同种材料绞成，故仅需1个接续管。其屈服强度约为铝线的1.5 倍，压缩型接续不易产生导线鼓包或灯笼现象。对耐强跳线可减少压接工作量，提高效率。(6) 导线表面耐损伤。AAAC 的硬度(布氏硬度为85 HB) 为铝线的2倍，但重量比ACSR 轻，施工放线时可减少导线表面擦伤，提高施工质量。高表面质量的导线可减少运行时电晕损失及无线电干扰水平。(7) 在线路运行过程中，AAAC 电能损失少。20℃直流电阻要稍低于ACSR。ACSR 钢芯要产生磁滞损失和涡流损失，而AAAC 无钢芯，交流电阻要比ACSR 低，故电能损失减少，特别是大容量输电时降耗明显。(8) 耐腐蚀。对大气腐蚀具有天然抵抗能力，而且又避免了铝线与镀锌钢线之间的电化学腐蚀，导线运行寿命长。(9) AAAC 的外层铝合金丝的受力较ACSR外层铝丝的受力相对值要小，耐受振动的性能要好。（10）生产工艺简便，成本低，效率高。
　　我国长期以来在输电线路上大量使用钢芯铝绞线，我们有必要借鉴世界上其它国家的经验，更快地推动我国架空导线产品的升级换代。瑞典的经验表明，如果想要避免出现振动损伤的危险，允许额定张应力在0℃时不应超过50MPa，在满足一定导线抗拉强度的前提下，提高导线的电导率成为降低线路损耗的关键因素。我国正在发展智能电网，该电网不但要求耐受风电和太阳能发电的潮流冲击，而且要求输电过程中线路损耗低。提高导线延伸率和电导率是建设稳固节能电网的关键，也是中强度全铝合金绞线的发展方向。