摘要：本文根據耐熱導線的基本性質展開研究與分析，同時對輸電線路的增容改造項目進行探究，在兩種準備工作的基礎上，對耐熱導線如何進行有效應用進行了數據上的總結，旨在為供電工作提供電力輸送不足的解決思路與改善策略。

　　關鍵詞：耐熱導線;增容;電力

　　一、引言

　　在國內社會不斷發展與經濟建設不斷推進的背景下，輸電線路的電力供應需求顯著增加，以往的輸電線路已難以滿足當前社會發展的需要。因此，需要在現有的電力供給建設工作中，加大技術方面的投入，使其在電力供應等方面能夠適應當前的社會發展現狀與電量需求。輸電線路在容量改造的項目上，其消耗的時間成本與建設成本等較大。耐熱導線的投入與應用，能夠在原有的輸電線路上進行改造應用，降低改造過程中的成本支出與周期。在當前電力需求量逐漸增大的背景下，耐熱導線的應用可以在較大程度上減輕社會需求與線路建設工作之間的矛盾，為電力傳輸的優化提供較好的解決方案。

　　二、耐熱鋁合金導線發展情況分析

　　上世紀四十年代末，國外在鋁金屬材料的研究過程中，發現將其與鋯元素進行反應后，耐熱性能得到較大幅度的增強，在此后的發展中，該項研究工作逐漸形成一項具體項目。[1]二十世紀初，耐熱鋁合金絞線開始正式投入使用，但使用對象僅局限為經濟發展水平較高、技術發展進程較快的國家。該材料研究較為深入的國家為日本，其最為顯著的研究成果為析出性耐熱鋁合金導線，在較大程度上使導線的電力輸送效率得到了提升，以及具有較好的耐高溫性能。然而，耐熱溫度的標準值增加，導線的輸送電效率也受到影響，與耐熱溫度呈反比關系。

　　該種情況與國內能源發展理念不相符合，出于可持續發展的要求，國內在輸電線路的發展工作中需要進一步實施研究，經過上世紀六十年代至二十世紀初的研究與發展歷程，國內開始加大力度進行耐熱鋁合金導線的生產制造，使用量也呈現出明顯的增長。該材料目前在國內已經實現廣泛應用，但在導電率方面仍舊沒有得到較好優化，目前處于60%IACS的水平上，硬鋁線與其相比僅有1%IACS的差距，此外，在輸電線路損傷的問題上還需研究其解決方案。

　　三、耐熱鋁合金的特性研究

　　耐熱鋁合金作為復合型材料，其在電力傳輸工作中所體現出的特性與性能包含以下幾個方面，從材料性質上的研究可以為其實際應用提供思路與相應的處置方案。因此，需要在材料特性的研究項目中實施對比分析。

　　(一)基于溫度條件

　　在恒定溫度下，耐熱鋁合金導線輸送電的效率不高于硬鋁線;彈性系數則較高于硬鋁線;電阻溫度<硬鋁線。可以看出，在負荷保持一致的情況下，溫度升高，耐熱鋁合金的電阻率升幅范圍不大。[2]以加熱時間作為標準進行比較，短時間標準：架空輸電導線在使用溫度的變化上，經過一定時間的受熱之后，溫度能夠回歸至正常溫度的機械強度殘存率(材料軟化特性)的80%以上。從軟化的起始溫度上進行比較，耐熱鋁合金>硬鋁線，這反映出耐熱鋁合金具備較好的高溫耐性。不同溫度下的比較內容如圖1所示。在當前的電力輸送工作中，出于增加電力載流量的目的，一般通過增加導線工作溫度的形式實施調整。從長時間加熱的角度進行分析，耐熱導線處于溫度較高的運行環境中，依舊具有較好的機械強度以及弧垂增長。

　　(二)基于蠕變性能與耐腐蝕性能

　　導線材料通常具備蠕變的特性，能夠提供架空輸電線路較好的安全保障。某電廠的實驗分析報告在該項性能的對比上，指出耐熱鋁合金導線與硬鋁線都具備蠕變性能;從耐腐蝕性的角度上進行比較，結合相關實驗數據可以發現，在鹽霧試驗和日照實驗中，耐熱鋁合金導線和硬鋁線的耐腐蝕性能差距較小。

　　四、耐熱導線涉及的原理分析

　　(一)耐熱原理

　　根據國外研究學者的相關實驗研究成果，Al金屬與Zr元素相結合，能夠使Al金屬的耐熱性能得到一定提升，該項實驗進行的時間較早，在實驗成果發表后，該項目逐漸成為熱點的研究對象之一。在耐熱鋁合金和硬鋁線的性能對比實驗中，可以從相關數據中看出，前者性能優于后者，軟化溫度也相對較高。現階段，市場上較為常用常見的絞線材料為鋼芯鋁絞線，該材料在工作溫度上，通常處在81°C上下。耐熱導線通過鋁合金材料與殷鋼線的應用，在整體強度與內熱性能等方面較為優異，與一般的絞線材料相比，其工作溫度能夠在原有的標準上提升到23°C，該值為工作溫度的均值，極值為290°C。

　　(二)增容原理

　　在一般運行狀態下，多種因素能夠對導線的載流量造成不同程度的影響，根據影響因素的性質，可將其分為環境因素、溫度因素與材料因素等。[3]電量傳輸過程中，多種因素會在不同時段與不同狀態下導致電量傳輸出現變化。由于各個因素之間的聯系存在不定性，需要對不同因素造成的影響進行研究與分析，由此保障電量傳輸的穩定性。導線載流量一般受到本身參數與外部因素的影響，因為某段線路的運行環境固定，則外部因素的變動性一般較小，對電量載流量造成影響的主要因素為導線的自身參數。對此，在提升導線溫度的過程中，導線載流量與原本相比，數值方面得到提升。根據上述章節的理論闡述，耐熱導線工作溫度的均值大于通常使用的導線，在外部因素保持不變的情況下，耐熱導線的傳輸效率更優。

　　耐熱鋁合金導線是通過鋁合金與Zr元素相結合的產物，在蠕變強度與軟化特性等方面都得到較大增強，對于高溫運行環境具有較好的耐性，相對于一般材料的導線，耐熱鋁合金的整體數值較高，電量載流量也更多。

　　五、實際應用分析

　　本文在耐熱導線的實際應用上，主要選取三門峽供電公司高壓架空輸電線路的增容改造案例進行分析--該供電公司在輸電線路的建設上，應用的絞線類型為LGJ-185鋼芯鋁制，因為線路運行環境發生改變，因此實施增容改造項目，保障傳輸電量能夠符合相關標準(105MW)。

　　增容改造工作在實施的過程中，出于經濟因素與技術條件等方面考慮，該段線路改造工作不采用串補、升壓改造以及無功補償等技術，主要選取的技術方案為調整導線截面與材料類型，通過耐熱導線的投入使用進行當前的線路改造工作。從調整導線截面的方案上看，主要采取增大截面面積的形式進行設計應用，使該項數值控制能夠不低于390平方米，采用LGJ一400/35類型的導線，路桿荷載量也會因導線類型的不同而上升。該種增容改造方案需要進行新一輪的成本投入，投入數額較大。因此，該線路的增容改造方案主要通過耐熱導線的方案進行實施。

　　根據上述線路相關參數的數值運算，最終采用JNRLIH60/LBIA一210/35型絞線。該類型絞線處于40°C，而運行溫度90°C的環境中，其載流量能夠達到預期標準。通過桿塔控制張力的測量及其數值運算，可以推出安全系數k=2.65;其次，按照弧垂計算可以得出，JNRLIH60/LBIA一210/35位于冰層厚度較大的環境中，弧垂值不大于LJC-185，若溫度位于90°C，檔距不小于400m時，弧垂也不大于40°C條件下的一般導線弧垂。

　　電力線路論文范例：架空輸電線路三維建模分析與研究

　　結語：耐熱鋁導線在性能上具有較好的高溫適應性、載流量與整體結構強度等，在多種電量傳輸工作中能夠起到較好的作用。針對目前電量需求與線路改造建設發展不平衡的現狀，需要加大材料與線路改造工藝方面的研究力度。現階段，電力傳輸中的線路改造工作還存在一定不足，在材料的應用與研究方面不夠透徹，一定程度上給電力傳輸的整體造成了一定影響。因此，需要加強導線材料與實際應用等方面的研究工作，以此為電力傳輸提供較好的保障。

　　參考文獻：

　　[1]章明.碳纖維復合芯軟鋁導線在油田輸電線路增容改造中的應用[J].油氣田地面工程,2017

　　[2]易海蓉,王婷婷,李育兵,梁明.鋼芯中強度鋁合金絞線在特高壓直流輸電線路30mm冰區中的應用[J].四川電力技術,2017

　　[3]王振.碳纖維復合芯軟鋁絞線在礦井電源線路增容改造中的應用與探討[J].內蒙古煤炭經濟,2017

　　作者：鐘朝福