导地线选型以及新型导线应用研究共69页文档

第二册 导地线选型及新型导线应用研究

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专 题 摘 要 导线的选择是1000kV输电技术的重要课题，特高压线路往往具有较大的输送容量，故而导线的选择对节约成本、降低电能损耗、降低年费用有着十分深远的意义。本报告导线选型（一般线路段）的研究内容以招标文件给定的可研推荐导线JL/G1A-630/45为基础，主要围绕节能导线应用的可行性及合理性展开分析。 1、电力系统条件 (1) 系统额定电压：1000kV (2) 系统最高运行电压：1100kV (3) 系统每回输送容量：3000 MW～6000MW； (4) 事故时每回极限输送容量：6000 MW～12000 MW； (5) 功率因数：0.95 ； (6) 最大负荷利用小时数：5000、5500小时； (7) 年损耗小时数：3200、3750小时； (8) 上网电价：0.40元/度、0.45元/度、0.50元/度。 2、参选导线型式 钢芯铝绞线： JL/G1A-630/45； 铝包钢芯铝绞线：JL/LB20A-630/45； 钢芯高导电率铝绞线：JL(GD)/G1A-630/45； 铝合金芯铝绞线：JL/LHA1-465/210； 中强度铝合金绞线：JLHA3-675。 3、导线电气性能比较 （1）允许载流量 各参选导线载流量对应的极限输送容量均在每回12000 MW以上，能满足输送要求。 （2）无线电干扰 本报告讨论的各型号导线在本工程线路中产生的无线电干扰值（边相导线地面水平投影外侧20m、对地2m高度处，频率为0.5MHz，好天气）均在55dB以下，可满足本工程环境保护的要求。 （3）可听噪声 各参选导线可听噪声值（距离线路边相导线地面水平投影外侧20m处）比较接近，且均不大于55dB，均能满足噪声的要求。 （4）电能损耗 以导线JL/G1A-630/45为基准，导线JL/LB20A-630/45、JL(GD)/G1A-630/45、JL/LHA1-465/210、JLHA3-675的电能损耗分别减小1.4%、2.6%、4.0%、3.9%，节能导线有较明显的节能优势。 4、导线机械性能比较 （1）过载能力：各参选导线均足以满足本工程10mm覆冰的气象条件要求； （2）高温弧垂：仅中强度铝合金绞线JLHA3-675的高温弧垂有较明显的优势（较钢芯铝绞线JL/G1A-630/45降低13%），其余均接近； （3）水平荷载：5种导线水平荷载十分接近； （4）垂直荷载：铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、中强度铝合金绞线JLHA3-675垂直荷载略小； （5）大风运行张力、最大使用张力：铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210张力较小（较钢芯铝绞线JL/G1A-630/45降低8%），中强度铝合金绞线JLHA3-675张力较大（较钢芯铝绞线JL/G1A-630/45增加11%、8%）； 5、导线经济性能比较 （1）回收初投资年限 在输送容量为2×6000MW，损耗小时数为3200h的情况下，节能导线均第 1 页

能在短期内（3～9年）回收初投资，铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210回收年限最短（3～4年）。 （2）年费用比较 图：各导线年费用差值（万元/km）与输送容量关系（损耗小时数3200h） 在输送容量较低的情况下，各节能导线由于初投资较高，年费用并无优势；在输送容量越高的情况下，节能导线的年费用越显优势。 6、导线选型结论 （1）淮南-南京段（远期输送容量为2×3500MW -2×4000MW），导线推荐意见顺序为：钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、中强度铝合金JLHA3-675； （2）南京-泰州段（远期输送容量为2×4000MW-2×5000MW，考虑近、远期平均输送容量约为2×4000MW），导线推荐意见顺序为：钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、中强度铝合金JLHA3-675； （3）泰州-苏州段（远期输送容量为2×5000MW-2×6000MW），导线推荐意见顺序为：铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、中强度铝合金JLHA3-675、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45； （4）苏州-沪西段（输送容量低于2×4000MW），导线推荐意见顺序为：铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、中强度铝合金JLHA3-675。 （5）节能导线生产情况初步调研： 钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45：63%IACS硬铝线生产难度较第 2 页

大，各厂家的产量均较小； 铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210：上海中天、青岛汉缆、武汉电缆、杭州电缆等四个已有供货量的厂家每月产能分别为：6000吨、2000吨、2000吨、3000吨，无锡华能、远东电缆、河南通达、长沙汉河等四个尚无供货量的厂家每月产能均为1700吨； 中强度铝合金JLHA3-675：上海中天、青岛汉缆、武汉电缆、杭州电缆等四个厂家的每月产量分别为： 3500吨、1500吨、2000吨、1200吨。 7、地线选型 综合考虑地线机械性能、地线防振、Em/E0值，系统短路流量和工程气象条件等多方面因素，本工程推荐采用LBGJ-185-20AC作为普通地线，OPGW光缆采用OPGW-185。 目 录

1 概述 ....................................................................................................... 1 2 基本条件 ............................................................................................... 2 2.1 工程概况 ........................................................................................... 2 2.2 设计气象条件 ................................................................................... 2 2.3 各线路段气象条件及自然环境条件 ............................................... 3 2.4 电力系统条件 ................................................................................... 3 3 导线截面及材料的选择 ....................................................................... 4 3.1 导线总截面的选择 ........................................................................... 4 3.2 导线根数的选取 ....................................................................... 4 3.3 导线间距 ................................................................................... 4 3.4 导线材料 ........................................................................................... 4 3.5 参选导线参数表 ............................................................................... 7 4 导线电气性能的比较 ........................................................................... 8

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4.1 导线电流密度的取值 ....................................................................... 8 4.2 导线最高允许温度 ......................................................................... 10 4.3 导线允许载流量 ............................................................................. 10 4.4 电磁环境计算 ................................................................................. 12 4.5 导线电能损耗 ................................................................................. 17 4.6 本章小结 ......................................................................................... 24 5 导线机械特性比较 ............................................................................. 25 5.1 导线力学特性比较表 .................................................................... 25 5.2 导线机械特性比较 ........................................................................ 27 6 导线经济性比较 ................................................................................. 28 6.1 导线电能损耗费用 ......................................................................... 28 6.2 导线方案静态投资比较 ................................................................. 31 6.3 导线方案经济敏感性分析 ............................................................. 36 6.4 年费用计算 ..................................................................................... 38 7 综合比较及结论 ................................................................................. 43 7.1 从电气性能方面分析 ..................................................................... 43 7.2 从机械特性方面分析 ..................................................................... 44 7.3 从经济性能方面比较 ..................................................................... 44 7.4 参选导线特点 ................................................................................. 45 7.5 线路潮流分析 ................................................................................. 46 7.6 导线选择结论 ................................................................................. 49 7.7 节能导线应用分析 ......................................................................... 51 8 地线选型 ............................................................................................. 8.1 概述 ................................................................................................

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8.2 地线选择原则 ................................................................................ 8.3 地线机械性能 ................................................................................ 55 8.4 地线耐振性能 ................................................................................ 57 8.5 地线分流能力 ................................................................................ 57 8.6 地线EM/E0值 ................................................................................. 57 8.7 OPGW选型 ................................................................................... 59 8.8 地线选型结论 ................................................................................ 60

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1 概述 导线的选择是解决1000kV高压输电关键技术的重要课题，它对线路的输送容量、电能损耗、传输特性、环境问题(静电感应，电晕引发的电强效应、无线电干扰、可听噪声等)、技术经济指标都有很大的影响，导线选择的目标是确保工程的经济、可靠和满足环保要求。因此，导线合理选择对1000kV高压输电线路降低工程造价及运行损耗有着十分深远的意义。 1000kV高压线路工程的架线工程投资一般要占工程本体投资的30％以上，再加上导线方案变化引起的杆塔和基础工程量(数量和材料重量)的变化，对整个工程的造价影响极大，直接关系到整个线路工程的建设费用以及建成后的技术特性和运行成本。所以在整个输电线路的技术经济比较中，应该对导线的截面和型式进行充分的技术经济比较，推荐出满足技术要求而且经济合理的导线截面和型式。 导线作为输电线路的部件之一，它的主要功能当然是安全可靠地输送电能，对1000kV高压输电线路不仅要求满足环境保护的要求，而且在经济上还应是合理的，因此，对导线在电气和机械两方面都提出了严格的要求。在导线截面和方式的选取中，要充分考虑导线的电气和机械特性，在电气特性方面，1000kV高压线路由于电压的升高，导线电能损耗问题、导线电磁环境问题将比较低电压等级的高压线路更加突出。从世界一些国家的实验研究和工程实践情况看，一般均采用多导线来解决这方面的问题，通过合理选择导线的截面和方式以降低电阻损耗并解决由电晕引起的环境影响问题；对于导线的机械特性，要使1000kV高压输电线路能安全可靠的运行，导线要有优良的机械性能和一定的安全度。 原则上，在导线选型时，应综合考虑因素有：经济电流密度、允许载流量、对环境的影响、必要的机械强度、电能损耗、回收初投资年限、年费用等。 为将更多的新技术、新材料、新工艺应用到电网建设中，国网公司提出基第 1 页

建设计[2019]18号《关于开展输电线路节能导线试点应用工作的通知》的要求，并已在各地开展应用节能导线的试点工程的导线选型工作。本文在导线的选型过程中，以招标文件给定的可研推荐导线钢芯铝绞线JL/G1A-630/45为基础，主要从载流量、电磁环境、电能损耗、弧垂、过载能力、杆塔荷载、风偏角、投资分析和年费用等多个方面对普通钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线和三种节能导线（即高导电率钢芯铝绞线、铝合金芯铝绞线和中强度全铝合金绞线）进行了详细的技术经济比较。 2 基本条件 2.1 工程概况 本工程起于安徽省淮南1000kV变电站，经南京1000kV变电站，止于上海1000kV变电站，全线双回路架设，线路全长约765km（不包含淮河、长江大跨）。 2.2 设计气象条件 本线路全线按风速27m/s、30m/s、32m/s，覆冰10mm设计，具体设计气象条件列于下表。 表2.2 主要设计气象条件 设计工况 最高气温 最低气温 气温(℃) +40 -20 风速(m/s) 0 0 27 30 32 10 0 10 覆冰厚度(mm) 0 0 最大风速 -5 0 导线：10 地线：15 0 0 覆冰情况 年平均气温 安装情况 -5 +10 -10 第 2 页

大气过电压 操作过电压 年平均雷暴日 冰的比重 +15 +15 10 15 40 0.9 g/cm3 0 0 （注：最大风速为对地10米基准高度，地线覆冰厚度较导线增加5mm，但“仅针对地线支架的机械强度设计。”） 2.3 各线路段气象条件及自然环境条件 本工程各线路段气象条件及自然环境条件如下表： 表2.1 各线路段沿线气象条件及自然环境条件 标段序号 设计风速(m/s) 27 30 设计覆冰厚度(mm) 10 地形 平丘 河网 少量低山 10 平丘 河网 少量低山 平地 河网 平地 河网 ＜500 156 海拔高程（m） ＜500 路径长度（km） 195 淮南-南京段 南京-泰州段 30 泰州-苏州段 苏州-沪西段 32 32 10 10 ＜500 ＜500 352 62 2.4 电力系统条件 经系统专业分析，本工程电力系统条件如下： (1) 系统额定电压：1000kV (2) 系统最高运行电压：1100kV (3) 系统每回输送容量：3000 MW～6000MW； (4) 事故时每回极限输送容量：6000 MW～12000 MW； (5) 功率因数：0.95 ； 第 3 页

(6) 最大负荷利用小时数：5000、5500小时； (7) 年损耗小时数：3200、3750小时； (8) 上网电价：0.40元/度、0.45元/度、0.50元/度。 3 导线截面及材料的选择 3.1 导线总截面的选择 根据本工程经审定的可研阶段工作成果以及招标文件的统一平台中的规定，本工程推荐选用导线截面为8×630mm2。 3.2 导线根数的选取 本工程推荐采用8导线组合方式。 3.3 导线间距 参考有关数据表明，当间距在400mm左右时导线表面最大电场强度最低。国内现有1000kV线路间距均采用400mm，8根子导线正八边形排列。为此，本工程亦确定采用400mm间距和正八边形排列。 3.4 导线材料 作为架空输电线路的导线，有两个基本要求，一是必须要有良好的导电率，二是必须具有一定的机械强度以支持其自身的重量及外来的自然荷重（风荷载、冰荷载）。铜是良导体，又具有良好的机械性能及耐腐蚀性，但其价格贵，供应量有限，经综合比较可知，铝是架空输电线最理想的导体材料。 表3.4 导线的材料性能 材料 项目 导电率 机械强度 重量 铜 100 100 100 铝 61 39 30 铝合金 53 71 30 铝包钢 20 321 74 镀锌钢丝 9 318 87 从表3.4.1看出，铝的导电率只是铜的61%，强度为铜的39%，但由于其第 4 页

比重小，相同体积下重量只有铜的30%，因此，从铝的导电率与重量比及强度与重量比，与相同重量的铜相比可以得出，铝比铜有更高的强度重量比以及更好的导电性能与重量比，即某一特点的强度及导电率可以从较轻的重量中获得。 从经济上看，铝的比重小，而且资源丰富，因此铝的价格要比铜低的多，也更容易取得供应。但纯铝也有一定的缺点，就是其机械强度比较小，只能用于较小的档距，对特高压架空输电线路工程较大的大档距，则需由一种高强度的材料来加强。其中钢绞线由于强度高且成本低而被长时间采用，作为输电线路导线的加强芯，组成钢芯铝绞线。 然而普通钢芯铝绞线面临电能损耗较大、弧垂特性较差、防腐能力差等问题，随科技的高速发展，钢芯高导电率硬铝绞线、铝合金芯铝绞线、铝合金绞线等节能导线应运而生，并均在线路上得到了国际广泛应用。 综合参考国内输电线路常用的导线型式以及近年来在全国范围开展试用的节能导线，对导线型式进行选择。 按工程要求，系统确定的条件、要求，结合线路沿线的地形和气象条件，以及我国现在导线生产的情况，本文选择以下几种类型导线进行选择： 1）钢芯铝绞线 为两种金属（铝、钢）混合绞制的导线，内层为单股或多股镀锌钢丝作为加强芯，主要承担导线所受张力，外层为单层或多层硬铝绞线，为导线的主要导电部分。钢芯铝绞线具有结构简单，架设与维护方便、线路造价低，传输容量大、有利于跨越江河和山谷等特殊地理条件的敷设、具有良好的导电性能和足够的机械强度、档距可放大等特点，因此广泛应用于各种电压等级的架空输配电线路中。钢芯铝绞线的种类主要为普通钢芯铝绞线及钢芯高导电率硬铝绞线： 普通钢芯铝绞线作为最常用的导线形式，在我国有着丰富的运行经验，第 5 页

生产该种型号导线的厂家较多，普通钢芯铝绞线630mm2截面的有JL/G1A-630/45、JL/G1A-630/55，考虑到本工程全线为轻冰区，且地形以无较大高差，，故不推荐采用JL/G1A-630/55； 钢芯高导电率硬铝绞线钢芯高导电率硬铝绞线采用63%IACS高导电率铝线(国际退火铜导电率为100%IACS)，替代普通钢芯铝绞线中的61.5%IACS铝线，与铝截面相同的普通钢芯铝绞线相比，由于铝线导电率的提高，可使导线整体直流电阻值降低，导电能力提高，电能损耗减少。 本文选择普通钢芯铝绞线JL/G1A-630/45（61.5%IACS）、钢芯高导电率硬铝绞线JL(GD)/G1A-630/45（63%IACS）参与比较。 2）铝包钢芯铝绞线 由铝包钢丝和硬铝线绞合组成，内层为单股或多股铝包钢丝作为加强芯，主要承担导线所受张力，外层为单层或多层硬铝绞线，为导线的主要导电部分。铝包钢芯铝绞线广泛适用于各种电压等级的输电线路和要求增大铝钢截面比的输电线路，铝包钢芯铝绞线的钢芯的钢丝上被铝层包裹，铝钢结合层为8μm的相互渗透层，结合力非常好，钢不与铝股相接触，避免了不同金属之间的电腐蚀，且与空气中的水汽隔绝，使得铝包钢芯比镀锌钢芯抗腐能力耐盐雾腐蚀能力提高11倍，其防腐能力强的特点使之广泛应用于沿海地区、盐碱滩和三、四级工业污染区输电线路。铝包钢芯铝绞线630mm2截面的有JL/LB20A-630/45、JL/LB20A-630/55，考虑到本工程全线为轻冰区，且地形以无较大高差，故不推荐采用JL/LB20A-630/55。 本文选择铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45参与比较。 3） 铝合金芯铝绞线 铝合金芯铝绞线采用52.5%IACS高强度铝合金芯替代普通钢芯铝绞线中的钢芯和部分铝线，导线外部铝线为61.5%IACS硬铝。在等总截面应用条件下，由于基本无导电能力的9%IACS钢芯被铝合金芯替代，所以铝合金芯铝绞第 6 页

线的直流电阻比普通钢芯铝绞线更小，因此提高了导电能力。 本文选择铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210参与比较。 4） 铝合金绞线 以铝、镁、硅合金拉制的铝合金单丝绞制成的绞线，为单一金属绞线，抗拉强度接近于铜线，导电率及重量接近于铝线。铝合金绞线分为高强度铝合金线及中强度铝合金线： 高强度铝合金绞线采用53%IACS高强度铝合金材料，我国从60年始研制和开发高强度铝合金线，在90年代引进国外先进的生产设备和工艺技术，产品质量达到国际先进水平； 中强度全铝合金绞线则采用58.5%IACS中强度铝合金材料。与等总截面的高强度铝合金线相比提高了导电率，降低了抗拉力；与等总截面的普通钢芯铝绞线相比，同样由于铝合金材料替代了钢芯，相当于增大了导线的导电截面，提高了导线导电能力。 高强度铝合金绞线在高差较大的山区工程中较有优势，但本工程覆冰厚度为10mm，地形也主要为平地，且该导线材料的导电率较低导致电能损耗较大，故本工程不推荐采用高强度铝合金绞线。 本文选择中强度铝合金绞线JLHA3-675参与比较，中强度铝合金绞线的加工工艺分为热处理、非热处理，经过热处理的铝合金线延伸性更好、单价更高，考虑到特高压线路的重要性，本报告将经过热处理的中强度铝合金绞线JLHA3-675作为分析。 各参选导线参数表见下节。 3.5 参选导线参数表 各导线参数基本参考了相关执行标准，仅铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45由于在目前国网采购标准规范中的规格（外径为33.6mm）与其余几种导线（外径为33.75mm）不一致，为保证各参选导线规格的一致性，第 7 页

本报告使用了有关厂家提供的该导线参数。 各参选导线参数表见下节。 表3.5 参选导线参数表 序号 导线类型 1 钢芯铝绞线 JL/G1A-630/45 2 铝包钢芯铝绞线 JL/LB20A-630/45 3 钢芯高导电率铝绞线 JL(GD)/G1A-630/45 Q/GDW 632-2019 7/2.81 45/4.22 43.41 62 9.40 672.81 14.50 2078.4 33.75 63000 20.90 0.04450 150190 142680.5 7.37 212.07 4 铝合金芯铝绞线 JL/LHA1-465/210 5 中强度铝合金 JLHA3-675 导线型号 执行标准 钢（铝包钢，铝合结构 金）芯 铝合金(外绞线) 截面积S 钢（铝包钢，铝合金）芯 GB/T 厂家提供 1179-2019 7/2.81 45/4.22 43.60 630.00 674.00 14.45 2079.2 33.75 63000 20.90 0.04590 150450 142927.5 7.38 212.06 7/2.81 45/4.22 43.41 629.40 672.81 14.50 2026.5 33.75 61900 21.31 0.04486 152800 145160.0 7.69 215.75 国网企标 国网企标 （报批稿） （报批稿） 19/3.75 42/3.75 209.85 463.88 673.73 2.21 1858.9 33.75 55000 23.00 0.04470 137020 130169.0 7.52 193.21 \\ 61/3.75 \\ 673.73 673.73 \\ 1861.0 33.75 55000 23.00 0.04470 161690 153605.5 8.87 227.99 （m铝合金(外绞线) m2） 总截面 铝钢比（外绞线/芯线） 单重W（kg/km） 外径D（mm） 综合弹性系数（MPa） 综合线膨胀系数（10-6/℃） 20℃直流电阻 计算拉断力T（N） 保证拉断力T’（N） 拉重比T/W(km) 综合破坏力σb（MPa） 4 导线电气性能的比较 4.1 导线电流密度的取值 第 8 页

在一般的输电线路设计中，各国均根据各个时期的导线价格、电能成本及线路工程特点等因素分析确定，提出了一个最为经济的导线单位截面的输送电流，称之为经济电流密度，对于经济电流密度，由于各国的情况各不相同，所取的数值也大不相同。 我国幅员辽阔，各地电网的送电成本又有明显差异，因此各地区的经济电流密度亦应有所不同，但目前我国尚未制定出适合的数值，表4.1-1是原“水电部”1965年颁布的经济电流密度值。 表 4.1-1 我国规定的经济电流密度（A/mm2） 最大负荷利用小时 导线材料 3000以下 铝 铜 1.65 3.0 3000-5000 1.15 2.25 5000以上 0.9 1.75 经计算，本工程分别考虑每回输送容量为3000MW～12000MW，则各导线的电流密度值见下表： 表 4.1-2 各参选导线在每回输送容量为3000MW～12000MW的电流密度（A/mm2） 序号 导线类型 导线型号 根数 输送容量（每回，3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 1 JL/G1A-630/45 钢芯铝绞线 8 0.31 0.41 0.51 0.61 0.71 0.82 0.92 1.02 2 JL/LB20A-630/45 铝包钢芯铝绞线 8 0.31 0.41 0.51 0.61 0.72 0.82 0.92 1.02 3 JL(GD)/G1A-630/45 钢芯高导电率铝绞线 8 0.31 0.41 0.51 0.61 0.72 0.82 0.92 1.02 4 JL/LHA1-465/210 铝合金芯铝绞线 8 0.31 0.41 0.51 0.61 0.71 0.82 0.92 1.02 5 JLHA3-675 中强度铝合金 8 0.31 0.41 0.51 0.61 0.71 0.82 0.92 1.02 第 9 页

M11000 W） 12000 1.12 1.22 1.12 1.23 1.12 1.23 1.12 1.22 1.12 1.22 由于本工程线路最大输送容量需按照N-1原则取值，正常输送容量在2×3000MW～2×6000MW，参选导线实际的电流密度处于0.3 A/mm2～0.6A/mm2，虽并未达到经济电流密度，但经济电流密度已经不能用于决定最优导线截面，仅为导线截面的初步选取做参考。 4.2 导线最高允许温度 导线最高允许温度是控制导线载流量的主要依据，导线允许最高温度主要由导线经过长期运行后的强度损失和连接金具的发热而定，当工作温度越高，运行时间越长，则导线的强度损失越大，但根据国外一些研究数据，从导线耐热的角度考虑，钢芯铝绞线可采用150℃，主要应考虑导线接头的氧化和连接金具的发热情况。我国根据以往线路的运行经验，在《1000kV架空输电线路设计规范》GB50665-2019中规定： “5.0.4 验算导线允许载流量时，导线的允许温度宜按下列规定取值： 1 钢（铝包钢）芯铝绞线和钢（铝包钢）芯铝合金绞线宜采用70℃，必要时可采用80℃；大跨越宜采用90℃； 2 铝包钢绞线可采用80℃，大跨越可采用100℃，也可经试验决定。” 4.3 导线允许载流量 根据导线允许载流量公式： 式中: I——允许载流量（A）； WR——单位长度导线的辐射散热功率（W/m）； WF——单位长度导线的对流散热功率（W/m）； WSRt'——单位长度导线的日照吸收功率（W/m）； ——允许温度时导线的交流电阻（Ω/m）。 辐射散热功率WR的计算式： 式中：D——导线外径（m）； 第 10 页

E1——导线表面的辐射散热系数取0.90； S1——斯特凡-包尔茨曼常数，为5.67×10（W/m）； -82， ——导线表面的平均温升55（℃）a——环境温度取15（℃）。 对流散热功率WF的计算式： 式中：f——导线表面空气层的传热系数（W/m·℃）； Re——雷诺数。 Re=VD/ 式中：V——垂直于导线的风速取0.5（m/s）； ——导线表面空气层的运动粘度（m2/s）； 日照吸热功率WS的计算式： 式中：S——导线表面的吸热系数取0.9； JS——日光对导线的日照强度取1000（W/m）。 2经计算得出下表： 表4.3 参选导线方案的允许载流量及最大输送容量对比表 根数 8 8 8 8 8 单根 载流量 (A) 871 877 881 3 1 相导线 载流量 (A) 6966 7015 7050 7144 7127 相导线 载流量对比（以导线1为基准） 1.00 1.01 1.01 1.03 1.02 每回路最大输送功率(MW) 12035 12121 12181 12342 12314 序号 导线型号 1 2 3 4 5 JL/G1A-630/45 JL/LB20A-630/45 JL(GD)/G1A-630/45 JL/LHA1-465/210 JLHA3-675 （注：该表格各导线允许载流量计算条件为环境温度为35℃，导线允许最高温度为70℃。） 按照N-1原则，当一回线路故障时，另一回线路应能输送全部的功率，本工程系统条件为正常条件下每回输送容量为3000MW～6000MW，当某一回故障时，另一回要求的输送容量为6000MW～12000MW，根据表4.3导线方案的第 11 页

最大输送容量对比可知，各参选导线均能满足要求。载流量从小到大排列依次为：JL/G1A-630/45、JL/LB20A-630/45、JL(GD)/G1A-630/45、JLHA3-675、JL/LHA1-465/210。 4.4 电磁环境计算 4.4.1 导线相序布置 导线相序排列不同对其表面电场强度有影响。由于逆相序（即一回按上A、中B、下C，另一回按上C、中B、下A）排列对防止雷电反击，避免两回路同时跳闸有利，能使作用到绝缘子串上由雷电造成的电压和系统工作电压相叠加，可以造成一回线路首先闪络而起到分流和降低接地电阻及塔身压降，以及事故相分流对正常相感应耦合，从而降低正常相绝缘子串上的耐受的电压，以达到另一回线路不会同时跳闸保证线路安全送电的目的。因此，一般同塔双回线路均推荐采用逆相序布置。 计算输入条件如下： I串布置：导线布置按逆相序（即一回按上 A、中 B、下C，另一回按上 C、中 B、下 A）排列，杆塔型式及呼高按 SZ271 -45m（以该塔为模型计算出的导线表面最大场强为最不利情况，塔型见下图）； 图4.1.1-1 SZ271杆塔一览图 V串布置：导线布置按逆相序（即一回按上 A、中 B、下C，另一回按上 C、中 B、下 A）排列，杆塔型式如下图； 图4.1.1-2 SZV321A杆塔一览图 4.4.2 导线表面最大场强 本报告根据“国际大电网会议第36.01工作组”推荐的方法，利用等效电荷法计算高压送电线（单相和三相高压送电线）下空间工频电场强度。 计算结果如下表： 表4.4.2 参选导线表面最大场强E（kV/cm） 第 12 页

序号 导线类型 1 钢芯铝绞线 JL/G1A-630/45 8 33.75 15.62 2 铝包钢芯铝绞线 JL/LB20A-630/45 8 33.75 15.62 3 钢芯高导电率铝绞线 JL(GD)/G1A-630/45 8 33.75 15.62 4 铝合金芯铝绞线 JL/LHA1-465/210 8 33.75 15.62 5 中强度铝合金 JLHA3-675 8 33.75 15.62 导线型号 根数 导线外径D（mm） 导线表面最大场强E（kV/cm） I串布置 V串布置 15.91 15.91 15.91 15.91 15.91 从上表可以看出，对于同一条线路，导线表面最大电场强度与导线半径密切相关，本报告讨论的五种型号导线的直径相一致，因此各导线表面最大电场强度都一致。 4.4.3 无线电干扰 输电线路的无线电干扰主要是由导线、绝缘子或线路金具等的电晕放电产生，电晕形成的电流脉冲注入导线，并沿导线向注入点两边流动，从而在导线周围产生磁场，即无线电干扰场。由于高压架空送电线的导线上沿线“均匀地”出现电晕放电和电流注入点，考虑其合成效应，导线中形成了一种脉冲重复率很高的“稳态”电流，所以架空送电线周围就形成了的脉冲重复率很高的“稳态”无线电干扰场。 关于输电线路的无线电干扰限值，至今国际上没有统一标准，加拿大、波兰、捷克和斯洛伐克、瑞士、前苏联等国家都制定了相应的国家标准，这些标准中，有的规定是不分电压等级只有一个限值，有的不仅规定了一个限值，还规定了电压不同，限值的参考距离不同。 目前，根据《1000kV架空输电线路设计规范》GB50665-2019中规定：“海第 13 页

拔500m及以下地区，距离线路边相导线地面水平投影外侧20m、对地2m高度处，且频率为0.5MHz时，在好天气下，无线电干扰设计控制值不应大于55dB(μV/m)。 本工程各标段的海拔基本在500m以下，因此，导线选择的无线电干扰限值（好天气）按一般地区不超过55dB(μV/m) 取值。 根据《高压交流架空送电线路无线电干扰限值》（GB 15707-1995）中的激发函数预估公式： 大雨天无线电干扰大雨70585/E35lg(d)10log(n) 式中 ： E ——导线表面最大电场强度有效值，kV/cm；（该值计算结果见4.4.2） d —— 子导线直径，cm； n —— 导线数。 计算结果如下表： 表4.4.3 参选导线无线电干扰值ND（边相导线地面水平投影外侧20m、对地2m高度处，频率为0.5MHz，好天气）（dB） 序号 导线类型 1 钢芯铝绞线 JL/G1A-630/45 53.45 53.79 2 铝包钢芯铝绞线 JL/LB20A-630/45 53.45 53.79 3 钢芯高导电率铝绞线 JL(GD)/G1A-630/45 53.45 53.79 4 铝合金芯铝绞线 JL/LHA1-465/210 53.45 53.79 5 中强度铝合金 JLHA3-675 53.45 53.79 导线型号 I串布置 V串布置 无线电干扰值dB (μV/m) （注：文件《特高压交流线路绝缘子串长优化总体论证暨工程应用方案审查会议纪要》（特交流【2019】231号）中给出结论“大雨条件下的无线电干扰计算值比好天气下的均值大约20dB，原则上可按照20.5dB进行修正。”本工程采用该研究成果，将激发函数法第 14 页

计算结果减去20.5dB（A）进行修正得到导线在晴天无线电干扰值。） 由上表可知，本报告讨论的各型号导线在本工程线路中产生的无线电干扰水平均可满足本工程环境保护的要求。 4.4.4 可听噪声 根据国内外的研究经验，随着电压的升高和导线根数的增加，输电线路的电晕噪声问题越显突出，电压越高越须关注，其标准将对导线截面和方式的选取产生影响，虽然世界上很多国家（包括中国）对输电线路的可听噪声没有标准，但各国均制定有环境噪声的标准，输电线路属于整个环境中的一部分，其可听噪声的限值可参考当地的环境噪声标准。 在我国相应的环境噪声标准有：GB3096-93《城市区域环境噪声标准》，GB12348-90《工业企业厂界噪声标准》，GB12523-90《建筑施工场界噪声限值》，城市区域环境噪声和工业企业厂界噪声这两个标准，都划分了不同标准以适用于不同的区域，标准如下表： 表4.4.4-1 中国噪声标准 （等效声级Laeq：dB（A）） 类 别 0 1 2 3 4 昼 间 50 55 60 65 70 夜 间 40 45 50 55 55 0 类适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域（工业企业厂界噪声无此类标准）。 1类适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。 2类适用于居住、商业、工业混杂区 第 15 页

3类适用于工业区。 4类适用于城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。 按照我国国内《1000kV架空输电线路设计规范》GB50665-2019中规定：“海拔500m及以下地区，距离线路边相导线地面水平投影外侧20m处，湿导线的可听噪声设计控制值不应大于55dB（A）。” 目前国际有多种计算线路可听噪声的预估公式，经专家学者研究讨论得出，美国BPA推荐的可听噪声预估公式与实测值最为接近。 美国BPA推荐的可听噪声预估公式(湿导线L50值)： 式中:SLA-A计权声级； PWL(i)-i相导线的声功率级； Ri-测点至被测i相导线的距离(m)； Z-相数； 其中PWL按下式计算: PWL=-1.4+120lgE+55lg(Deq)； 式中：E-导线的表面梯度(kV/cm)；（见4.4.2） Deq为等效直径，Deq=0.58×n0.48×d(n>4)； 其中：n-根数； d-次导线直径(mm)。 这个预测公式对于间距为30～50cm，导线表面梯度为10～25kV/cm的常规对称导线均是有效的。 计算结果如下： 表4.4.4-2 参选导线湿导线可听噪声值 （dB（A）） 序号 导线类型 1 钢芯铝绞线 2 铝包钢芯铝绞线 3 钢芯高导电率铝绞4 铝合金芯铝绞线 5 中强度铝合金 第 16 页

线 导线型号 湿导线可听噪声值dB (μV/m) I串 布置 V串 布置 JL/G1A-630/45 .31 .80 JL/LB20A-630/45 .31 .80 JL(GD)/G1A-630/45 .31 .80 JL/LHA1-465/210 .31 .80 JLHA3-675 .31 .80 （注：国网电力科学研究院对特高压试验线段的噪声测试研究表明，实测水平低于采用BPA公式计算值2dB。因此，本报告按BPA公式计算可听噪声后再减去2dB修正得到湿导线可听噪声值。） 由上表可知，各参选导线可听噪声值比较接近，且均不大于55dB，故本文讨论的各参选导线均能满足噪声的要求。 4.5 导线电能损耗 4.5.1 电阻损耗 本工程额定输送容量为2×3000MW～2×6000 MW，则额定电流对应为1736A～3473 A，年损耗小时取3200小时、3750小时，全年电阻电能损失公式计算如下： 3I2kRCRPZ107，万度/km N式中： PZ—— 电阻电能损失（万度/km） I —— 线路额定电流： k ——交直流电阻比（根据国网电科院提供的各导线交直流电阻比实测数据取值）：钢芯铝绞线为1.0473，铝包钢芯铝绞线为1.05，钢芯高导电率铝绞线为1.0488，铝合金芯铝绞线为1.0347，铝合金绞线为1.0345； R —— 导线直流电阻（Ω/km，20℃时）  —— 年损耗小时数取3200（h）、3750（h） 第 17 页

N —— 导线根数取8（根）； CR—— 直流电阻随温度变化的增大系数；CR=1+(20)，为导线电阻温度系数，分别如下： ①钢芯铝绞线（61.5%IACS）电阻温度系数为0.00403（1/℃）； ②铝包钢芯铝绞线（61.5%IACS）的电阻温度系数0.00403（1/℃）； ③钢芯高导电率铝绞线（63%IACS）的电阻温度系数0.00416（1/℃）； ④铝合金芯铝绞线：内层为铝合金芯（52.5%IACS，电阻温度系数1=0.0036），外层为铝绞线（61.5%IACS，电阻温度系数2=0.00405），通过分开计算铝合金芯以及外铝绞线的直流电阻随温升变化，综合计算得出铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210在各输送容量对应的导线温度下的电阻温度系数： 表4.5.1-1 铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210在不同输送容量下的导线温度（℃）及电阻温度系数（1/℃）（环境温度取15℃） 输送容量 输送容量每回3000MW 输送容量每回4000MW 输送容量每回5000MW 输送容量每回6000MW 导线温度θ（℃） 31.821 32.717 33.874 35.298 电阻温度系数（1/℃） 0.003698 0.003713 0.003730 0.003747 ⑤中强度铝合金绞线（58.5%IACS）的电阻温度系数0.00386（1/℃）。 按不同输送容量考虑，环境温度取15℃，为达到额定电流时的导线温度，值、交流电阻分别如下表： 表4.5.1-2 各导线在不同输送容量下的导线温度（℃）及交流电阻值（Ω/km） （环境温度取15℃） 序号 导线类型 导线方案 1 钢芯铝绞线 JL/G1A-630/45 2 铝包钢芯铝绞线 JL/LB20A-630/45 3 钢芯高导电率铝绞线 JL(GD)/G1A-630/45 4 铝合金芯铝绞线 JL/LHA1-465/210 5 中强度铝合金 JLHA3-675 第 18 页

直流电阻20℃时（Ω/km） 导线电阻温度系数α 0.0459 0.04526 0.0445 0.0447 0.003698 0.0447 0.00403 0.00403 0.00416 0.003713 0.003730 0.003747 0.00386 交直流电阻比 导线数N 1.047 8 1.056 8 1.049 8 1.035 8 1.035 8 输送容导线温度量每回θ（℃） 3000M交流电阻W （Ω/km） 输送容导线温度量每回θ（℃） 4000M交流电阻W （Ω/km） 输送容导线温度量每回θ（℃） 5000M交流电阻W （Ω/km） 输送容导线温度量每回θ（℃） 6000M交流电阻W （Ω/km） 31.870 0.05037 32.806 0.05055 34.015 0.05078 35.501 0.05107 31.853 0.04966 32.776 0.04983 33.967 0.05006 35.432 0.05034 31.837 0.047 32.747 0.04915 33.922 0.04938 35.368 0.04966 31.821 0.04827 32.717 0.04844 33.874 0.04865 35.298 0.040 31.823 0.04835 32.720 0.04851 33.879 0.04872 35.304 0.048 计算得出各导线在不同输送容量下的电阻损耗功率如下： 表4.5.1-3 各导线在不同输送容量下的电阻损耗功率（双回路），kW/km 序号 导线类型 导线方案 1 钢芯铝绞线 JL/G1A-630/45 2 铝包钢芯铝绞线 JL/LB20A-630/45 3 钢芯高导电率铝绞线 JL(GD)/G1A-630/45 4 铝合金芯铝绞线 JL/LHA1-465/210 5 中强度铝合金 JLHA3-675 第 19 页

输送容量 2×3000MW 输送容量 2×4000MW 输送容量 2×5000MW 输送容量 2×6000MW 以导线1为基准差值 113.90 203.22 319.00 461.96 0.0% 112.29 200.33 314.44 455.33 -1.4% 110.74 197.58 310.15 449.15 -2.8% 109.16 194.72 305.56 442.34 -4.2% 109.34 195.03 306.04 442.99 -4.1% （注：上表差值取输送容量为2×6000MW时，各输送容量情况下该差值相近。） 由表4.5.1-1～2可知，以导线JL/G1A-630/45为基准，导线JL/LB20A-630/45、JL(GD)/G1A-630/45、JL/LHA1-465/210、JLHA3-675的电阻损耗分别减小1.4%、2.8%、4.2%、4.1%，电阻损耗从小到大顺序依次为：JL/LHA1-465/210、JLHA3-675、JL(GD)/G1A-630/45、JL/LB20A-630/45、JL/G1A-630/45。 4.5.2 电晕损耗 美国BPA推荐的电晕计算公式综合考虑了降雨量和海拔对电晕损耗的影响，是一种较为简单而准确的估算公式： 33Prpisi/si, kW/km i1i1式中: p1、p2、p3分别为小雨、中雨、大雨的电晕损耗，kW/km; s1、s2、s3分别为小雨、中雨、大雨的天气时间，h； pi=10 a , kW/km dEnA)+K1lg()+K2i+式中：a=[14.2+65lg(m)+40lg(]/10 ; 3.5118.84300其中: n为子导线数; d为子导线直径，cm; Em为导线平均最大电位，kV / cm; 第 20 页

K1为导线修正系数，当导线数 n≤4时，K1= 13，n＞4 时，K1= 19; A为海拔，m; K21、K22、K23分别为小雨、中雨、大雨的修正系数，修正系数随着降雨率Rr调整，当Rr≤3.6 mm /h时，K2i=10lg(Rr/1.676) ; 当Rr＞3.6 mm / h时，K2i= 3.3 +3.5lg(Rr/3.6) 。 不同气象条件下的电晕损耗差别较大，一般来说，输电线路导线电晕损耗应综合考虑好天气、雨天、雪天及雾凇天的情况。 经查阅气象资料，本工程沿线各天气所占比例如下： 表4.5.2-1 本工程沿线天气情况 天气条件 各种天气年小时数所占比例/% 好天气 78.8 雪 天 8.4 雨 天 11.1 雾凇天 1.8 (1) 雨天电晕损耗。雨天电晕损耗应综合考虑小雨、中雨及大雨的平均损耗，其降雨量和数量分布如下表所示。 表4.5.2-2 各雨天降雨量及百分比分布 项目 降雨量/(mm·h-1) 百分比/% 小雨 0.5 60 中雨 3.5 35 大雨 6.5 5 (2) 雪天电晕损耗。雪天的等效降雨量和数量分布如下表所示。 表4.5.2-3 各雪天的等效降雨量及百分比分布 项目 等效降雨量/(mm·h-1) 百分比/% 小雪 0.1 50 中雪 0.6 30 大雪 2.5 20 (3) 雾凇天电晕损耗。雾凇会产生超电晕，根据实验研究表明，雾凇天的第 21 页

电晕损耗为大雨的 4 倍。 (4) 好天气电晕损耗。博纳维尔电力管理局建议好天气平均电晕损失(dB) 从雨天计算出的平均损失(dB) 中减去 17 dB，这 17 dB 是从北美 Apple Grove 750 kV 工程中晴天和雨天实测比较而得到的平均值。 经计算各导线在不同天气下的电晕损耗如下： 表4.5.2-4 各导线在不同天气下的电晕损耗（kW/km） 序号 导线类型 导线型号 根数 外径D（mm） 导线最大表面电场强度g(kV/cm) 导线修正系数K1 雨量修正系数K2 雪天修正系数K2 小雨 中雨 大雨 小雪 中雪 大雪 1 钢芯铝绞线 JL/G1A-630/45 8 33.75 15.62 19 -5.25 3.20 4.20 -12.24 -4.46 1.74 500 66.11 86.15 194.83 79.56 2 铝包钢芯铝绞线 JL/LB20A-630/45 8 33.75 15.62 19 -5.25 3.20 4.20 -12.24 -4.46 1.74 500 66.11 86.15 194.83 79.56 3 钢芯高导电率铝绞线 JL(GD)/G1A-630/45 8 33.75 15.62 19 -5.25 3.20 4.20 -12.24 -4.46 1.74 500 66.11 86.15 194.83 79.56 4 铝合金芯铝绞线 JL/LHA1-465/210 8 33.75 15.62 19 -5.25 3.20 4.20 -12.24 -4.46 1.74 500 66.11 86.15 194.83 79.56 5 中强度铝合金 JLHA3-675 8 33.75 15.62 19 -5.25 3.20 4.20 -12.24 -4.46 1.74 500 66.11 86.15 194.83 79.56 海拔A（m） 雨天电晕损耗(kW/km) p小雨 p中雨 p大雨 p雨天 第 22 页

雪天电晕损耗(kW/km) p小雪 p中雪 p大雪 p雪天 1.52 15.60 99. 25.42 1.52 15.60 99. 25.42 1.52 15.60 99. 25.42 1.52 15.60 99. 25.42 1.52 15.60 99. 25.42 雾凇(大雨中电晕损耗的4倍)电晕损耗(kW/km) 好天电晕损耗(kW/km) 总电晕损耗(kW/km) 779.34 779.34 779.34 779.34 779.34 1.59 25. 1.59 25. 1.59 25. 1.59 25. 1.59 25. 4.5.3 电能损耗 综合电阻损耗及电晕损耗，各导线的电能损耗(电阻损耗+电晕损耗)如下： 表4.5.3 参选导线方案的全年电能损耗表（万度/km） 序号 导线类型 导线方案 年损耗小时1 钢芯铝绞线 JL/G1A-630/45 2 铝包钢芯铝绞线 JL/LB20A-630/45 3 钢芯高导电率铝绞线 JL(GD)/G1A-630/45 4 铝合金芯铝绞线 JL/LHA1-465/210 5 中强度铝合金 JLHA3-675 输送容量 2×3000MW 数3200h 年损耗小时数3750h 年损耗小时44.73 52.42 73.31 85.91 110.36 129.33 44.21 51.81 72.39 84.83 108.90 127.62 43.72 51.23 71.51 83.80 107.53 126.01 43.22 50. 70.59 82.73 106.06 124.29 43.27 50.71 70.69 82.84 106.22 124.47 输送容量 2×4000MW 数3200h 年损耗小时数3750h 年损耗小时输送容量 2×5000MW 数3200h 年损耗小时数3750h 第 23 页

年损耗小时输送容量2×6000MW 数3200h 年损耗小时数3750h 156.11 182.94 0.0% 153.99 180.45 -1.4% 152.01 178.14 -2.6% 149.83 175.58 -4.0% 150.04 175.83 -3.9% 以导线1为基准差值 （注：上表差值取输送容量为2×6000MW时，各输送容量情况下该差值相近。） 从表4.5.3各导线全年电能损耗计算结果可知，本工程全年导线电能损耗随输送容量、年损耗小时数的升高而升高，以导线JL/G1A-630/45为基准，导线JL/LB20A-630/45、JL(GD)/G1A-630/45、JL/LHA1-465/210、JLHA3-675的电能损耗分别减小1.4%、2.6%、4.0%、3.9%，电能损耗从小到大顺序依次为：JL/LHA1-465/210、JLHA3-675、JL(GD)/G1A-630/45、JL/LB20A-630/45、JL/G1A-630/45。可见节能导线有较明显的节能优势，且在输送容量越大、损耗小时数越高的情况下，节能优势越明显。 4.6 本章小结 1，导线允许载流量：参选的各导线均能满足要求，按载流量从小到大排列依次为：JL/G1A-630/45、JL/LB20A-630/45、JL(GD)/G1A-630/45、JLHA3-675 、JL/LHA1-465/210； 2，导线电磁环境相关计算： ①表面最大场强：导线表面最大场强与导线半径成反比，各导线表面最大电场强度一致； ②无线电干扰：本报告讨论的各型号导线在本工程中产生的无线电干扰一致，均可满足本工程环境保护的要求。 ③可听噪声：计算得出各参选导线的可听噪声一致，且最大均不大于55dB，满足本工程环境保护的要求。 3，导线电能损耗：以导线JL/G1A-630/45为基准，导线JL/LB20A-630/45、JL(GD)/G1A-630/45、JL/LHA1-465/210、JLHA3-675的电能损耗分别减小1.4%、第 24 页

2.6%、4.0%、3.9%，电能损耗从小到大顺序依次为：JL/LHA1-465/210、JLHA3-675、JL(GD)/G1A-630/45、JL/LB20A-630/45、JL/G1A-630/45。可见节能导线有较明显的节能优势，且在输送容量越大、损耗小时数越高的情况下，节能优势越明显。 5 导线机械特性比较 5.1 导线力学特性比较表 结合本工程沿线的气象条件，全线（一般线路）处于2710、3010、3210气象区，地形条件主要为平地，根据以往工程的经验及近年来节能导线的应用，选择以下5种导线方案进行比较： 钢芯铝绞线： JL/G1A-630/45、JL(GD)/G1A-630/45； 铝包钢芯铝绞线：JL/LB20A-630/45； 铝合金芯铝绞线：JL/LHA1-465/210； 铝合金绞线：JLHA3-675。 具体比较结果见表5.1。 表5.1 各导线力学特性比较表 序号 导线类型 导线型号 根数 钢（铝包钢，结构 铝合金）芯 铝合金(外绞线) 钢（铝包钢，截面积S 铝合金）芯 （mm2） 铝合金(外绞线) 1 钢芯铝绞线 JL/G1A-630/45 8 7/2.81 45/4.22 43.6 630.0 2 铝包钢芯铝绞线 JL/LB20A-630/45 8 7/2.81 45/4.22 43.4 629.4 3 钢芯高导电率铝绞线 JL(GD)/G1A-630/45 8 7/2.81 45/4.22 43.4 629.4 4 铝合金芯铝绞线 JL/LHA1-465/210 8 19/3.75 42/3.75 209.9 463.9 5 中强度铝合金 JLHA3-675 8 \\ 61/3.75 \\ 673.7 第 25 页

总截面 铝钢比 单重W（kg/km） 外径D（mm） 综合弹性系数（MPa） 综合线膨胀系数（10-6/℃） 计算拉断力T（N） 保证拉断力T’（N） 拉重比T/W(km) 综合破坏力σb（MPa） σcp/σb(%) 平均运行应力（N） 高温运行应力（N） 大风运行应力（N） 27m/s 30m/s 32m/s 674.00 14.45 2079.2 33.75 63000 20.9 150450 142927.5 7.38 212.06 25.0% 35732 334 48191 50967 005 56766 2.52 672.81 14.50 2026.5 33.75 61900 21.3 152800 145160.0 7.69 215.75 25.0% 36290 33818 49456 52326 557 58008 2.50 23.00 21. 20.92 11.75 18.36 26.44 17395 1.00 1621 0.98 77808 672.81 14.50 2078.4 33.75 63000 20.9 150190 142680.5 7.37 212.07 25.0% 35670 33436 48112 50886 53922 56676 2.52 22.97 21.73 21.01 12.19 19.05 27.43 17395 1.00 169068 1.00 77808 673.73 2.21 1858.9 33.75 55000 23.0 137020 130169.0 7.52 193.21 24.1% 31428 29333 44475 47346 50459 52068 2.50 21.96 20.90 20.29 12.43 19.42 27.97 17395 1.00 157874 0.93 77808 673.73 \\ 1861.0 33.75 55000 23.0 161690 153605.5 8.87 227.99 24.7% 37905 34587 53280 56373 59711 61442 2.50 23.74 22.11 21.17 10.55 16.49 23.74 17395 1.00 157981 0.93 77808 最大使用应力（N） 安全系数 覆冰 过载能lr=400 lr=500 22.99 21.74 21.02 12.18 19.03 27.40 17395 1.00 169108 1.00 77808 力（mm） lr=600 最高线温弧垂F（m） 档距 覆冰工况 Lh=550 Lv=650 lr=600 相导线水平荷重 （N） 相导线垂直荷重 （N） 大风工相导线水平lr=400 lr=500 第 26 页

况 Lh=550 Lv=650 荷重（N）（27m/s、30m/s、32m/s） 相导线垂直荷重 （N） 672 102019 1.00 106028 1.00 385.53 672 102019 1.00 103341 0.97 395.65 418.61 443.66 1.03 4.06 1.02 3×550kN 3.56 828 672 102019 1.00 105987 1.00 384.90 407.09 431.38 1.00 453.41 1.00 3×550kN 3. 801 672 102019 1.00 94794 0. 355.80 378.77 403.67 0.92 416. 0.92 3×420kN 3.02 782 672 102019 1.00 94901 0.90 426.24 450.98 477.69 1.11 491. 1.08 3×550kN 3.36 922 相导线大风运行张力（kN) （27m/s、30m/s、32m/s） 相导线最大使用张力（kN) 耐张绝缘子串及实际安全系数 单侧极限垂直档距lOB(m) 407.74 432.04 1.00 4.13 1.00 3×550kN 3.63 803 5.2 导线机械特性比较 以下对参选导线的主要特性作出比较： （1）过载能力：导线方案5覆冰过载能力最大，5种导线方案覆冰过载能力从小到大依次为导线4、2、3、1、5（导线方案序号），且在档距为600的情况下，各导线的覆冰过载能力均大于20mm，即各参选导线均足以满足本工程10mm覆冰的气象条件要求； 图5.2-1 各导线覆冰过载能力（mm） （2）高温弧垂：导线1、2、3、4高温弧垂较为接近，仅导线5的高温弧垂有较明显的优势（较导线1降低13%），导线弧垂由小到大依次为导线5、2、1、3、4； 图5.2-2 各导线高温弧垂比较 （3）水平荷载：5种导线水平荷载一致； 第 27 页

（4）垂直荷载：导线1、2、3垂直荷载十分接近，导线4、5的垂直荷载略低，由小到大依次为导线4、5、2、3、1； 图5.2-3 各导线荷载比较 （5）大风运行张力：导线1、3十分接近，与导线1相比，导线2、5的相导线大风运行张力依次增大3%、11%，导线4减小8%，从小到大依次为4、3、1、2、5； （6）最大使用张力：与导线1、3十分接近，与导线1相比，导线2、5的相导线大风运行张力依次增大2%、8%，导线4减小8%，从小到大依次为4、3、1、2、5； 图5.2-4 各导线张力比较 （7）单侧极限垂直档距：各导线的单侧极限垂直档距从小到大依次为导线4、3、1、2、5，由于本工程全线处于轻冰区，线路沿线地势主要为平地，各导线的单侧垂直档距允许值均足够大，悬挂点应力不会超出相应的允许值。 6 导线经济性比较 6.1 导线电能损耗费用 6.1.1 导线电能损耗费用当年值比较 表6.1.1 各导线电能损耗对比表（当年值）（输送容量为2×6000MW，损耗小时数3200h） 1 导线类型 钢芯铝绞线 项目阶段 双回路全年电能损耗Pz(万度/km) 双回路全年电能损耗差值Pz(万度/km) 双回路全电价按0.40元/度 JL/G1A-630/45 2 铝包钢芯铝绞线 JL/LB20A-630/45 3 钢芯高导电率铝绞线 JL(GD)/G1A-630/45 4 铝合金芯铝绞线 JL/LHA1-465/210 5 中强度铝合金 JLHA3-675 158.9 0.0 63.6 156.8 -2.2 62.7 1.8 -4.1 61.9 152.3 -6.6 60.9 152.6 -6.3 61.0 第 28 页

年电能损耗费用(万元/km) 双回路全年电能损耗费用差值(万元/km) 全寿命周期内电能损耗费用(万元/km)（30年,当年值） 全寿命周期内电能损耗费用差值(万元/km)（30年，当年值） 电价按0.45元/度 电价按0.50元/度 电价按0.40元/度 电价按0.45元/度 电价按0.50元/度 电价按0.40元/度 电价按0.45元/度 电价按0.50元/度 71.5 79.5 0.0 0.0 0.0 1907.0 2145.3 2383.7 0.0 70.5 78.4 -0.9 -1.0 -1.1 1881.0 2116.2 2351.3 -25.9 69.7 77.4 -1.6 -1.8 -2.0 1857.9 2090.1 2322.3 -49.1 68.6 76.2 -2.6 -3.0 -3.3 1828.1 2056.6 2285.1 -78.9 68.7 76.3 -2.5 -2.8 -3.1 1831.5 2060.4 22.4 -75.5 电价按0.40元/度 电价按0.45元/度 0.0 -29.2 -55.2 -88.7 -84.9 电价按0.50元/度 0.0 -32.4 -61.4 -98.6 -94.3 （ 注：该表中各导线全寿命周期内电能损耗费用按30年的当年值计算，各全寿命周期电能损耗折算值见表6.1.2。） 6.1.2 导线全寿命周期内电能损耗 为进一步分析推荐导线组合方案的经济合理性，本文引入资金时间价值概念，将各类导线的投资差和线路损耗差换算到同一时间点，在项目的全寿命周期上进行比较。以下计算选择项目投产年做为基准点，将30年项目计算寿命期内的线路损耗差换算为基准点现值进行比较，换算公式为： nnPPtFt(1r0)t (式6.1.2) t1t1式中，t——项目投产后年份，取t=1～30； Ft——项目投产后第t年损耗值（当年值）； 第 29 页

Pt——将项目投产后第t年损耗值换算至投产年现值； r0——目前电力行业投资基准收益率（即电力工程回收率），取8%、9%、10%分析； 按式6.1.2计算各导线全寿命周期内电能损耗（以全线使用同种导线计算）如下表： 表6.1.2 各导线全寿命周期内电能损耗值(折合至投产年) 导线类型 1 钢芯铝绞线 JL/G1A-630项目阶段 回收率8% 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 /45 2 铝包钢芯铝绞线 JL/LB20A-630/45 3 钢芯高导电率铝绞线 JL(GD)/G1A-630/45 4 铝合金芯铝绞线 JL/LHA1-465/210 5 中强度铝合金 JLHA3-675 715.6 805.1 4.5 653.1 734.7 816.3 599.2 674.1 749.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 705.9 794.1 882.3 4.2 724.7 805.2 591.1 665.0 738.8 -9.7 -11.0 -12.2 -8.9 -10.0 -11.1 -8.2 -9.2 -10.2 697.2 784.3 871.5 636.2 715.8 795.3 583.8 656.8 729.7 -18.4 -20.7 -23.0 -16.8 -18.9 -21.0 -15.4 -17.4 -19.3 686.0 771.8 857.5 626.0 704.3 782.5 574.4 6.2 718.0 -29.6 -33.3 -37.0 -27.0 -30.4 -33.8 -24.8 -27.9 -31.0 687.3 773.2 859.1 627.2 705.6 784.0 575.5 7.5 719.4 -28.3 -31.9 -35.4 -25.8 -29.1 -32.3 -23.7 -26.7 -29.6 全寿命周期内总电能损耗(折算到投运年，万元/km) 回收率9% 回收率10% 全寿命周期内总电能损耗差值(折算到投运年，万元/km) 回收率8% 回收率9% 回收率10% 从表6.1.1、6.1.2可知： 如果按各导线全寿命周期内（经济适用年数30年）的当年损耗差值比较（电价按0.40元/度、0.45元/度、0.50元/度），以钢芯铝绞线JL/G1A-630/45第 30 页

为基准，铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45减小电能损耗26万元/km～32万元/km，钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45减小电能损耗49万元/km～61万元/km，铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210减小电能损耗79万元/km～99万元/km、中强度铝合金JLHA3-675减小电能损耗76万元/km～94万元/km； 如果将各导线计算的全寿命周期电能损耗（经济适用年数30年，电力工程回收率按8%、9%、10%，（电价按0.40元/度、0.45元/度、0.50元/度）折算到项目投产年，以钢芯铝绞线JL/G1A-630/45为基准，铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45减小电能损耗8万元/km～12万元/km，钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45减小电能损耗15万元/km～23万元/km，铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210减小电能损耗25万元/km～37万元/km、中强度铝合金JLHA3-675减小电能损耗24万元/km～35万元/km；。 总体比较可知，三种节能导线有较好的节能效果。与钢芯铝绞线JL/G1A-630/45对比，铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210节能优势最明显，中强度铝合金JLHA3-675节能效果次之，钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45再次，铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45节能效果不明显。 6.2 导线方案静态投资比较 参选的5种导线方案各具特点，通过航测断面进行计算机优化排位，并根据铁塔规划和计算获得各导线方案的导线、绝缘子、金具、铁塔、基础等用量，通过计算获得各种导线方案的静态投资的本体差异部分。 6.2.1 导线投资差异 根据市场询价，各参选导线的目前市场价格分别为：钢芯铝绞线JL/G1A-630/45为17200元/t（以该导线为基准100%/km），铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45为18500元/t（105%/km），钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45为18600元/t（108%/km），铝合金芯铝绞线为JL/LHA1-465/210为19800元/t（103%/km），中强度铝合金JLHA3-675为21000第 31 页

元/t（109%/km）。 6.2.2 耐张串投资差异 铝合金芯铝绞线8×JL/LHA1-465/210导线方案可以使得耐张串规格降低（可将3×420kN替代3×550kN），故耐张串部分存在一定的投资差。各气象区耐张塔比例不同，三个气象区分别考虑耐张塔比例为15%、15%、25%，各气象区耐张串投资减少投资为1.5万元/km、1.5万元/km、2.5万元/km。 6.2.3 杆塔与基础投资差异 以钢芯铝绞线JL/G1A-630/45为基准，铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45的荷载略小，但张力略大，考虑塔重不增加投资，基础混凝土增加初投资0.5%； 钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45较普通钢芯铝绞线JL/G1A-630/45基本相同，不增加结构部分的初投资； 铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210荷载、张力略小，风偏、弧垂较大。在不另外设计塔型，使用已有1000kV塔型的情况下，采用该导线方案较钢芯铝绞线JL/G1A-630/45方案需增加少量杆塔的呼高或加大塔型，考虑该导线在三个气象区杆塔投资分别增加1.5%、1.5%、1.0%（3210气象区直线塔比例略低），基础混凝土投资增加0.5%； 中强度铝合金JLHA3-675在正常放线的情况下荷载、弧垂均较小，但风偏、导线张力较大。若将其放松架线以适用于已有1000kV塔型，则该导线虽风偏仍略高，但弧垂仍略低，考虑该导线方案杆塔投资不增加，基础混凝土投资增加0.2%。 6.2.4 初投资差异 以下分别为2710、3010、3210气象区各导线方案初投资差异。 表6.2.1 导线方案静态投资投资比较表（本体差异部分）（2710气象区） 导线型式 1 钢芯铝绞线 2 铝包钢芯铝绞线 3 钢芯高导电率铝绞4 铝合金芯铝绞线 5 中强度铝合金 第 32 页

项目 8×JL/G1A-630/45 导线自重（kg/km） 导线总重（t/km） 导线单价（元/t） 导线投资 导线费用（万元/km） 导线费用比例 导线投资差（万元/km） 耐张串投资差（万元/km） 杆塔重量（t/km） 塔材费用（万元/km） (单重按1.35万元/t,含安装费) 塔材费用比例 杆塔和基础投资 基础混凝土方量（m3/km） 混凝土价格（万元） 单重按0.26万元/方,含安装费 混凝土费用比例 结构价差（万元/km） 本体投资（差异部分） (万元/km) 本体投资（差异部分）差额 (万元/km) 1.000 0.00 702.48 0.00 1.005 0.88 711.82 9.34 175.27 176.14 1.000 674.110 1.000 677.48 352.12 352.12 2079.2 101.8 17200 175.09 1.00 0.00 0.00 260.83 8×JL/LB20A-630/45 2026.5 99.2 18500 183.55 1.05 8.46 0.00 260.83 线 8×JL(GD)/G1A-630/45 2078.4 101.8 18600 1.27 1.08 14.18 0.00 260.83 8×JL/LHA1-465/210 1858.9 91.0 19800 180.20 1.03 5.11 -1.50 2.74 8×JLHA3-675 1861.0 91.1 21000 191.34 1.09 16.25 0.00 260.83 352.12 357.40 352.12 1.000 674.11 1.015 677.48 1.000 675.46 175.27 176.14 175.62 1.000 0.00 716.66 14.18 1.005 6.16 712.25 9.77 1.002 0.35 719.08 16.60 表6.2.2 导线方案静态投资投资比较表（本体差异部分）（3010气象区） 导线型式 1 2 3 4 5 第 33 页

项目 钢芯铝绞线 8×JL/G1A-630/45 铝包钢芯铝绞线 8×JL/LB20A-630/45 2026.5 99.2 18500 183.55 1.05 8.46 0.00 292.70 钢芯高导电率铝绞线 8×JL(GD)/G1A-630/45 2078.4 101.8 18600 1.27 1.08 14.18 0.00 292.70 铝合金芯铝绞线 8×JL/LHA1-465/210 1858.9 91.0 19800 180.20 1.03 5.11 -1.50 297.09 中强度铝合金 8×JLHA3-675 1861.0 91.1 21000 191.34 1.09 16.25 0.00 292.70 导线自重（kg/km） 导线总重（t/km） 导线单价（元/t） 导线投资 导线费用（万元/km） 导线费用比例 导线投资差（万元/km） 耐张串投资差（万元/km） 杆塔重量（t/km） 塔材费用（万元/km） (单重按1.35万元/t,含安装费) 塔材费用比例 杆塔和基础投资 基础混凝土方量（m3/km） 混凝土价格（万元） 单重按0.26万元/方,含安装费 混凝土费用比例 结构价差（万元/km） 本体投资（差异部分） (万元/km) 本体投资（差异部分）差额 (万元/km) 2079.2 101.8 17200 175.09 1.00 0.00 0.00 292.70 395.15 395.15 395.15 401.07 395.15 1.000 806.000 1.000 810.03 1.000 806.00 1.015 810.03 1.000 807.61 209.56 210.61 209.56 210.61 209.98 1.000 0.00 779.80 0.00 1.005 1.05 7.31 9.51 1.000 0.00 793.98 14.18 1.005 6.97 790.38 10.59 1.002 0.42 796.46 16.67 表6.2.3 导线方案静态投资投资比较表（本体差异部分）（3210气象区） 第 34 页

导线型式 项目 导线自重（kg/km） 导线总重（t/km） 导线单价（元/t） 导线投资 导线费用（万元/km） 导线费用比例 导线投资差（万元/km） 耐张串投资差（万元/km） 杆塔重量（t/km） 塔材费用（万元/km） (单重按1.35万元/t,含安装费) 塔材费用比例 杆塔和基础投资 基础混凝土方量（m3/km） 混凝土价格（万元） 单重按0.26万元/方,含安装费 混凝土费用比例 结构价差（万元/km） 本体投资（差异部分） (万元/km) 本体投资（差异部分）差额 (万元/km) 1 钢芯铝绞线 8×JL/G1A-630/45 2079.2 101.8 17200 175.09 1.00 0.00 0.00 426.00 2 铝包钢芯铝绞线 8×JL/LB20A-630/45 2026.5 99.2 18500 183.55 1.05 8.46 0.00 426.00 3 钢芯高导电率铝绞线 8×JL(GD)/G1A-630/45 2078.4 101.8 18600 1.27 1.08 14.18 0.00 426.00 4 铝合金芯铝绞线 8×JL/LHA1-465/210 1858.9 91.0 19800 180.20 1.03 5.11 -2.50 430.26 5 中强度铝合金 8×JLHA3-675 1861.0 91.1 21000 191.34 1.09 16.25 0.00 426.00 575.10 575.10 575.10 580.85 575.10 1.000 1324.500 1.000 1331.12 1.000 1324.50 1.010 1331.12 1.000 1327.15 344.37 346.09 344.37 346.09 345.06 1.000 0.00 1094.56 0.00 1.005 1.72 1104.74 10.18 1.000 0.00 1108.74 14.18 1.005 7.47 1104.65 10.08 1.002 0.69 1111.50 16.94 第 35 页

6.3 导线方案经济敏感性分析 考虑到各参选导线的本体投资、电能损耗各有差异，节能导线的本体投资较普通钢芯铝绞线均较高，但节约了电能损耗，以下分析各导线的节能费用（输送容量为2×6000MW，损耗小时数3200h）分别补充初投资的期限。 表6.3.1 导线方案经济敏感性分析（2710气象区） 序号 导线类型 1 钢芯铝绞线 8×导线型号 JL/G1A-630/45 本体投资（万元/km，差异部分） 投资差额（万元/km） 年损耗费用(万元/km) 年损耗费用差值（万元/km） 增加投资的回收期限（年） 电价按0.40元/度 电价按0.45元/度 电价按0.50元/度 电价按0.40元/度 电价按0.45元/度 电价按0.50元/度 电价按0.40元/度 电价按0.45元/度 电价按0.50元/度 2 铝包钢芯铝绞线 8×JL/LB20A-630/45 3 钢芯高导电率铝绞线 8×JL(GD)/G1A-630/45 4 铝合金芯铝绞线 8×JL/LHA1-465/210 5 中强度铝合金 8×JLHA3-675 702.5 0.0 62.4 70.2 78.1 0.0 0.0 0.0 \\ \\ \\ 711.8 9.3 61.6 69.3 77.0 -0.8 -1.0 -1.1 11 10 9 716.7 14.2 60.8 68.4 76.0 -1.6 -1.8 -2.0 9 8 7 712.3 9.8 59.9 67.4 74.9 -2.5 -2.8 -3.1 4 3 3 719.1 16.6 60.0 67.5 75.0 -2.4 -2.7 -3.0 7 6 5 表6.3.2 导线方案经济敏感性分析（3010气象区） 序号 导线类型 1 钢芯铝绞线 2 铝包钢芯铝绞线 3 钢芯高导电率铝绞线 4 铝合金芯铝绞线 5 中强度铝合金 导线型号 8×JL/G1A-630/45 8×JL/LB20A-630/45 8×8×JL(GD)/GJL/LHA1-1A-630/45 465/210 8×JLHA3-675 第 36 页

本体投资（万元/km，差异部分） 投资差额（万元/km） 年损耗费用(万元/km) 年损耗费用差值（万元/km） 增加投资的回收期限（年） 电价按0.40元/度 电价按0.45元/度 电价按0.50元/度 电价按0.40元/度 电价按0.45元/度 电价按0.50元/度 电价按0.40元/度 电价按0.45元/度 电价按0.50元/度 779.8 0.0 62.4 70.2 78.1 0.0 0.0 0.0 \\ \\ \\ 7.3 9.5 61.6 69.3 77.0 -0.8 -1.0 -1.1 11 10 9 794.0 14.2 60.8 68.4 76.0 -1.6 -1.8 -2.0 9 8 7 790.4 10.6 59.9 67.4 74.9 -2.5 -2.8 -3.1 4 4 3 796.5 16.7 60.0 67.5 75.0 -2.4 -2.7 -3.0 7 6 5 表6.3.3 导线方案经济敏感性分析（3210气象区） 序号 导线类型 1 钢芯铝绞线 8×导线型号 JL/G1A-630/45 本体投资（万元/km，差异部分） 1094.6 投资差额（万元/km） 年损耗费用(万元/km) 年损耗费用差值（万元/km） 增加投资的回收期限（年） 电价按0.40元/度 电价按0.45元/度 电价按0.50元/度 电价按0.40元/度 电价按0.45元/度 电价按0.50元/度 电价按0.40元/度 电价按0.45元/度 电价按0.50元/度 2 铝包钢芯铝绞线 8×JL/LB20A-630/45 3 钢芯高导电率铝绞线 8×JL(GD)/G1A-630/45 4 铝合金芯铝绞线 8×JL/LHA1-465/210 5 中强度铝合金 8×JLHA3-675 1104.7 10.2 61.6 69.3 77.0 -0.8 -1.0 -1.1 12 11 10 1108.7 14.2 60.8 68.4 76.0 -1.6 -1.8 -2.0 9 8 7 1104.6 10.1 59.9 67.4 74.9 -2.5 -2.8 -3.1 4 4 3 1111.5 16.9 60.0 67.5 75.0 -2.4 -2.7 -3.0 7 6 6 0.0 62.4 70.2 78.1 0.0 0.0 0.0 \\ \\ \\ (注：表格中增加投资的回收期限=初投资增额/年损耗差额) 第 37 页

从表6.3.1-6.3.3可以看出，与钢芯铝绞线JL/G1A-630/45比较，铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45需9-12年才可收回初投资增额，钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45需7-8年即可收回初投资增额，铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210仅需3-4年即可收回初投资增额；中强度铝合金JLHA3-675需5-7年可收回初投资增额。 各导线回收初投资差额的年限由小到大依次为：铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、中强度铝合金JLHA3-675、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45。且随着电价增长，节能导线的回收年限越小。 以下计算3210气象区（其余气象区结果相近），损耗小时数为3200h，电价为0.4元/度，不同输送容量对应的各导线回收初投资年限，见下图： 图6.3 不同输送容量对应各导线的回收初投资年限 可见节能导线均能在短期内回收初投资，且输送容量越高，回收年限越小，导线的节能性从而越显得重要。 6.4 年费用计算 6.4.1 年费用最小法 年费用最小法是工程方案比较常用的方法，就是用折算年费用评选工程方案。评选的准则是：折算年费用越小，经济效果越好；折算年费用最小的，就是经济上最优的工程方案。 年费用法为财务评价方法之一，能反映工程投资的合理性、经济性。年费用比较法是将参加比较的诸多方案在计算期内的全部支出费用折算成等额年费用进行比较，年费用低的方案为经济上最优。年费用包含初投资年费用、年运行维护费用、电能损耗费用及资金的时间价值(即利息)。为了进一步分析各种导线的经济性，我们采用年最小费用法对五种导线的年费用进行了计算。 按电力工业部(82)电计字第 44 号文《颁发“电力工程经济分析暂行条例”第 38 页

的通知》第十五条经济计算－年费行最小法。 线路工程简化计算公式为： r01r0nNF(ZU)n1r01 （6.4-1） 式中： NF－年费用(平均分布在 n 年内) Z－折算到第 m 年的总投资 Zzt1r0t1mm1t （6.4-2） U－折算到第 m 年的总运行费用 Uut1r0tt0mmtmntm1ut1r0mt （6.4-3） m－施工年数 n－经济使用年数 t－从工程开工这一年起的年份 t0－工程部分投产的年份 r0－电力工程投资的回收率 6.4.2 年费用计算条件 ① 建设年限2年，即m=2； 第一年投资为60％，第二年投资为40％； ② 设备运行维护费按1.4%； ③ 经济使用年限为30年； ④ 电网的年最大负荷利用小时数按 5000、5500小时，年电能损失3200、3750小时计； ⑤ 电力工程回收率按工程投资的 8％、9%、10%利率计。 第 39 页

⑥ 上网电价按0.40、0.45、0.50元/kW.h电价计。 6.4.3 年费用计算结果 综合前文6.1及6.2，对各输送容量的导线方案年费用进行计算，差值（以钢芯铝绞线8×JL/G1A-630/45为基准）如下： 表6.4.3 各导线方案年费用差值（万元/km） 1 导线型号 计算条件 8×JL/G1A-630/45 回收率8% 损耗小时数3200h 回收率9% 回收率输送容量2×3000MW 回收率8% 损耗小时数3750h 回收率9% 回收率10% 输送容量2×时数3200h8%回收率 10% 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 钢芯铝绞线 2 铝包钢芯铝绞线 8×JL/LB20A-630/45 3 钢芯高导电率铝绞线 8×JL(GD)/G1A-630/45 4 铝合金芯铝绞线 8×JL/LHA1-465/210 5 中强度铝合金 8×JLHA3-675 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 1.1 1.0 1.0 0.8 0.8 0.7 0.9 0.9 0.8 1.0 1.0 1.0 0.7 0.6 1.0 1.0 0.9 1.2 1.1 1.1 1.4 1.3 1.3 1.0 0.9 0.9 1.1 1.1 1.0 1.3 1.2 1.2 0.7 0.6 0.4 0.3 0.3 0.5 0.5 0.4 0.7 0.6 0.5 0.3 0.2 0.1 0.4 0.3 0.3 0.6 0.5 0.4 -0.1 -0.2 1.1 1.1 1.0 1.3 1.3 1.2 1.5 1.5 1.4 1.0 1.0 0.9 1.2 1.1 1.1 1.4 1.4 1.3 0.7 0.5 第 40 页

1 导线型号 计算条件 8×JL/G1A-630/45 4000MW 损耗小 9%回收率 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 钢芯铝绞线 2 铝包钢芯铝绞线 8×JL/LB20A-630/45 3 钢芯高导电率铝绞线 8×JL(GD)/G1A-630/45 4 铝合金芯铝绞线 8×JL/LHA1-465/210 5 中强度铝合金 8×JLHA3-675 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.6 0.8 0.7 0.7 0.9 0.9 0.8 0.6 0.5 0.5 0.7 0.7 0.6 0.8 0.8 0.7 0.5 0.4 0.3 0.6 0.5 0.4 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.5 0.9 0.8 0.7 1.1 1.0 0.9 0.6 0.5 0.4 0.8 0.7 0.5 0.9 0.8 0.7 0.3 0.2 0.0 0.5 0.3 0.2 0.6 0.5 0.4 0.1 -0.1 -0.3 0.1 -0.1 -0.2 0.2 0.0 -0.1 -0.2 -0.4 -0.6 -0.1 -0.3 -0.5 0.0 -0.2 -0.3 -0.7 -0.9 -1.1 -0.6 -0.8 -1.0 -0.5 -0.7 -0.9 -1.0 -1.2 0.4 0.9 0.7 0.6 1.1 0.9 0.8 0.5 0.3 0.2 0.7 0.5 0.4 0.9 0.7 0.6 0.1 -0.1 -0.3 0.3 0.1 -0.2 0.5 0.3 0.0 -0.2 -0.5 10%回收率 8%回收率 损耗小时数3750h 9%回收率 10%回收率 回收率8% 损耗小输送容量2×5000MW 时数3200h 回收率9% 回收率10% 损耗小时数回收率8% 第 41 页

1 导线型号 计算条件 8×JL/G1A-630/45 3750h 回收率9% 回收率10% 8%回收率 时数3200h损耗小 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 0.40元/度 0.45元/度 0.50元/度 钢芯铝绞线 2 铝包钢芯铝绞线 8×JL/LB20A-630/45 3 钢芯高导电率铝绞线 8×JL(GD)/G1A-630/45 4 铝合金芯铝绞线 8×JL/LHA1-465/210 5 中强度铝合金 8×JLHA3-675 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.2 0.5 0.4 0.3 0.6 0.5 0.4 0.2 0.1 0.0 0.3 0.2 0.1 0.4 0.3 0.2 0.0 -0.1 -0.2 0.2 0.0 -0.1 0.3 0.2 0.0 -0.2 0.3 0.1 -0.1 0.4 0.3 0.1 -0.2 -0.4 -0.6 0.0 -0.2 -0.4 0.1 -0.1 -0.3 -0.5 -0.7 -1.0 -0.3 -0.6 -0.8 -0.1 -0.4 -0.6 -1.5 -0.9 -1.1 -1.4 -0.8 -1.0 -1.3 -1.5 -1.8 -2.1 -1.4 -1.7 -2.0 -1.2 -1.6 -1.9 -1.9 -2.3 -2.7 -1.8 -2.2 -2.5 -1.7 -2.0 -2.4 -0.7 0.0 -0.3 -0.5 0.2 -0.1 -0.3 -0.7 -1.0 -1.3 -0.5 -0.8 -1.1 -0.3 -0.6 -0.9 -1.1 -1.5 -1.8 -0.9 -1.3 -1.6 -0.7 -1.1 -1.4 9%回收率 10%回输送容量2×6000MW 8%回收率 损耗小时数3750h 收率 9%回收率 10%回收率 （注：考虑到各气象区的年费用差值相近，故仅列出以上3210气象区的年费用差值。） 根据上表可知，线路输送容量越高，节能导线年费用越有优势。在年损耗第 42 页

小时数为3200h，回收率8%，电价0.4元/度情况下，各导线年费用差值（万元/km）随输送容量变化如下图所示： 图6.4.3 各导线年费用差值随输送容量变化示意图 由图6.4.3可以得出，各导线年费用差值比较（以钢芯铝绞线8×JL/G1A-630/45为基准）结论为： （1）输送容量低于2×4000MW，各导线年费用均较高；年费用由小到大依次为：钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、中强度铝合金JLHA3-675。 （2）输送容量为2×4000MW-2×5000MW时，年费用较低的导线为铝合金芯铝绞线8×JL/LHA1-465/210；年费用由小到大依次为：铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、中强度铝合金JLHA3-675、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45。 （3）输送容量为2×5000MW-2×6000MW时，年费用较低的导线为铝合金芯铝绞线8×JL/LHA1-465/210、中强度铝合金JLHA3-675、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45；年费用由小到大依次为：铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、中强度铝合金JLHA3-675、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45。 7 综合比较及结论 综合以上对参选的5种导线方案（钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、中强度铝合金JLHA3-675）的电气性能、机械性能、经济性能等方面的比较，得出以下结论。 7.1 从电气性能方面分析 第 43 页

各参选导线的允许载流量、表面最大场强、可听噪声和无线电干扰一致且满足要求，各导线的电阻损耗从小到大顺序依次为：JL/LHA1-465/210、JLHA3-675、JL(GD)/G1A-630/45、JL/LB20A-630/45、JL/G1A-630/45。 7.2 从机械特性方面分析 （1）过载能力：导线方案5覆冰过载能力最大，5种导线方案覆冰过载能力从小到大依次为导线4、2、3、1、5（导线方案序号），且在档距为600的情况下，各导线的覆冰过载能力均大于20mm，即各参选导线均足以满足本工程10mm覆冰的气象条件要求； （2）高温弧垂：导线1、2、3、4高温弧垂较为接近，仅导线5的高温弧垂有较明显的优势，导线弧垂由小到大依次为导线5、2、1、3、4； （3）水平荷载：5种导线水平荷载十分接近； （4）垂直荷载：导线1、2、3垂直荷载十分接近，导线4、5的垂直荷载略低，由小到大依次为导线4、5、2、3、1； （5）大风运行张力：导线1、3十分接近，与导线1相比，导线2、5的相导线大风运行张力依次增大3%、11%，导线4减小8%，从小到大依次为4、3、1、2、5； （6）最大使用张力：导线1、3十分接近，与导线1相比，导线2、5的相导线最大张力依次增大2%、8%，导线4减小8%，从小到大依次为4、3、1、2、5； （7）单侧极限垂直档距：各导线的单侧极限垂直档距从小到大依次为导线4、3、1、2、5，由于本工程全线处于轻冰区，线路沿线地势主要为平地，各导线的单侧垂直档距允许值均足够大，悬挂点应力不会超出相应的允许值。 7.3 从经济性能方面比较 （1）增加投资的回收年限 虽然各参选导线的初投资均较钢芯铝绞线JL/G1A-630/45高，但由于导线第 44 页

电能损耗较低，均能在一定期限内回收初投资。 在输送容量为2×6000MW，损耗小时数3200h情况下，与钢芯铝绞线JL/G1A-630/45比较，铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45需9-12年才可收回初投资增额，钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45需7-8年即可收回初投资增额，铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210仅需3-4年即可收回初投资增额；中强度铝合金JLHA3-675需5-7年可收回初投资增额。 各导线回收初投资差额的年限由小到大依次为：铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、中强度铝合金JLHA3-675、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45。 且随着电价增长，回收年限越小，导线的节能性从而越显得重要。 （2）年费用（与钢芯铝绞线JL/G1A-630/45比较） 输送容量低于2×4000MW时，各导线年费用均较高；输送容量为2×4000MW-2×5000MW时，年费用较低的导线为铝合金芯铝绞线8×JL/LHA1-465/210； 输送容量为2×5000MW-2×6000MW时，年费用较低的导线依次为（由小到大）铝合金芯铝绞线8×JL/LHA1-465/210、中强度铝合金JLHA3-675、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45。 7.4 参选导线特点 通过上述比选可知，参选的导线各有特点。 （1）普通钢芯铝绞线JL/G1A-630/45作为最常用的导线形式，在我国有着长期而良好的运行经验，生产该种型号导线的厂家也较多，但目前生产的均为61%IACS铝线，由于其电能损耗较高，用于输送容量较高的线路将导致年费用较高； （2） 铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45虽防腐效果较好，但节能效果有限，年费用也较高，由于本工程所经过的区域污染腐蚀情况不严重，故不考虑将该导线作为首推导线； 第 45 页

（3） 钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45在节能效果尚可初回收初投资年限、年费用均较低，由于其机械特性与普通钢芯铝绞线JL/G1A-630/45一致，故能直接使用普通钢芯铝绞线JL/G1A-630/45所对应的塔型； （4） 铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210节能效果最好，初投资在节能导线中最低，回收初投资增额年限最低，由于张力较小，用于耐张比例较高的线路段更有优势。该导线年费用在节能导线里最低，建议在输送容量大于2×4000MW时将其作为首选导线； （5） 中强度铝合金JLHA3-675节能效果较好，但导线单价较高。有良好的机械特性，使用于山地将较有优势，但本工程无较大高差。若考虑将其放松架线以适用于已有1000kV塔型，则能在短期内回收初投资增额，且年费用在输送容量较高的情况下有一定优势。 7.5 线路潮流分析 1000kV淮南-南京-上海特高压交流输变电工程共新建1000kV变电站3座（分别为南京站、泰州站、苏州站），扩建1000kV变电站两座（淮南站、沪西站），全线共建设4段线路，分别是淮南-南京双回线路、南京-泰州双回线路、泰州至苏州双回线路以及苏州至沪西双回线路。以下结合电网规划情况，分别分析各段线路承担的送电任务以及可能的最大潮流。 （1）淮南-南京双回线路 淮南特高压站定位为华东特高压环网的重要组成部分，是淮南地区电力送出的汇集点，对淮南煤电基地外送起重要作用，同时作为华东特高压电网与区外特高压电网的重要联络点，承担接纳西北地区火电转送华东电网的任务。 淮南特高压站1000kV远景出线8回，分别至皖南2回、南京2回、驻马店2回、地区电源2回，另外淮南特高压站远景3组3000MVA主变，全部定位为升压变。 结合淮南特高压站1000kV线路及主变规模，淮南站主要注入电源为地区第 46 页

煤电机组以及来自驻马店的2回线，其中地区煤电机组容量根据其主变规模和线路规模分析，远景最大接入电源容量应在10000MVA左右，驻马店至淮南2回线送入电力应在4000MW-6000MW左右，而淮南站送出线路为至皖南2回以及至南京2回，即此4回线路送电14000MW-16000MW，假定此4回线路潮流相对均衡，则淮南至南京2回特高压线路远景最大输送潮流约7000MW-8000MW，平均每回线潮流3500MW-4000MW。 初期考虑到淮南站接入电源不多，且驻马店至淮南线路建成时间相对较晚，则淮南站初期接入电源预计在8000MW左右，按同样原则，初期淮南至南京2回特高压线路最大输送潮流约4000MW。 （2）南京-泰州双回线路 南京特高压站定位为华东特高压环网的重要节点，接受淮南以及徐州方向过来的火电，除部分电力下受外，其余电力通过南京-泰州双回线送出。 南京特高压站1000kV远景出线6回，分别至淮南2回、徐州2回、泰州2回，另外南京特高压站远景2组3000MVA主变，全部定位为降压变。 结合南京特高压站1000kV线路及主变规模，南京站注入电源自淮南过来2回线以及来自徐州的2回线，其中自淮南过来2回线远景送入电力应在8000MW左右，而自徐州过来2回线送入电力应在4000MW-6000MW；考虑到南京站远景下受最大负荷4000MW左右，则南京至泰州站双线送电8000MW-10000MW左右，平均每回线潮流4000MW-5000MW左右。 初期考虑到徐州至南京线路未建成，同时南京站初期仅一组主变，下受潮流也不大，初期淮南至南京双线送电4000MW，南京站下受潮流1000MW，南京至泰州2回特高压线路最大输送潮流约3000MW。 （3）泰州-苏州双回线路 泰州特高压站定位为华东特高压环网的重要节点, 接受北方火电的重要门户，接受来自南京方向的火电以及远景呼盟直流的电力，除部分电力下受外，第 47 页

其余电力主要通过泰州-苏州双回线送出。 泰州特高压站1000kV远景出线10回，分别至南京2回、连云港2回、苏州2回、呼盟直流2回、无锡2回，另外泰州特高压站远景4组3000MVA主变，全部定位为降压变。 结合泰州特高压站1000kV线路及主变规模，泰州站注入电源来自南京的2回线、来自连云港的2回线以及来自呼盟直流的2回线，其中来自南京的2回线远景送入电力应在8000MW左右，而来自连云港的2回线送入电力应在6000MW左右，来自锡盟直流的2回线送电8000MW左右；考虑到泰州站远景下受最大负荷6000MW左右，若远景泰州至无锡双线送出4000MW-6000MW左右，则泰州至苏州站双线送电10000MW-12000MW左右，平均每回线潮流5000MW-6000MW左右。 初期考虑到连云港至泰州线路以及泰州至无锡线路均未建成，同时呼盟直流线路送电潮流未达终期规模，泰州站初期仅一组主变，下受潮流也不大，则初期南京至泰州双线送电3000MW，泰州站下受潮流1000MW，呼盟直流送电潮流为4000MW左右，则泰州至苏州2回特高压线路最大输送潮流约6000MW。 （4）苏州-沪西双回线路 苏州特高压站定位为华东特高压环网的重要节点, 接受特高压交流送过来的电力，大部分电力下受，其余电力通过苏州-沪西双回线送出。 苏州特高压站1000kV远景出线4回，分别至泰州2回、沪西2回，另外苏州特高压站远景6组3000MVA主变，全部定位为降压变。 结合苏州特高压站1000kV线路及主变规模，苏州站注入电源自泰州过来2回线远景送入电力应在10000MW-12000MW左右，考虑到苏州站远景下受最大负荷8000MW左右，则远景苏州至沪西双线送出的潮流较小。 初期考虑到苏州站初期仅2组主变，下受潮流3000MW左右，泰州至苏州送电潮流为6000MW左右，则苏州至沪西2回特高压线路最大输送潮流约第 48 页

3000MW。 7.6 导线选择结论 由于本工程全线处于轻冰区，地形并无太大高差，故本报告的导线选型主要以各线路段的输送容量对应的年费用为参考因素。结合上节的线路潮流，得出以下推荐结论。 （1）淮南-南京段（远期输送容量为2×3500MW -2×4000MW），导线推荐意见顺序为：钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、中强度铝合金JLHA3-675； （2）南京-泰州段（远期输送容量为2×4000MW-2×5000MW，考虑近、远期平均输送容量约为2×4000MW），导线推荐意见顺序为：钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、中强度铝合金JLHA3-675； （3）泰州-苏州段（远期输送容量为2×5000MW-2×6000MW），导线推荐意见顺序为：铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、中强度铝合金JLHA3-675、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、钢芯铝绞线JL/G1A-630/45、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45； 下表估算若在本线路段使用节能导线方案将较可研增加的投资： 表7.6 泰州-苏州段使用节能导线方案将较可研增加的本体投资（万元） 导线型式 项目 导线投导线自重（kg/km） 钢芯铝绞线 8×JL/G1A-630/45 2079.2 可研方案 钢芯高导电率铝绞线 8×JL(GD)/G1A-630/45 2078.4 推荐方案 铝合金芯铝绞线 8×JL/LHA1-465/210 1858.9 1861.0 8×JLHA3-675 中强度铝合金 第 49 页

资 导线总重（t/km） 导线单价（元/t） 导线费用（万元/km） 导线费用比例 导线投资差（万元/km） 101.8 17200 175.09 1.00 0.00 0.00 426.00 575.10 1.000 806.000 209.56 1.000 0.00 959.75 0.00 3.30 340040 0 101.8 18600 1.27 1.08 14.18 0.00 426.00 575.10 1.000 806.00 209.56 1.000 0.00 973.93 14.18 351.60 342434 2394 91.0 19800 180.20 1.03 5.11 -2.50 430.26 580.85 1.010 810.03 210.61 1.005 6.80 969.16 9.41 351.60 340757 717 91.1 21000 191.34 1.09 16.25 0.00 426.00 575.10 1.000 807.61 209.98 1.002 0.42 976.42 16.67 351.60 343309 3269 耐张串投资差（万元/km） 杆塔重量（t/km） 塔材费用（万元/km） 塔材费用比例 杆塔和基础投资 基础混凝土方量（m3/km） 混凝土费用（万元） 混凝土费用比例 结构价差（万元/km） 本体投资差异部分(万元/km) 本体投资差额 (万元/km) 路径长度km（泰州-苏州） 本体投资（差异部分）(万元) (万元/km) 本体投资差额 (万元) （4）苏州-沪西段（输送容量低于2×4000MW），参考本卷第六册《1000/220kV、1000/500kV同塔四回路设计研究》关于导线选型的对比研究分析，结论为在使用铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210导线方案的情况下，工程本体投资、年费用均较钢芯铝绞线JL/G1A-630/45导线方案低，推荐优先使用铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210。 故该段导线推荐意见顺序为：铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210、钢芯铝第 50 页

绞线JL/G1A-630/45、钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45、铝包钢芯铝绞线JL/LB20A-630/45、中强度铝合金JLHA3-675。 7.7 节能导线应用分析 7.7.1 节能导线市场调研 以下为三种节能导线的市场初步调研情况： 表7.7.1-1 钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45生产情况 硬铝单厂家 丝导电率(%IACS) 上海中天 青岛汉缆 武汉电缆 杭州电缆 / 61.5 63 / 硬铝单丝强度(MPa) / / 160 / 月产能(吨) 价格 (万元/吨) / / 2.0 / 已供货量(吨) 使用国家 运行情况 / / 4000 / / / / / / / / / / / / / 经初步调研，目前生产钢芯高导电率铝绞线JL(GD)/G1A-630/45的厂家较少，供货量也较少。 表7.7.1-2 铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210生产情况 铝合金单丝导厂家 电率(%IACS) 铝合金单丝强度(MPa) 铝合金单丝延伸率(%) 价格 (万元/吨) 月产能(吨) 已供货量(吨) 使用国家 运行情况 第 51 页

JL/LHA1-315共441吨； JLX/LHA1Z上海中天 53 315 3.0 6000 1.98 -515/260共99.32吨； JL/LHA1-465/210共2513.539吨 内蒙古青岛汉缆 53 315~340 第三热5~7% 2000 2.05 1600 电厂送出/伊拉克/陕西 武汉电缆 杭州电缆 53 ≥315 ≥3.0 2000 2.10 / / 中国、孟53.5 315 4.0 3000 1.98 12000 加拉国、南非等 良好 / 良好 / 良好 目前国内生产铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210的厂家较多，生产技术较成熟，已供货量较高，月产能也高，应该能满足泰州-苏州段的需求量。 表7.7.1-3 中强度铝合金绞线JLHA3-675生产情况 铝合金厂家 单丝导电率(%IACS) 上海中天 58.5 铝合金单丝强度(MPa) 铝合金单丝延伸率(%) 月产能(吨) 价格 (万元/吨) 已供货量(吨) JLHA3-2240 3.0 3500 2.20 80共88公里 山东滨青岛汉缆 武汉电缆 58.5 240-260 3.0-6.0 1500 2.10 200 州/ 澳大利亚 58.5 240 3.0 2000 2.20 / / / 良好 / / 使用国家 运行情况 第 52 页

杭州电缆 乌拉圭、59 240 4.5 1200 2.15 3500 埃塞俄比亚 运行良好 目前国内生产中强度铝合金绞线JLHA3-675的厂家也较多，月产能也高，且已有一定的供货量。 7.7.2 铝合金芯铝绞线供货分析 本报告推荐在泰州-苏州段推荐使用铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210，经计算需求量约为3.2万吨。按照表7.7.1-3中四个主要厂家提供的产能情况，在正常生产的情况下，3个月即能完成上述需求量。 而参考以往特高压工程的导线供货时间节点，往往会出现需求时间紧张的问题。若考虑上述四个厂家中的若干个厂家由于特殊情况可能无法在短期内供货，为避免延误建设工期，本报告对另外几家具备该导线生产能力（但目前尚无供货业绩）的厂家进行了初步调研，具体如下表。 表7.7.2-1 其他具备铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210生产能力的厂家 铝合金单丝导厂家 电率(%IACS) 无锡华能 远东电缆 河南通达 长沙汉河 53 53 53 53 铝合金单丝强度(MPa) 315 315 315 315 铝合金单丝延伸率(%) 价格 (万元/吨) 月产能(吨) 已供货量(吨) 3.0 3.0 3.0 3.0 1700 1700 1700 1700 / / / / 无 无 无 无 经了解，上表中四个厂家均已完成该导线的生产试验，并检测合格。 而如果上述厂家在联合生产的情况下，仍无法及时达到泰州-苏州段的供货要求，则可以分标段考虑优先使用铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210。由于使用铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210可以有效降低耐张串投资，故优先考虑第 53 页

在耐张比例较高的标包中使用该导线，而对于耐张比例较低的标包可考虑将中强度铝合金JLHA3-675替代铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210。以下为泰州-苏州段各设计标包的线路长度和耐张比例统计。 表7.7.2-2 泰州-苏州段各设计标包的耐张比例统计 设计标包 包6 包7 包8 包9 包10 耐张塔数 19 26 24 33 60 总塔数 107 148 159 125 147 耐张比例 18% 18% 15% 26% 41% 线路长度 59.0 76.0 92.3 57.0 67.3 根据以上统计，在铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210供货不足的情况下，推荐使用该导线的标包的先后次序为：包10、包9、包7、包6、包8。 8 地线选型 8.1 概述 本工程采用双地线，按系统规划要求，一根为普通地线，另一根为OPGW（光纤复合地线）。地线(含OPGW 光缆)是特高压输电线路防雷的第一道屏障，且其型式的选择是特高压工程设计中的一项重要内容。而 OPGW 光缆在承担地线防雷击任务的同时，还承担着超高压输电线路信息系统中“神经中枢”的角色，均需要具有很高的运行可靠性。所以地线(含OPGW 光缆)的选型必须通过技术经济比较作出选择。 8.2 地线选择原则 （1）按线路设计技术规程规定、地形情况，年均雷电日及以往的运行经验来选择地线截面； （2）根据防雷要求，杆塔上两根地线之间的距离不宜超过地线与导线间垂直距离的5倍。宜用数值计算的方法确定档距导线与地线之间的距离，第 页

当雷击档距地线时，地线对导线发生的反击闪络的耐雷水平不宜低于200kA； （3）根据线路所经地区对通讯线的干扰和危险影响的大小来选择是否用良导体地线； （4）根据规程要求，地线的安全系数不应小于 2.5，且宜大于导线的设计安全系数。平均运行应力不得超过破坏应力的 25%。同时保持在各种工况下在档距地线的弧垂小于导线弧垂。 （5）满足热稳定的要求，输电线路发生单相接地故障时，地线上会通过很大的短路电流，切除故障时间相对较长，将使地线产生急剧的温升。地线过热会危及线路运行安全，而 OPGW 过热会损坏光纤，造成系统通信的中断。因此，在地线和 OPGW 的合理配置以及 OPGW 的选型中，在满足光通信的前提下，除满足力学特性外，最重要的是对地线和 OPGW 进行热稳定计算，即要根据系统切除故障的时间和短路电流的大小来计算因短路电流而引起的温升，以保证允许温升的最大值大于实际温升。 （6） OPGW 的选择除需满足一般地线的机械、电气性能要求外，还需满足以下要求： ①满足系统通讯要求； ②满足系统短路电流要求； ③与另一根普通地线在弧垂特性上相匹配。 （7）满足地线表面的电场强度小于起晕场强要求。一般情况下地线表面工作场强与起晕场强之比不宜大于 0.8，且标称截面不宜小于 170mm2。 （8） 地线和 OPGW 光缆应立足于国内市场。 8.3 地线机械性能 考虑国内生产厂家生产地线的情况，常见的符合标称截面要求的地线型式如下： 第 55 页

表8.3-1 参选地线参数表 序号 地线型式 地线结构 外径D(mm) 铝截面（mm2） 钢截面（mm2） 总截面（mm2） 单重（kg/km) 计算拉断力（kN) 拉重比 弹性模量（Mpa） 线膨胀系数（1×10/℃） -61 LBGJ-170-20AC 2 LBGJ-185-20AC 3 LBGJ-210-20AC 4 LBGJ-240-20AC 19/3.40 17 43.13 129.37 172.50 1152 203.38 18.0 147220 13 19/3.50 17.5 45.70 137.10 182.80 1221.5 208.94 17.5 147220 13 19/3.75 18.75 52.46 157.39 209.85 1402.3 236.08 17.2 147220 13 19/4.00 20 59.69 179.07 238.76 1595.5 260.01 16.6 147220 13 各地线过载能力验算按 70 %Ｔp进行，经计算各地线覆冰过载能力如下表： 表8.3-2 参选地线在各代表档距下的覆冰过载能力（mm） 序号 地线型式 Ｌr=300m Ｌr=500m Ｌr=700m Ｌr=900m 1 LBGJ-170-20AC 2 LBGJ-185-20AC 3 LBGJ-210-20AC 4 LBGJ-240-20AC 59.56 44.20 36.48 33.16 60.79 45.12 37.28 33.68 62.13 46.13 38.15 34.25 65.28 48.49 40.19 35.58 本工程所处地区覆冰为10mm，地线按15mm，可见各地线覆冰过载能力均满足要求。 第 56 页

8.4 地线耐振性能 在各种地线单丝材料的耐振性能比选中，铝包钢单丝往往最好，运行经验和试验也证明了这一点。我国早期的铝包钢包覆技术手段落后，采用2片铝片“包夹”而成，偏心露钢，结合力很低，耐振试验以外层材料开裂为判据，实际上是铝包钢包覆材料的结合力压制了其耐振性能，而现今情况则大有改进，基本上采用进口包覆机生产，单丝质量优良，从运行经验及试验结果上看，毋庸置疑，铝包钢地线具有较高的平均运行应力水平。 8.5 地线分流能力 本工程架设一条OPGW光缆，所以普通地线不仅起到防雷作用，同时起到分流作用。 由计算可知参选地线允许短路电流如下： 表8.5 各地线的允许短路电流 序号 地线型式 直流电阻（Ω/km） 允许短路电流I(A)（t=0.15s） 短路容量（A2·s） 1 LBGJ-170-20AC 2 LBGJ-185-20AC 3 LBGJ-210-20AC 4 LBGJ-240-20AC 0.498 32.56 159.02 0.4704 34.58 179.36 0.4098 39.69 236.35 0.3601 45.17 306.03 由上表可知，电线截面越大，允许短路电流越高。按50%分流计，本工程地线短路电流最大为28.65A，故各参选地线均满足要求。 8.6 地线Em/E0值 在1000kV特高压交流线路中，同塔双回路的地线和导线在档距的平均距离大约在16～20m左右（在耐张塔塔头处会低于此值），地线处于导线的强电场环境中，地线表面场强过高将会引起地线的全面电晕，不但电晕损耗急剧增加，而且会带来其他很多负面影响。 根据《1000kV架空输电线路设计规范》GB50665-2019中规定： 第 57 页

“地线（包括光纤复合架空地线）除应满足短路电流热容量要求外，应按电晕起晕条件进行校核，地线表面静电场强与起晕场强之比不宜大于0.8。” （1）地线起晕场强 以下为地线电晕临界场强计算公式（皮克（peek）公式）： 式中：m为电线表面系数，绞线一般取0.82； 为相对空气密度，=2×10-5×（p/(273+t)）； P为气压（Pa），t为气温（℃），r0为电线半径（cm）。 （2）地线表面最大场强 根据麦克斯韦方程，电线表面最大电场强度为： 式中 Em—— 平均电场强度最大值，kV/cm； UL——线电压，kV； C1——相导线工作（或称正序）电容，pF/m； n —— 导线根数； r —— 导线半径，cm。 按照以上计算公式，计算地线表面最大场强时，导地线距离按耐张塔塔头处导地线距离14m计。各地线的起晕场强、表面最大场强及Em/E0值如下表： 表8.6 各地线的起晕场强、表面最大场强及Em/E0值 序号 地线型式 海拔A=0m 海拔A=500m 海拔A=1000m 海拔A=0m 海拔A=500m 1 LBGJ-170-20AC 1 0.9506 0.903 23.29 22.52 2 LBGJ-185-20AC 1 0.9506 0.903 23.21 22.44 3 LBGJ-210-20AC 1 0.9506 0.903 23.02 22.25 4 LBGJ-240-20AC 1 0.9506 0.903 22.84 22.08 相对空气密度δ E0（kV/cm） 第 58 页

海拔A=1000m Em（kV/cm） 海拔A=0m Em/E0 海拔A=500m 海拔A=1000m 21.76 16.32 0.70 0.72 0.75 21.68 16.04 0.69 0.71 0.74 21.50 15.05 0.65 0.68 0.70 21.34 14.30 0.63 0.65 0.67 由上表可得，在海拔1000m及以下高程时，各地线均满足要求。虽然Em／Eo不控制地线直径，但考虑给地线支架降低留有裕度，且由于双回路塔高较高，适当选用直径较大的地线可以提高耐雷性能，故普通地线推荐选用LBGJ-185-20AC。 8.7 OPGW选型 初选以下五种规格进行详细技术经济比较，参数详见下表。

表8.7 五种参选光缆的性能参数表 型 号 参 数 1 OPGW-120 2 OPGW-145 3 OPGW-185 4 OPGW-200 5 OPGW-220 光缆结构断面示意图 结构参数 中心20.3%AS线 第一层20.3%AS线 OP单元(不锈钢管) 第二层20.3%AS线 第三层20.3%AS线 光缆直径 mm 性 能 参 数 光缆质量 kg/km 承载截面 mm2 钢截面 mm2 铝截面 mm2 光缆计算强度(RTS) kN 12.6mm 52.6mm 12.5mm 103.3mm / 14.4 794 117.4 88.05 29.35 139.257 13.2mm 53.0mm 13.0mm 113.4mm / 16 9 143.3 107.44 35.81 169.9 13.8mm 53.6mm 13.6mm 123.6mm / 18.2 1279 184.35 138.2625 46.0875 222.2 12.5mm 52.5mm 12.5mm 122.5mm 153.1mm 18.7 1348 201.6 151.2 50.4 243.1 12.6mm 52.6mm 12.6mm 122.6mm 153.25mm 19.5 1467 220.0 165 55 265.2 第 59 页

弹性模量 MPa 热膨胀系数 10-6/℃ 直流电阻 /km 短路容量 (I2t) kA2S 短路电流(0.25s 20-200℃)kA 162000 13.0 0.735 74.9 15.6-17.3 162000 13.0 0.602 111.5 19.0-21.1 162000 13.0 0.467 186 27.3 162000 13.0 0.430 220.8 26.7-29.7 162000 13.0 0.394 266.5 29.2-32.7 综合光缆的各项指标，全面平衡电气、机械和防雷性能，初选光缆3、4。从对光缆单元雷击保护要求来看，虽光缆4对光纤单元提供了双层AS线(铝包钢线)，具备足够的保护，但相对规格比较大，缆重较大，投资有所增加。而光缆3比较适中，外层单丝直径达3.6mm，也具有良好的抗雷击性能，其它各项性能指标均比较好，故推荐OPGW-185。 8.8 地线选型结论 综合考虑地线覆冰过载能力、耐振性能、系统短路电流分流能力、Em/E0值(表面最大场强/起晕场强)、耐雷性能等因素，本工程推荐采用LBGJ-185-20AC作为普通地线；另一根地线为 OPGW光纤复合地线，综合考虑地线起晕的直径，系统短路电流和工程气象条件等因素，暂推荐OPGW-185，具体光缆型号待下一设计阶段将作进一步论证。 第 60 页