分析碳纤维导线在220kV大青甲、乙、丙线改造工程上应用

论文导读：至60°要挂双滑车，两滑车之间需钢性连接。大于60°则不考虑直通放线。4）套牵引网套前，导线端头应按规定尺寸剥去外层铝丝，须用线芯卡具卡住芯棒并压紧，确保导线张力放线时导线铝层与芯棒之间不发生相对滑移。5）牵引网套与牵引钢丝绳之间用旋转连接器连接。6）可以用旧导线牵引新导线，新旧导线应用合格的带有铜管保护
摘要：本文介绍了碳纤维导线的性能特点，宁夏电力公司在2011年12月进行的220kV大青甲、乙、丙线改造工程上碳纤维导线的应用情况、架设工艺，并探讨了该型导线后续运转维护工作策略。
关键词 碳纤维复合芯导线；增容改造；架空输电线路
0 前言
碳纤维导线是一种高强度碳纤维复合输电导线，由芯体和包裹在芯体的环形导电层组成，芯体为碳纤维组成的导电芯体[1]。碳纤维导线用于架空线路，具有低弧垂、质轻、输电损失少、耐腐蚀等特点.
本文介绍了碳纤维导线的性能特点，宁夏电力公司在2011年12月进行的220kV大青甲、乙、丙线改造工程上碳纤维导线的应用情况、架设工艺，并探讨了该型导线后续运转维护工作策略。
1 碳纤维导线特性
碳纤维导线是一种全新结构的节能型增容导线，与常规导线相比，具有重量轻、抗拉强度大、耐热性能好、热膨胀系数小、高温弧垂小、导电率高、线损低、载流量大、耐腐蚀性能好、不易覆冰等一系列优点，综合解决了架空输电领域存在的各项技术瓶颈，代表了未来架空导线的技术发展趋势，有助于构造安全、环保、高效节约型输电网络，可广泛用于老线路和电站母线增容改造、新线路建设，并可用于大跨越、大落差、重冰区、高污染等特殊气候和地理场合的线路。应用在新建线路中，可提高线路的单位输送容量，确保电网的坚强性，长远经济性更好[2]。应用在电网输电线路的改造和增容项目中，能够利用现有杆塔等设施，既成倍地大幅度提高传输容量，同时又可以节省通道资源，减少土地占用面积，节约投资，而且线路停电时间短、停电损失小。
2 220kV大青线更换碳纤维导线的必要性

1.1大青线概况

220kV大青甲、乙、丙三条线路均起始于大坝电厂升压站220kV构架，终止于青铜峡变电站220kV构架，线路全长分别为13.552km、13.513km、13.544km。导线采用LGJ-400/35钢芯铝绞线，导线最大允许电流为835A。该线路为大坝电厂至青铜峡变的电源线路。

1.2线路改造理由

当大坝电厂～贺兰山～黄河Ⅱ回750kV线路建成，大坝电厂330/220kV联变退出运转时，大青甲、乙、丙3回220kV线路N-1运转方式下（线路故障或检修），另两回正常线路过载16.4%。根据电网规划，随着贺兰山地区新梁220kV变电站的建设，小坝变部分负荷可能由新梁变供电，因此，大青甲、乙、丙3回220kV线路N-1运转方式下线路过载情况将更为严重，需对线路进行增容改造。

1.3导线更换为碳纤维型的必要性

220kV大青线进行增容改造两种方案：一是采用重建（换塔换线）的方式，二是采用不换塔只换线的方式。使用碳纤维导线不换塔只换线可以大大的缩短改造施工工期，减少线路停电损失，同时从经济上换算也是合理的。
2碳纤维导线架线施工工艺

2.1碳纤维导线性能参数

本次改造设计采用JLRX/T-350/40型碳纤维复合芯铝导线，该导线的机械物理特性较特殊，截面积390mm2、直径23.0mm、单位重量1018.0kg/km、拉断力106100N、20℃时的直流电阻0.0798Ω/km、最大使用张力32515N、80℃载流量达到1395A。

2.2特殊施工工艺

碳纤维导线由其特殊性能参数导致其施工工艺与常规导线存在一定的差异，施工时需注意事项如下。
1）导线由软铝绞制而成，在任何路径运输和装卸及展放导线时，严禁野蛮作业，导线不允许收到和撞伤。储运和吊装过程中，导线的表面绝对要避开接触地面。可以在地面上铺上纸，或者其它材料来避开铝线着地。
2）锚线用预绞丝应做拉力实验，需大于张力放线时的最大张力。
3）张力放线中滑轮包络角小于30°.转角塔角度在30°以内挂单滑车，角度在30至60°要挂双滑车，两滑车之间需钢性连接。大于60°则不考虑直通放线。
4）套牵引网套前，导线端头应按规定尺寸剥去外层铝丝，须用线芯卡具卡住芯棒并压紧，确保导线张力放线时导线铝层与芯棒之间不发生相对滑移。
5）牵引网套与牵引钢丝绳之间用旋转连接器连接。
6）可以用旧导线牵引新导线，新旧导线应用合格的带有铜管保护的牵引网套，中间需加旋转连接器，网套尾部需用铁丝按标准要求绑扎，未过张力机前先用抗弯器连接，待过张力机后在更换旋转连接器。
7）提线要求：导线提升应使用尽可能大的提升器，接触面宽度不小于200mm，导线接触面应作保护。
8）平衡挂线法，其操作平台只能悬挂在绝缘串和链条上，不允许在导线上加放任何重力。
9）平衡开线，可以空中压接，若地面压接，满足包络角小于30°即可，且需保护导线表面，防止损伤导线。
10）防震锤安装需先缠绕预绞丝线条，再装防振锤。悬垂线夹、防振锤安装需先缠绕预绞丝护线条。如在耐张和防振锤之间有灯笼现象，则应受张力一定时间并处理灯笼后在装防振锤。
11）导线展放中跨越公路、铁路、河流和其它带电线路时应采取技术措施，以确保导线展放安全。
12）在安装过程中，如果由于牵引角度过大，或者其它理由对导线造成了损坏，而这段导线还要承受拉力，则其损坏部分必须截断，采用直线接续管进行连接；（牵引角度过大，线芯就会受到损伤，强度将受到影响）。
13）由于碳纤维导线外层铝绞线为右向的，在张力机和线盘的放线过程中，导线要从张力机的左边缠入，从右边放出，联接到第一个放线轮上。
14）网套和断线钳：用尺寸合适的网套，网套一端配有卡具，能保证拉绳过程中，导线不会旋转；在网套与导线联结一端，用两个金属夹片夹住导线，然后用胶带缠住夹片，确保放线导轮槽内的橡胶不会被损坏。

3.碳纤维导线运转维护

碳纤维导线挂网运转后因没有前期运转数据可参考，运转单位必须对该型导线弧垂数据与杆塔倾斜数据进行积累分析。还要开展红外测温数据分析，进一步比较碳纤维导线与钢芯铝绞线运转温度的差别[4]。
本次施工中没有采用直线压接工艺，均为耐张段压接。在日常运转维护中需要考虑导线修复、接续、直线压接工艺的使用，对运维人员进行相关作业项目培训。碳纤维导线接续管无法通过放线滑车， 因此更换论文导读：
导线时需考虑放线段配盘长度。
碳纤维导线用卡线器为专用卡线器 ， 不得用普通导线卡线器替代使用。为增加碳芯和铝层之间的握着力， 还需要在卡线器前2m 左
右处导线上安装一个与导线直径匹配的导线悬垂线夹。
导线碳芯损伤、老化情况难以从导线外观上发现，应有针对性的进行相关检查仪器设备的研发，保证碳芯缺陷及时发现。
4.结束语
碳纤维导线在220kV大青线上成功应用，将全面提高大青线线路输电效率，降低线路损耗，为今后线路增容改造提供施工范例与工艺参考，其挂网后运转维护工作在积累运转经验的同时为碳纤维导线的推广使用提出倡议。
参考文献：
[1] 鞠彦忠，李秋晨，孟亚男. 碳纤维复合芯导线与传统导线的比较研究[J].华东电力，2011，（7）：35-39.
[2] 忽翔.碳纤维导线在架空输电线路上的应用[J].安徽电力，2010（3）：51.
[3] 大青甲220kV线路改造工程施工图设计说明[M].宁夏电力设计院
[4] 朱亚林. 500kV输电线路碳纤维复合芯导线运维工作探讨[J].工业技术，2011，（10）：85-88