在現(xiàn)代能源體系中,電能從發(fā)電廠到千家萬戶的高效、遠(yuǎn)距離傳輸,離不開高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的支撐。而高壓架空電纜(更準(zhǔn)確稱為“架空導(dǎo)線”或“架空輸電線路”)作為電網(wǎng)的骨干載體,憑借其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、散熱良好和維護(hù)便捷等優(yōu)勢(shì),構(gòu)成了我國(guó)乃至全球電力系統(tǒng)中最主要的輸電方式,堪稱城市與鄉(xiāng)村之間流動(dòng)的“空中動(dòng)脈”。
嚴(yán)格來說,“高壓架空電纜”并非傳統(tǒng)意義上的“電纜”,而是由裸露的金屬導(dǎo)線、絕緣子串、金具及鐵塔(或電桿)組成的開放型輸電系統(tǒng)。其核心導(dǎo)體通常采用鋼芯鋁絞線(ACSR),即內(nèi)部為高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲以承受機(jī)械張力,外層為多股高導(dǎo)電率鋁線以傳輸電流。這種復(fù)合結(jié)構(gòu)兼顧了導(dǎo)電性與抗拉強(qiáng)度,適用于跨越山谷、河流、公路等復(fù)雜地形,電壓等級(jí)涵蓋10 kV配電線路至1000 kV特高壓交流輸電線路。
高壓架空線路的優(yōu)勢(shì)在于經(jīng)濟(jì)性與可維護(hù)性。由于導(dǎo)線裸露于空氣中,無需昂貴的絕緣護(hù)套和屏蔽層,大幅降低材料成本;同時(shí),空氣本身就是優(yōu)良的絕緣介質(zhì),配合陶瓷或復(fù)合絕緣子,可有效隔離高電壓與接地塔體。一旦發(fā)生故障(如雷擊、斷線),巡檢人員可通過目視或無人機(jī)快速定位,搶修效率遠(yuǎn)高于地下電纜。 然而,架空線路也面臨諸多挑戰(zhàn)。受天氣影響大:大風(fēng)可能導(dǎo)致導(dǎo)線舞動(dòng),冰雪覆冰會(huì)增加荷載引發(fā)斷線,雷電則易造成閃絡(luò)跳閘;占地空間廣:需建設(shè)高聳鐵塔并預(yù)留安全走廊,對(duì)城市景觀和土地利用形成制約;電磁環(huán)境影響:強(qiáng)電場(chǎng)可能干擾通信線路,雖對(duì)人體健康無明確危害,但仍需符合環(huán)保限值。
為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),現(xiàn)代高壓架空技術(shù)不斷創(chuàng)新。例如,采用耐熱鋁合金導(dǎo)線(如ACCR)提升載流量;應(yīng)用防振錘、間隔棒抑制微風(fēng)振動(dòng);部署在線監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)感知導(dǎo)線溫度、弧垂和覆冰狀態(tài);在生態(tài)敏感區(qū)推廣高跨設(shè)計(jì)或同塔多回路,減少林木砍伐與土地占用。此外,在城市核心區(qū),部分新建線路正逐步轉(zhuǎn)向地下電纜,但主干網(wǎng)仍以架空為主,因其在超高壓、大容量場(chǎng)景下綜合優(yōu)勢(shì)顯著。
在我國(guó)“西電東送”“北電南供”的能源戰(zhàn)略中,特高壓架空線路扮演著關(guān)鍵角色。如±800 kV昆柳龍直流工程、1000 kV榆橫—濰坊交流線路,均采用先進(jìn)架空技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)千公里、千萬千瓦級(jí)電力輸送,有力支撐了區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展與“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
總之,高壓架空電纜雖看似傳統(tǒng),卻是電力工業(yè)百年演進(jìn)的智慧結(jié)晶。它以簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)承載著國(guó)家能源命脈,在可靠、經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)之間不斷尋求平衡。未來,隨著智能電網(wǎng)與新材料技術(shù)的發(fā)展,這條“空中動(dòng)脈”將繼續(xù)煥發(fā)新的生命力,為清潔能源的高效流通保駕護(hù)航。