第二节 导线
导线是用于传导电流、输送电能的。因此，制造导线的材料不仅要求它要有良好的导电性能，同时还要求它有足够的机械强度和较好的耐振、抗腐蚀性能，而且密度要尽可能的小，并应考虑其经济性。为此，架空配电线路的导线一般采用铜、铝、铝合金和钢等材料制造。
导线按材质一般可将其分为铜绞线、铝绞线、钢芯铝绞线、铝合金线和钢绞线等；按导线线芯结构一般可将其分为单股导线、多股导线两种；若按导线的整体结构则又可将其分为裸导线、绝缘导线两种。多股绞线的机械强度较单股导线要高，并具有柔性、易弯曲和便于施工等特点，架空配电线路多采用多股绞线。多股绞线相邻层间的绞制方向是相反的。
多股绞线除特殊构造外，单一金属绞线各层导线的根数为（n-1）×6，n是导线绞制的层次，分别取1、2、3、……，即导线线芯是1根线，线芯外第二层是6根线、第三层是12根线、第四层是18根线，依次类推。由此可得，二层的绞线是7根、三层的绞线是19根、四层的绞线是37根……。而两种金属的钢芯铝绞线，其钢芯有一层1根、二层7根或三层19根三种。对两层及以上钢芯的钢芯铝绞线，通常铝芯直径大于钢芯直径，其铝芯有一层9根和一层15根，共24根；或一层11根和一层17根，共28根；或一层12根、一层18根和一层24根，共54根多种。
一、裸导线
裸导线是一种最常用的导线，它的型号是用制造导线的材质、导线的结构和截面积三部分表示的。其中导线的材质和结构用汉语拼音字母表示，即：“T”表示铜线、“L”表示铝线、“G”表示钢线，“J”表示多股绞线、“H”表示合金、“F”表示防腐。例如“TJ”表示铜绞线、“LJ”表示铝绞线、“GJ”表示钢绞线、“LHJ”表示铝合金绞线、“LGJ”表示钢芯铝绞线。导线的截面用数字表示，它的单位为mm2。例如“LJ—240”
表示标称截面为240mm2的铝绞线。LGJ—240/35表示铝绞线截面240mm2钢芯截面为35mm2的钢芯铝绞线。
1.铜绞线
铜导线具有优良的导电性能[γ=53m/Ω·mm2]和较高的机械强度（δ=382N/
mm2），耐腐蚀性强，铜的密度为8.9g/cm3，是一种理想的导线材料。但由于铜在工业上用途极其广泛，因此，铜线一般只用于电流密度较大或化学腐蚀较严重地区的配电线路。架空配电线路常用的裸铜线规格、参数如表416所示。裸导线长期允许载流量的温度校正系数如表417所示。
表4 16
常用铜绞线的规格参数
表4 17
裸导线长期允许载流量的温度校正系数
注 表中，供参考的允许载流量是指当环境温度为25℃时裸导线的长期允许载流量。在不同的环境温度，裸导线的
长期允许载流量应根据表417所列的系数进行校正。
2.铝绞线
铝导线的导电性能和机械强度不及铜导线，铝和铜比较，铝的导电系数[γ=32m/
（Ω·mm2）]是铜的60.4%；铝的机械强度（δ=157N/mm2）也比较小，是铜的41.1%，
抗化学腐蚀能力也比较差。但铝的质量小，铝的密度为2.7g/cm3，并且铝的储量高而价格低，因此，铝也是一种比较理想的导线材料。铝的性质决定了铝线一般用于档距比较小的架空配电线路，但在沿海地区或化工厂附近不宜采用铝线。架空配电线路常用裸铝线规格、参数如表418所示。
表4 18
架空配电线路常用铝绞线规格、参数
3.钢芯铝绞线
为了充分利用铝和钢两种材料的优点以补其不足，而把它们结合起来制成钢芯铝绞线。钢芯铝绞线具有较高的机械强度，它所承受的机械应力是由钢芯线和铝线共同分担的，并且交流电流的集肤效应可以使钢芯线中通过的电流几乎为零，电流基本上是由铝线传导的。因此，钢芯铝绞线的导电性能和机械性能均比较良好，适用于大档距架空配电线
路。LGJ、LGJF型钢芯铝绞线的规格、参数如表419。
表4 19
LGJ、LGJF型钢芯铝绞线规格、参数
续表
4.铝合金线及稀土铝导线
铝合金含有98%的铝和少量的镁、硅、铁、锌等元素，它的密度与铝基本相同，导电率与铝接近，机械强度与铜绞线接近，在价格和电气、机械性能方面兼有铝和铜的特点，也是一种比较理想的导线材料。但铝合金线的耐振性能比较差，不宜在大档距易振动的架空配电线路上使用。LHA1J、LHA2J型铝合金绞线的结构尺寸及主要技术参数，如表420所示。
表4 20
LHA1J、LHA2J型铝合金绞线的结构尺寸及主要技术参数
① LHA1J表示热处理铝镁合金绞线；LHA2J表示热处理铝镁硅稀土合金绞线。
② 载流量计算条件：环境温度为40℃，风速为0.5m/s，日照强度为1000W/m2，辐射系数为0.9，吸热系数
为0.9。
稀土铝导线是将普通铝经稀土优化综合处理后制成的，它具有导电率比较高、耐腐性能强的特点。稀土铝导线，在20℃时的直流电阻率可以从普通铝导线的0.028264Ω·
mm2/m下降到0.028240Ω·mm2/m以下，它的机械强度可提高1%～3%，耐腐蚀能力
可提高1.2～1.8倍，从而可较大幅度地提高导线的使用寿命。
5.镀锌钢绞线
镀锌钢绞线的导电性能差[γ=7.52m/（Ω·mm2）]，但钢绞线的机械强度高。由于钢绞线的导电性能差，因此除特殊的特大跨越外，架空配电线路是不采用钢绞线作为导线的。它多用于架空配电线路的避雷线、接地引下线和拉线，以及用作绝缘导线、通信线等的承力索。GJ型镀锌钢绞线技术参数如表421所示。
表4 21
GJ型镀锌钢绞线技术参数
注 1.本表数值摘自YB/T5004—2001《镀锌钢绞线》。
2.镀锌钢绞线钢丝镀层级别分为三级：特A、A和B。镀层级别应在合同中注明，未注明时由供方决定。
3.订单示例：如需订购GJ—70镀锌钢绞线，其结构为19股，每股直径2.20mm，计算外径为11.0mm，抗拉
强度1370MPa，A级镀层，订购4000kg。订单应记为：GJ—70-1×19-11.0-1370-A—YB/T 5004—2001，订购4000kg。
二、绝缘导线
早期架空配电线路通常采用裸导线，由于树枝、施工机械、建筑施工、鸟类碰触导线或汽车碰撞电杆、拉线，以及抛扔、风刮杂物等原因经常造成线路接地、短路、断线，从而引起线路掉闸停电，对人身安全及线路的安全运行构成了威胁。随着城市建筑、人口密度的增加和城市绿化的发展，导线对建筑物的安全距离很难保证，线树矛盾日渐突出。为了提高供电可靠性和供电安全，架空配电线路采用绝缘导线替代裸导线已成为城市配网和农网建设的必然趋势，它具有以下优点：
（1）可解决架空配电线路的走廊问题。
（2）可大幅度降低因外力影响而引发的事故，提高供电可靠性。（3）可方便施工，减少维修工作量。
架空配电线路用绝缘导线，按其结构型式一般可分为高、低压分相式绝缘导线、低压集束型绝缘导线、高压集束型半导体屏蔽绝缘导线、高压集束型金属屏蔽（或称全屏蔽）绝缘导线等。
绝缘导线所采用的绝缘材料一般为耐候型的聚氯乙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯、交联聚乙烯。这些绝缘材料的特点是：
（1）PVC（聚氯乙烯绝缘材料）它具有较好的电气、机械性能，耐酸、碱有机化学成分性能比较稳定，耐潮湿，阻燃，成本低且易加工等特点。但PVC同其他绝缘材料相比介质损失及相对介电系数比较大，绝缘电阻低，耐热性比较差。PVC的长期允许工作温度不应大于70℃。因此，PVC绝缘材料一般只适用于低压绝缘导线或集束型绝缘导线的外护套。
（2）PE（聚乙烯绝缘材料）它具有优异的电气性能，相对介电系数及介质损失角正切值在较大的频率范围内几乎不变。化学稳定性良好，在室温下耐溶性好，对非氧性酸、碱的作用性能非常稳定，耐潮湿、耐寒性也比较好。但PE绝缘材料软化温度比较低，它的长期允许工作温度不应超过70℃。另外，PE绝缘材料耐紫外线性能和耐油性能比较差，且不阻燃。
（3）HDPE（高密度聚乙烯绝缘材料）除长期允许工作温度不应超过70℃和不阻燃之外，其他主要电气、机械性能与交联聚乙烯绝缘材料接近。
（4）XLPE（交联聚乙烯绝缘材料）是采用交联的方法将聚乙烯的线性分子结构转化为网状结构而形成的。它的电气性能与聚乙烯接近，耐热性好，其长期允许工作温度为90℃，抗过载能力强，并且XLPE绝缘材料可避免环境应力开裂，机械物理性能较PVC、PE绝缘材料要好。
架空绝缘配电线路用绝缘导线的材料和结构特征代号为：“JK”表示架空系列；（硬铜导体省略）；“TR”表示软铜导体；“L”表示铝导体；“HL”表示铝合金导体；“V”表
示聚氯乙烯绝缘；“Y”表示聚乙烯；“GY”表示高密度聚乙烯；“YJ”表示交联聚乙烯；“/Q”表示轻型薄绝缘结构（普通绝缘结构省略）；承力束为钢绞线时
用“（A）”表示。
图413 分相式绝缘导线结构图
（a）低压绝缘导线；（b）中压绝缘导线
1—绝缘层；2—导体；3—屏蔽层
分相式绝缘导线是采用单条绝缘导线（导体为多股绞合而成）分相架设于架空配电线路上的。它的架设方法与裸线的架设方法基本相同。低压分相式绝缘导线的结构是在导体表层上直接挤包绝缘层；高压
分相式绝缘导线的结构是在导体表层上先挤包一层半导体内屏蔽层，在半导体层外再挤包绝缘层。分相式绝缘导线结构如图413所示。
分相式绝缘导线的线芯应经紧压处理。线芯紧压的目的是降低绝缘导线制造过程中所产生的应力；防止雨水或空气渗入绝缘导线而损伤导体。
1.10kV交联聚乙烯绝缘线
交联聚乙烯（XLPE）是采用交联的方法将聚乙烯的线性分子结构转化为网状结构而形成的，较大幅度地提高了绝缘材料的耐温、耐老化等性能，可避免环境应力开裂等，机械物理性能比聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）要好。
交联聚乙烯的交联方法有化学交联、辐照交联、硅烷交联（又称温水交联）等。高压电缆所采用的是化学交联的生产工艺，该工艺方法较为成熟，生产工装及检测设备较好，质量易于得到控制。由于挤出绝缘材料时温度较高，对硬导线的抗拉强度略微有所影响。辐照交联的工艺质量控制主要在于辐照的剂量及均匀程度，可从热延伸试验上得到检验，如果辐照交联工艺控制不好，则绝缘层易产生龟裂等。硅烷交联生产工艺简单，生产造价低，较多用于低压绝缘导线的生产。目前，由于交联聚乙烯生产线及工艺的普及，低压绝缘导线、低压接户线也均采用交联聚乙烯绝缘导线。
笔者在2000年“中国供电国际会议”上曾发表了《10kV交联聚乙烯架空绝缘线允许载量计算》科技论文。论文发表前，笔者委托国家电力试验站进行了试验，试验结果与论文结论基本吻合，即相同金属、相同截面的交联聚乙烯绝缘线的允许载流量高于裸导线，其原因是：
（1）交联聚乙烯热阻系数小，导体产生的热量能很快地传递到绝缘层表面；（2）绝缘导线的表面积大，更有利于散热；
（3）黑色绝缘层有利于热辐射，发热体颜色越黑，热辐射系数越大。
JKLYJ—□/10型10kV铝芯交联聚乙烯绝缘线主要技术参数和JKYJ—□/10型
10kV铜芯交联聚乙烯绝缘线主要技术参数如表422、表423。
表4 22
JKLYJ—□/10型10kV铝芯交联聚乙烯绝缘线主要技术参数
注 摘自《供用电实用手册》P944。
表4 23
JKYJ—□/10型10kV铜芯交联聚乙烯绝缘线主要技术参数
注 摘自《供用电实用手册》。
2.低压绝缘导线
JLV（Y）型0.6kV/1kV低压架空绝缘线技术参数见表4 24、500V铝芯绝缘导线
允许载流量表如表425、500V铜芯绝缘导线允许载流量表如表426。
表4 24
JLV（Y）型0.6kV/1kV低压架空绝缘线技术参数
注 摘自《供用电实用手册》P943。
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表
1.
2.
注
3.绝缘拉线
绝缘拉线主要用于制做拉线需穿越中、低压架空线路时。绝缘拉线的结构，是在镀锌钢绞线上直接挤包缘缘层，绝缘材料一般采用黑色耐候型聚乙烯。聚乙烯绝缘镀锌钢绞线技术参数如表427。
表4 27
聚乙烯绝缘镀锌钢绞线技术参数
注 Y—聚乙烯绝缘，GJ—镀锌钢绞线。本表数值摘自YB/T5004—2001《镀锌钢绞线》等有关标准。