2.2 型线工程应用技术原理
相对于常规的圆线同心绞导线，S/Z形型线同心绞导线由于其特殊的结构形式，具有以下良好的机电性能：
（1）等截面条件下线径可压缩约9％，减小了风、冰荷载； （2）大风时体形系数低，进一步减小了风荷载；
（3）表面光洁，不易附着杂质，从而降低了电晕放电产生的损耗和电磁环境问题；
（4）型线由于其特有的结构，股线间相互干扰，具有更高的内部自阻尼，有利于微风振动能量的吸收；
（5）型线绞合，结构紧凑，表面光洁，湿雪不易粘附在导线表面，覆冰容易脱落；
（6）型线绞合紧密，使雨水灰尘等电化学物质不易进入，有利于保护内部的镀锌层或防腐油脂；
（7）Z型绞线相互交叠压制，即使有少量断股也不会脱离导线，不易造成整根导线松动散股；
将S/Z型铝线拉丝和绞制技术与导线节能技术相结合，能够开发出各种型线同心绞节能导线，如ACSS/TW、ACCC/TW、应力转移型特强钢芯软铝绞线、钢芯高导电率硬铝S/Z型绞线、铝合金芯S/Z型铝绞线等。这些导线不仅具备普通型线的前述多重优点，还能降低电阻损耗，是名符其实的节能型线，目前比较成熟的代表产品除前述各种软铝导线外，还有钢芯高导电率硬铝S/Z型绞线（如下图）。
钢芯高导电率硬铝S/Z型线同心绞导线
3. 主要技术内容
3.1 适合新建线路推广应用的节能导线选择
3.1.1 选择的标准
由前述可见，具有节能效果的导线种类繁多，原理各异，因此在推广应用中首先要明确的就是适用范围的问题。对于老旧线路的增容改造，要求是尽量利用原塔换线增容，在不增大荷载和弧垂的前提下提高允许载流量。由于往往是无法开辟新通道时“无奈”且“必须”的选择，因此能够接受很高的导线价格和严苛的施工要求。对于新建线路，则应按全寿命周期经济性选择截面，并校验过负荷要求和电磁环境指标。由于新建线路总量巨大，且有优化选择的条件，因此必须注重全寿命周期内的经济性，尽量与现有设计施工方案衔接，而不必刻意追求运行温度和允许载流量的提高。
具体到新建线路工程，节能导线应满足以下几个条件，才具备推广应用的价值： 1）导线价格与常规钢芯铝绞线持平或略高，不会造成基建投资的明显增加，且节约的电能可以在合理的时限内（如10年左右）补偿初投资的增加。 2） 机械电气性能能够满足系统和环境要求，且便于施工和维护。 3） 与通用设计的杆塔和金具尽可能匹配。
根据上述条件，可逐类分析各种节能型导线在新建线路中推广应用的价值。
3.1.2 软铝类节能导线
a 软铝制造过程中退火增加的工序和能耗导致其成本高于硬铝导线，普通钢芯软铝绞线和应力转移型钢芯软铝绞线的价格都是普通导线的1.2倍左右，靠节约的电能尚可收回增量投资，而采用碳纤维复合芯棒的倍容量导线，国产产品最低价格也达到普通导线的4倍左右，以经无法在运行期内收回增量投资了。
b 软铝类导线虽然提高了铝线的导电率，但铝线的强度及硬度降低，施工中导线表面易擦伤，从而引起线路运行噪音增大、电磁干扰增强、起晕电压降低等问题。展放中还会因单线延伸产生浮线（起灯笼），股线不规则延伸等现象，因此软铝类导线在施工过程中要求比较苛刻。碳纤维复合芯是有机材料，存在热老化的隐
患，由于此产品面世时间短，尚难以积累足够有效数据进行评估。我国新建线路一般采用非定长张力放线施工，需要多次过滑车，这对碳纤维复合芯导线尤其是接续后的柔韧性和强度是极大的考验。
c 软铝类节能导线的铝线与加强芯的受力分配情况及力学特性与常规导线差异较大，其配套金具和施工工器具均为特制的非标产品，因此通用设计的杆塔和金具不宜直接应用。
3.1.3 铝合金类和高导电率硬铝类节能导线
a 铝合金单丝由于在制造过程中需添加合金元素，并且拉丝效率低，产品稳定性相对较差，因此成本高于普通硬铝线，但由于铝合金重量较轻，替代钢芯后，按等长折算的绞线价格能与普通钢芯铝绞线持平或略高；中强度铝合金单丝如果经过时效处理的工艺环节，成本还会较非热处理型产品明显提高，并且中强度全铝合金线需要替换全部的硬铝线，因此按等长折算的绞线价格比普通钢芯铝绞线高出5~8%；钢芯高导电率硬铝绞线由于添加细化剂和制造工艺复杂，使得成本较普通导线提高5-10%。可见这些导线价格增量都不大，经测算，平均5年左右即可收回增量投资。
b 钢芯高导电率硬铝绞线以及铝合金芯铝绞线的表面硬度与普通导线完全一致，施工过程中不需特殊保护措施，常规施工方法和器具都能直接应用。中强度全铝合金绞线硬度（布氏硬度为85HB）为铝线的2 倍，但重量比ACSR轻，施工放线时可减少导线表面擦伤，提高施工质量，减少运行时电晕损失及无线电干扰水平。LHA3中强度铝合金材质的屈服强度约为铝线的1.5 倍，压缩型接续不易产生导线鼓包或灯笼现象,对耐张跳线可减少压接工作量。
c 钢芯高导电率硬铝绞线力学特性以及的配套金具要求均与同规格的普通钢芯铝绞线完全一致，可以直接采用通用设计。铝合金芯铝绞线和中强度全铝合金绞线的力学特性能够做到与普通导线接近，对安全系数适当控制或经验算后，均能使用通用设计杆塔，液压型耐张金具和接续管的结构与普通导线不同，目前均已有鉴定过的产品，价格和施工工艺都与普通金具相差不大。
3.1.4 选择结论
通过以上分析可见，碳纤维复合材料芯软铝绞线更适宜在老旧线路改造中应用，以充分发挥其高温运行的优势。在施工条件较好的新建线路中，经过技术经济比较，应力转移型特强钢芯软铝绞线也可以采用。但总体来说，软铝类节能导线更适合解决增容问题，并不适宜在新建的输电线路工程中推广应用。
铝合金芯铝绞线、中强度全铝合金绞线以及钢芯高导电率硬铝绞线从全寿命周期经济性、施工和运行方便性、通用设计匹配性三个方面都有良好表现，目前国内产能和制造水平也可以满足工程招标要求，因此适合在新建线路中全面推广。
3.2 推广类节能导线的进一步比较
三种推广类节能导线以及普通钢芯铝绞线所采用的主要单丝性能对比如下表：
三种节能导线与钢芯铝绞线的单丝材质和参数对比
以630/45截面为例，三种推广类节能导线以及普通钢芯铝绞线的绞线参数对比如下表：
三种节能导线与钢芯铝绞线的典型参数对比
以630/45截面为例，三种推广类节能导线以及普通钢芯铝绞线的绞线性能对比如下表：
三种节能导线与钢芯铝绞线的性能对比
注1：（）外数据采用日本JCS0374方法计算，（）内数据采用Morgan公式计算。 注2：计算条件详见附录应用实例二。
注3：以外层铝（铝合金）线应力与材料疲劳极限之百分比衡量。
由以上参数和性能的比较可以初步判断：
1）钢芯高导电率铝绞线具有与普钢芯铝绞线相同的机械特性，设计、施工中无需任何特殊考虑；
2）铝合金芯铝绞线以及中强度全铝合金绞线的弧垂特性和水平、垂直荷载稍优于普通钢芯铝绞线，但风偏角也略大，需注意验算塔头间隙；
3）中强度全铝合金绞线拉断力较高，具有较好的弧垂特性和过载覆冰能力，直线塔的数量和呼高可降低，转角塔的荷载大，在转角比例高的线路中其经济性会降低。如果放松张力使用，又会牺牲其弧垂特性。
三种节能导线在大多数工程中完全可以相互替代，不过三者由于各自的机电特性的差异，在工程适用性上还是有一些侧重的。
1）线路有较高的防腐要求，对导线价格比较敏感，交流输送功率大、利用小时数高时，建议优先选用铝合金芯铝绞线，充分利用其防腐性能好、价格低、电阻低的优势；
2）线路防腐和防振要求高，运行条件较差，大高差大档距较多，路径顺直，耐张塔比例低、交跨物少时，建议优先选用中强度全铝合金绞线，充分利用其防腐防振性能和弧垂特性好的优势；
3）无其它特殊技术要求，希望直接应用通用设计杆塔和金具，提高设计施工效率，避免验算和修改时，建议优先采用钢芯高导电率铝绞线。
3.3 进一步的技术经济比较
根据典型工程边界条件，对三种节能导线与普通钢芯铝绞线就载流量、弧垂和杆塔数量、覆冰过载能力、耐张串强度、导线摇摆角、导线用量和费用、杆塔耗钢量及费用都进行了进一步的对比，并对各种导线的节能效益、增量投资回收年限、年费用情况等进行了测算，详见附录工程应用实例，主要结论如下：
（1）中强度全铝合金绞线JLHA3-675的导线张力稍大，弧垂特性和过载能力略优，但耐张塔吨位高、张力荷载和导线风偏相对较大；铝合金芯铝绞线JL/LHA1-465/210具有张力小、荷载小等优点，但同样具有导线风偏相对较大的缺点，无法直接利用通用设计杆塔。