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导线和地线10OK

220kV及以下架空送电线路设计

导线和地线

李叔昆　整编

2012-10-8修改

220kV及以下架空送电线路

导线及截面选择

2012年10月修编

第一篇　导线分类

1.导线的材料

1.1　对导线材料的要求：

a、导电率高，以利于减少能损和电压降；

b、耐热性能高，以提高输送容量；（正常情况下：

铝70℃、铝合金150℃）；

c、机械强度高，弹性系数E大，有一定柔软性，易弯曲；

d、有良好的抗疲劳性，耐震性能好；

e、耐磨蚀性好，使用寿命长；

f、重量轻，耐磨；

g、价格低廉。

1.2　常用导线材料的性能比较：

名称

20℃时电阻率（Ω·mm2/m）

导电率

（西门子1/Ω·m）

比重（g/cm3）

抗拉强度（kg/mm2）

铜

0.0182

55（100%IACS）

8.9

39

铝

0.0290

35（64%IACS）

2.7

16

钢

0.1030

9.7（17.6%IACS）

7.85

120

铝镁合金

0.0330

30（55%IACS）

2.7

30

可以看出：

a、铜是导电性能最好，机械强度高，耐蚀性能强的一种导线材料，但其重量大，价昂，一般不用于架空送电线。

b、铝的导电率稍差，重量轻，耐腐蚀，资源丰富，价格低廉，但缺点是抗拉强度低。

c、铝镁合金与铝的性能相近，但价格较高。

d、钢的导电性能最差，但机械强度很高，价格低，主要用来制作钢绞线、铝包钢地线。

根据以上分析，在送电线路中最常用的是一种复合材料的导线，即钢芯铝绞线。

它在电气性能、机械强度和经济价格上都占有明显的优势。

其构造是芯线为钢绞线，外层为铝绞线。

1.3导线的结构和种类

导线从结构上看，有单股和多股之分。

一般只有铁和铜的小截面才有单股。

2.铝绞线、钢芯铝绞线及防腐钢芯铝绞线

国家标准GB/T1179-2008　<园线同心绞架空导线　>

2008年制定（与IEC的规定一致。

）

p.30<国内常用规格>P.18

a、表示方法：

JL-150铝绞线

JL/G1A-300/50钢芯铝绞线

b、规格及技术规数据见

表E.1铝绞线

表E.2钢芯铝绞线

c、材料

铝股——用绳度标高的电工铝GB/T17048-1997

钢芯——镀锌钢绞线GB3428—2002

d、最外层绞向：

右向

e、工艺质量

绞合应均匀，紧密；

焊接：

铝股7股以下不允许有接头

7股以上允许，两接头间不可小于15m。

钢丝不允许接头

f、成品交货：

长度允许偏差±5%

每一合同中的短线（不小于1/3制造长度）允许有5%

g、厂家：

中天科技股份有限公司

沈阳电缆厂

杭州电缆厂江苏远东电缆厂　　武汉电缆厂

上海电缆厂昆明电缆厂

H、额定拉断力：

G1A,G1B　一般

G2A,G2B　强

G3A,　　　更强

3.铝包钢芯铝绞线（ACSR/AS）

a、结构：

是一种钢芯铝绞线，但其钢芯不是用镀锌钢丝绞合的，而是用铝包钢丝绞合的。

铝包钢是在一种高强钢丝的外面，挤包上铝的覆盖层。

b、表示方法：

与钢芯铝绞线相同。

如JL/LB1A-400/50

c、与钢芯铝交线的比较：

类型

结构

计算截面mm2

外径mm

重量kg/km

计算拉断力KN

直流电阻Ω/km

参考载流量

铝线

钢/铝包钢

总计

400/50

钢芯铝绞线

54/3.07+7/3.07

399.73

51.82

451.55

27.63

1511

123.4

0.0723

746

铝包钢芯铝绞线

54/3.07+/3.07AS

399.73

51.82

451.55

27.63

1449

129.0

0.0690

760

比较

相同

-4.1%

+4.5%

-4.6%

+2%

可以看出：

铝包钢芯铝绞线具有：

机械强度高、重量轻、损耗小、特别是耐腐蚀的特点。

在国外已获得相当广泛的应用。

我省已在多条110～220kv线路中用过。

价格比：

约1.13（按重量）

d、规格：

目前国标无配套金具。

江西新华金属制品公司的企标（符合图标）。

产品代号为

JL/LB20A-300/50

JL/LB20A-240/30

天津大成、常州电缆厂；采用美国ASTMB549标准生产ACSR/AS。

4.钢芯铝合金绞线

a、优缺点；

用铝合金（铝镁、铝镁硅）大大的提高了线的抗拉强度，（提高约1倍）但导电率只降低10%。

所以用于大高差大档距及重冰区的一路上可以节约投资，解决技术上难题。

钢芯铝合金导线必须使用配套的耐张线夹、接续管。

其余可用一般的同等强度的金具。

b、规格：

按国标GB/T1179－2008《园线同心绞架空导线》P.33

JLHA1/G1A钢芯铝合金绞线　（较强）10-1000mm2

JLHA2/G1A钢芯铝合金绞线（一般）　10-1000mm2

c、厂家：

武汉电缆有限公司、杭州电缆有限公司、上海中天铝线有限公司、远东控股集团有限公司

5.　钢芯耐热铝合金绞线

1）特点；我口钢芯铝线的工作温度为70℃（国外为90℃）为了输送大容时的负荷，只有加大直径（截面），这样施工图困难也不经济，提高导线长期工作温度是一个解决的最好途径。

铝镁硅耐热铝合金其工作温度可达150～230℃，冈样截面的导线，载流量可提高约50～200%，增大了输送容量。

无需进行杆塔加固和改造。

经济和社会效益十分明显，对旧线路的增容特别有用。

价格比：

比正常钢芯铝线至少高出约36%

2）规格：

与国标-83标准钢芯铝绞线相同

目前武汉电缆厂生产两种导电率的钢芯耐热铝合金绞线其代号如：

NRLH58GJ—300/40（中天－JNRLH58/G1A-300/40）

NRLH60GJ—400/50（中天－JNRLH60/G1A-300/40）

注：

58、60为导电率是国标标准韧铜的百分数。

3）与钢芯铝线的性能比较：

直流电阻载流量（安）

其余几何尺寸和机械性能均相同

HRLH58GJ—300/40：

0.10111124（150℃）

LGJ—300/40：

0.0961710（70℃）

4）、厂家：

武汉电缆厂、杭州电缆线、日本古河电工、中天科技股份有限公司、远东复合技术有限公司

6.　大增容耐热铝合金导线

1）种类及特点

№

种　类

工作温度℃

比普通钢芯铝线增容倍数

特点

采用标准

*1

铝包殷钢芯超耐热铝合金导线

210

2.0

1.现有铁塔无需进行改造加固。

*3.两倍输送容量时弧垂与钢芯铝绞线相当。

2.有耐张线夹、接续管配套金具。

IEC60024

JCS1404

Q/320623AP25

2

特高强铝包钢芯超耐热铝合金导线

150～230

1.60～2.0

Q/320623AP35

3

特高强铝包钢芯全退火软铝导线

150

1.50

Q/320623AP32

ASTM856

2）用途：

旧线路增容改造，变电所母线增容。

3）厂家：

中天科技股份有限公司（上海86-513-84888008）

7.架空绝缘电缆

1）特点：

目前限于10KV及以下电压的城市配电线路上使用。

外层绝缘为交联聚乙烯（XLPE）和高密度聚乙烯（HDPE）。

芯线有铜芯、铝芯和铝合金芯。

架空绝缘电缆的最高长期允许工作温度为：

交联聚乙烯绝缘90℃

高密度聚乙烯缘75℃

2）截面规格：

10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240、300

3）厂家：

昆明电缆股份有限公司

导线选型

导线截面和型号的正确选择对降低工程投资很有作用。

因为导线在工程投资中占有较大的比重。

目前，在线路工程中最常用的导线是钢芯铝绞线，重冰区常用钢芯铝合金绞线。

钢芯铝绞线中，根据钢芯的不同又分为减轻型、正常型和加强型。

在工程中选择时，应根据冰区、地形、重要性等因素区别对待，合理选择。

如：

轻冰区宜选择正常型，重冰区宜选择加强型。

地形起伏较大的山区宜选择加强型；丘陵、一般山地宜选择正常型；平坝地区宜选择减轻型。

覆冰30mm及以上的重冰区、特重冰区宜选择钢芯铝合金绞线。

重要性大的线路宜选择加强型或钢芯铝合金绞线。

轻度和中度腐蚀性污秽区宜选择铝包钢芯铝绞线；严重污秽地区宜选择防腐型钢芯铝绞线。

旧线路增容改造宜选择耐热铝合金倍容导线。

第二篇、导线截面选择

架空送电线路导线截面，一般按经济电流密度来选择，用电压损失、电晕、机械强度及发热等技术加以校验。

必要时，还应通过技术经济比较确定。

（一）按经济电流密度选择导线截面

1、用经济电流密度选择导线截面，按下式计算：

式中：

S——导线截面（平方毫米）

P——送电负荷（千瓦）；

UH——线路额定电压（千伏）；

cos

——功率因数；

j——经济电流密度，（安培/平方毫米）

我国现行规定的经济电流密度如表5-4

2、按经济电流密度选择导线截面用的计算负荷，通常是考虑5-10年的发展。

3、按经济电流密度计算，各级电压各种导结截面的经济输送容量列于表5-5。

表5-4经济电流密度（A/mm2）

导线材料

最大负荷利用小数

3000以下

3000～5000

5000以上

铝

铜

1.65

3.0

1.15

2.25

0.9

1.75

风电场线路的经济电流密度

风力发电因年利用小时较低，在1800~2500小时以内，其经济电流密度可取1.68～1.92，一般取1.8。

同时还要考虑其同时率约0.8～0.9。

（二）按电压损失校验导线截面

只有当电压为6、10千伏以下，而且导线截面在70～95平方毫米以下的线路，才进行电压校验。

按新规定表中数字应乘0.4。

因为截面大于70-95平方毫米的导线，采用加大截面的办法来降低电压损失的效果并不十分显著，而且会引起投资及有色金属较多的增加。

而采用静电电容器或带负荷调压的变压器以及其它措施更为合适，但应进行技术经济比较确定。

线路允许电压损失，应视线路首端的实际电压水平确定。

对于线路未端受电器（如电动机、变压器等），一般允许低于其额定电压的5%。

个别情况下（如故障……），允许低于其额定电压的7.5～10%。

如果线路首端电压高于额定电压10%则线路允许电压损失15%。

电网电压降的标准：

220kV正常0～10％事故-5～10％

110kV正常-3～7％事故±10％

1～10kV5％

1kV以下4％

电压损失计算公式：

ΔU＝（PR+QX）/U--------------------（kV）

式中

　　ΔU－电压损失（kV）

P－线路输送有功功率（MW）

R－线路电阻（欧）

Q－线路输送无功功率（MVAR）

X－线路电抗（欧）

U－线路额定电压（kV）

或

ΔU＝（（ro+xo×tgФ）/U）LP------------（kV）

式中

ro－线路单位长度电阻（欧/km）

xo－线路单位长度电抗（欧/km）

Ф）－功率因数角（度）

L－线路长度（km）。

按电压降为10%计算，0.38～110千伏架空线路的负荷距列于表5-6～表5-8中。

表5-60.38千伏线路在电压降10%时的负荷距（kW*km）

cos

导线型号

1

0.95

0.9

0.85

0.8

0.75

0.7

铜线：

T-4

T-6

T-10

T-16

T-25

T-35

铝绞线：

LJ-16

LJ-25

LJ-35

LJ-50

3.1

4.7

7.8

12

19.5

26.8

7.3

11.4

15.9

23

3.0

4.5

7.4

10.8

16.8

21.8

6.9

10.4

14.0

19.5

3.0

4.4

7.1

10.4

15.7

20.4

6.7

10

13.4

18.0

2.9

4.4

6.9

10

15.0

19

6.5

9.6

12.8

17.2

2.9

4.3

6.7

9.8

14.4

17.8

6.4

9.4

12.3

16.2

2.8

4.2

6.6

9.4

13.4

17.0

6.3

9.1

11.8

15.6

2.8

4.2

6.4

9.1

13.0

16

6.1

8.8

11.4

14.8

注：

按新规定表中数字应乘0.4。

表5-5铝及钢芯铝线经济输送容量表（MVA）

导线

截面

（mm）2

最大负荷利用小时数

＜3000小时

3000～5000小时

＞5000小时

电流

（A）

电压（KV）

电流

（A）

电压（KV）

电流

（A）

电压（KV）

0.36

6

10

35

110

0.38

6

10

35

110

220

0.38

6

10

35

110

220

16

25

35

50

70

95

120

150

185

26.4

41.3

57.7

82.5

115.5

157

198

247.5

305

0.017

0.028

0.038

0.054

0.274

0.430

0.600

0.855

1.190

1.630

2.060

0.456

0.715

1.00

1.43

2.00

2.70

3.43

3.50

5.00

6.95

9.48

11.90

14.90

18.40

15.73

22.00

29.70

37.70

41.70

58.0

18.4

28.8

40.2

57.5

80.5

109.3

138

172.5

212.5

0.012

0.019

0.026

0.038

0.191

0.298

0.418

0.596

0.836

1.13

1.435

0.318

0.496

0.695

0.995

1.395

1.89

2.39

3.68

2.43

3.48

4.86

6.6

8.35

10.4

12.8

11

15.4

20.8

26.3

32.8

40.4

80.8

13.5

22.3

31.5

45

63

85.4

108

134

166.4

0.09

0.015

0.021

0.030

0.14

0.231

0.328

0.466

0.654

0.885

1.12

0.249

0.388

0.544

0.778

1.09

1.48

1.87

1.915

2.72

3.67

5.16

6.53

8.14

10

8.6

12.1

16.3

20.6

25.6

31.6

63.2

240

300

396

495

24.0

30.0

75.4

94.3

276

345

16.7

20.9

52.4

65.6

104.8

133

216

270

13.1

16.4

41

51.4

82

103

400

500

460

575

27.8

87.6

109.5

175.2

219

360

450

68.6

85.7

137

171

600

700

690

805

263

307

540

630

203

240

2x240

210

2x300

262

2x400

350

2x500

437

500kV：

　4x300934MVA

4x4001250MVA

3x5001170MVA

表5-76、10千伏线路在电压降10%时的负荷距（kW*km）

电压

cos

导线型号

6KV

10KV

1.0

0.95

0.9

0.85

0.8

0.75

0.7

1.0

0.95

0.9

0.85

0.8

0.75

0.7

钢芯铝绞线

LGJ-16

LGJ-25

LGJ-35

LGJ-50

LGJ-70

LGJ-95

LGJ-120

1836

2840

3960

5720

8000

10900

13320

1724

2590

3460

4800

6320

8140

9480

1672

2466

3300

4440

5800

7280

8340

1630

2384

3160

4180

5620

6660

7560

1580

2300

3020

4000

5000

6160

6920

1550

2230

2900

3780

4740

2720

6240

1520

2160

2790

3600

4440

5320

2920

5100

7880

11000

15900

22200

30300

37000

4780

7140

9600

13300

17500

22600

26300

4640

6840

9160

12300

16100

20200

23200

4520

6620

8700

11600

15600

18500

21000

4380

6400

8400

11100

14000

17100

19200

4300

6200

8060

10500

13200

15900

17600

4240

6020

7760

10000

12500

14800

16400

注：

按新规定表中数字应乘0.5。

表5-835、110千伏线路在电压降10%时的负荷距（MW*km）

电压

cos

导线型号

35KV

110KV

1.0

0.95

0.9

0.85

0.8

0.75

0.7

1.0

0.95

0.9

0.85

0.8

LGJ-35

LGJ-50

LGJ-70

LGJ-95

LGJ-120

LGJ-150

LGJ-185

LGJ-240

LGJ-300

LGJ-400

135

195

272

371

453

583

720

117

160

209

265

306

362

415

110

147

190

234

266

308

346

104

137

174

212

238

272

302

99

129

162

194

216

244

269

95

123

151

179

198

222

242

91

116

141

166

185

202

219

1920

2690

3560

4480

5760

7120

9060

11300

15100

1580

2040

2580

2980

3510

4010

4630

5180

5950

1420

1840

2270

2580

2980

3330

3760

4130

4630

1340

1690

2050

2300

2620

2900

3220

3500

3880

1260

1570

1880

2090

2350

2580

2840

3070

3350

注：

按新规定表中数字应乘0.7。

（三）按机械强度校验导线截面

为了保证架空线路必要的安全机械强度，对于跨越铁路、通航河流和运河、公路、通讯线路、居民区的线路，其导线截面不得小于35平方毫米。

通过其它地区的导线截面，按线路的类型分，容许的最小截面列于表5-9

表5-9按机械强度要求的导线最小容许截面（mm2）

导线构造

架空线路等级

I类

II类

III类

单股线

不许使用

不许使用

不许使用

多股线

25

16

16

注：

35千伏以上线路为I类线路

1-35千伏线路为II类线路

1千伏以下线路为III类线路

（四）按发热校验导线截面

选定的导线截面，必须根据可能出现的各种正常运行方式的送电容量进行发热校验，在正常情况下，铝导线温度不超过70℃，事故情况下不超过90℃。

按铝导线70℃，导线周围空气温度25℃时计算的输电线路持续容许负荷列于表5-10。

表5-10输电线路持续容许负荷（MVA）

导线型号

持续容许电流以（A）

电压（KV）

0.38

3

10

35

110

220

LJ-16

LGJ-25

LGJ-35

LGJ-50

LGJ-70

LGJ-95

LGJ-120

LGJ-150

LGJ-185

LGJ-240

LGJQ-300LGJQ-400

LGJQ-500

LGJQ-600LGJQ-700

105

135

170

220

275

335

380

445

515

610

710

845

966

1090

1250

0.069

0.089

0.112

0.144

0.181

0.219

0.250

1.09

1.40

1.76

2.28

2.85

3.45

3.94

4.62

5.34

2.32

2.94

3.80

4.76

5.75

6.57

7.70

8.91

10.3

13.3

16.6

20.1

23.0

26.9

31.2

36.9

25.4

63.3

72.3

84.69

98.0

116

135

161

196

232

270

322

367

414

476

如果最热月份导线周围平均空气温度不同于25℃时，应乘以表5-11所列的系数进行修正。

表5-11在不同周围气温度下的修正系数

周围空气温度℃

铝质导线的修正系数

5

1.2

10

1.15

15

1.11

20

1.05

25

1.0

30

0.94

35

0.88

40

0.81

（五