導線作為輸電線路最主要的部件之一，要滿足線路輸送電能的主要功能，同時要安全可靠運行，還要在經濟上是合理的。作為全壽命周期的經濟性，不僅應考慮導線本身的經濟性，還要綜合考慮導線差異所引起的鐵塔、基礎、絕緣子、金具等相關材料的初始投資，以及施工、運行費用甚至導線殘值的差異。早期的東北電力系統建設主要參照蘇聯模式進行規劃設計，架空線路導線的選取比較粗放，通常按照設計經驗進行選取。今日的東北油田電網建設擺脫了粗放式設計的理念，不斷借鑒國內外先進設計模式。油田電網下轄各區域電網在建設時均有統一規劃，在考慮一定裕度條件下建設時導線采用統一標準，對電網后期的平穩、有效運行具有積極的意義。下面以大慶油田電網為例，介紹油田輸電線路導線選取設計方法。

　　1導線材料選取

　　油田電網110kV及以下輸電線路導線仍以技術成熟、價格相對較低的鋼芯鋁絞線為主。該導線運行時間長且生產工藝簡單，在具有諸多優點的同時也有局限性，如長期允許運行溫度低、鋼芯易被電腐蝕等。近年來，伴隨著材料的不斷發展和更新，出現了高強度鋁合金絞線、耐熱鋁合金導線、碳纖維復合芯導線等新型導線。新型導線價格相對傳統導線貴，在油田電網應用還較少，缺乏運行經驗。

　　1.1鋁合金絞線

　　鋁合金絞線取消了鋼芯，使單位質量大大降低，抗拉強度達到325MPa，為普通硬鋁的2倍，導線綜合拉斷力大于同規格的鋼芯鋁絞線。因此，鋁合金絞線具有更大的拉重比系數，弧垂特性更好，可有效降低塔高或增大檔距。

　　1.2耐熱鋁合金導線(殷鋼)

　　由于加入了特殊金屬，導線抗拉強度增強，溫度線性膨脹系數顯著變小(殷鋼膨脹系數只有普通鋼材的1/3)，弧垂也比常規導線小。耐熱鋁合金導線可以在180℃下運行，載流量可達到同截面普通導線的1.6倍。

　　1.3碳纖維復合芯導線

　　碳纖維復合芯導線由于復合芯的強度足夠高，不再需要鋁承擔受力作用，導電的鋁就可以采用退火狀態的軟鋁，其導電率可超過63%。一般鋼絲的抗拉強度為1240MPa，而碳纖維和玻璃纖維混合芯棒抗拉強度可達到2399MPa，為前者的1.93倍，抗拉強度明顯提高。由于碳纖維復合芯導線不存在鋼絲材料引起的磁和熱效應，所以在相同截面輸送相同負荷的條件下，它具有更低的運行溫度。在180℃條件下運行，其載流量為常規鋼芯導線的1.8倍。

　　1.4導線參數對比

　　不同種類導線的參數對比如表1所示。對上述4種導線方案進行比較，結論如下:(1)從電氣性能來講，4種導線均能滿足電氣性能基本要求，碳纖維復合芯導線載流量最大。(2)從經濟性來講，新型導線價格較高，鋼芯鋁絞線價格較低。雖然鋼芯鋁絞線因損耗較大，其運行經濟性不如新型導線，但是保養維護便利，備品備件充足，而且運行單位及人員對鋼芯鋁絞線的維護經驗豐富。可以看出，鋼芯鋁絞線方案在電氣性能、機械性能相差不多的情況下，具有使用廣泛、發貨及時、備件多、配套金具成熟，以及施工、運維方便等優勢。新型導線具有損耗小、載流量大的特點，是今后的發展方向，在新建線路上可以逐步應用，使油田電網向綠色化、專業化方向發展。同時，運維人員需要逐步提高對新型導線的運維能力。

　　2導線截面的選取

　　在以往設計中，導線截面主要以載流量為設計根據，這樣的設計方法存在線路運行經濟性差、損耗偏高等問題。在新投產的油田區域，架空輸電線路導線截面宜按經濟電流密度來選擇，并根據電暈、機械強度和事故情況下的發熱條件進行校驗。在進行電力系統規劃時，一般考慮線路投入運行后的輸送容量，根據經濟電流密度選擇導線截面。

　　2.1工程項目中的實際應用案例

　　根據采油廠的用電負荷需求，擬在大慶市肇州地區新建一座110kV變電站，110kV進線在某條110kV線破口，長度約為41km。根據采油廠遠期油井規劃，負荷數據按照110kV新建變電站投入運行后最大負荷33.4MW進行前期設計工作。輸電導線截面依據經濟電流密度進行選取。

　　2.2輸電線路導線截面選取體會

　　(1)一般的輸電線路導線截面的選擇，可根據線路投運后5～10a的輸送容量，按經濟電流密度進行選擇，必要時對電暈、發熱和機械強度進行檢驗。有些線路除了按上面定量的方法選擇導線截面外，還應根據輸電線路在電網中的位置、作用和性質，從電網規劃方面進一步分析、研究、核定所選的導線截面是否合理。(2)在電網建設中，為了方便運行和檢修，減少供電公司備品備件種類，電網中各種電壓等級導線截面類型應盡可能少。建議根據電網實際情況，采用供電公司相應電壓等級常用的導線截面類型，統一區域電網導線型號。

　　3安全系數選取

　　在輸電線路設計中，安全系數為破壞應力除以最大使用應力的計算值。根據GB50545—2010《110kV～750kV架空輸電線路設計規范》及《電力工程高壓送電線路設計手冊》，輸電線路計算中的安全系數通常不小于2.5[2-3]。安全系數K值在油田輸電線路中的設計選取是否合理，對工程整體造價起到關鍵性影響。油田電網中砼桿占比依然較大，但在景觀路及重要負荷區域使用鋼管桿的比例逐漸增多。鋼管桿因其美觀、占地面積小，將是電網今后的發展趨勢。鋼管桿本體質量與安全系數緊密相連，本次依據K值設計為依托，討論不同K值條件下的鋼管桿質量，進而選取合理的設計參數。在工程設計中，不同的桿塔形式K值選取經驗不盡相同。依據某項鋼管桿建設工程實例，我們以大慶喇嘛甸地區的環境條件(見表2)為依據，對照不同的安全系數K值對相應的35kV鋼管桿質量進行計算，得到計算結果如表3、表4所示。根據以上計算結果得出結論如下:(1)當線路中鋼管桿比例較大時，總耗鋼量基本隨著K值的變大而增加，而且總桿塔數量越多的時候，這種變化的趨勢就越明顯。當K值取4時，總耗鋼量最小。(2)架空線路采用鋼管桿架設時，當線路路徑直線段較多時，選取較小的K值更有利于節省工程造價，不僅耗鋼量少，而且桿塔數量也相對較少。直線桿較多時，推薦采用K=3.5的安全系數來設計鋼管。當線路路徑轉角較多時，推薦采用K=4的安全系數來設計鋼管。

　　4結語

　　本文根據油田電網實際情況論述導線材料、導線截面及安全系數的選取原則，在設計、建設標準上向電網智能化、統一化方向發展，為油田建設提供穩定、可靠的電力能源。伴隨著導線材料日新月異的發展，設計方法的不斷推陳出新，更節能、更高效的電力通道將不斷呈現在油田電網當中。設計人員應具有更廣闊的眼界，在電網規劃中進行合理負荷分析，制定出適合油田發展的統一建設模式，為建設油田堅強電網而努力。

　　參考文獻

　　[1]張殿聲.電力工程高壓送電線路設計手冊[M].北京:中國電力出版社，2002.

　　[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部.110kV～750kV架空輸電線路設計規范:GB50545—2010[S].北京:中國計劃出版社，2010.

　　[3]電力行業電力規劃設計標委會.導體和電器選擇設計技術規定:DL/T5222—2005[S].北京:中國電力出版社2005.

　　《油田輸電線路導線選取設計方法》來源：《電世界》，作者：劉禹峰