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提高导线允许温度若干问题的探讨

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第五届输配电技术国际会议２００５

提高导线允许温度若干问题的探讨

刘长青’刘胜春‘张学哲２

（．１国电电力建设研究所，北京１０５；　００５２．北京电力公司，北京１０３）００１

摘要：

用电迅长引线输量量的速增发了路送容扩容的问这经济达的度输电工尤为。

题，在发地区迎峰夏运行作中突出提高

现有送电线路导线运行允许温度可有效提高输送容量，该方案因简单易行，投资小而备受关注。

提高导线运行允许温度，有必要对导线弧垂、金具发热和导线机械强度的影响进行了试验研究、理论分析和实际观测，为线路的安全运行提供参考。

关健词：

运行导线允许温度；弧垂；载流量；机械强度

１引言．

国民经济快速增长，用电量持续增加，现有线路的扩容问题摆在了运行部门面前，如在北京地区迎峰　　　　度夏输电工作中，如何提高输送容量是巫待解决的问题。

建设新的线路、对原有线路进行改建（如更换大

截面热和耐铝合金导［和提高导运行允温度等线［１］）线许措施都可以输提高送容量。

分充利用原有线路廊走

和铁塔，将更换导线（耐热铝合金导线或超耐热铝合金导线）与提高运行允许温度相结合的方案，以投资小、停电时间短等优点成为经济发达地区和大城市解决线路扩容问题的有效方法。

提高导线运行允许温度后，　　　　会对导线弧垂、金具发热和导线机械强度带来影响，直接关系到线路的安全运行。

国电电力建设研究所与北京电力公司合作，进行了具有针对性的试验研究以及线路的实际观测，在总结试验和现场观测数据基础上，通过分析，提出了通过提高导线运行允许温度来提高输送容量的几点

建议。

２导线弧垂．

２．１抛物线法计算导线弧垂计算表明，在弧垂和档距之比　　　　小于５时，用抛物线方程计算导线弧垂能够满足工程精度要求。

一般情％

况抛物线法计算弧垂用下式表示。

（）１

根据公式计算导线弧垂，还需知道相应温度下导线水平应力和单位荷载。

在气象条件一定时，导线单　　　　位载９常若已某温下线平力几和度ｔ则由２可求得导线温度为ｔ荷为数，知一度导水应温ｏ，式（）时的水平应力Ｑ，进而可以计算出导线的弧垂。

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（）２

式中，Ｅ为导线弹性系数，

为导线线膨胀系数。

２．２试脸室内翻试导线弧垂以ＬＪ４３　　　　／导线为试验对象，Ｇ－００２试验档距为５．ｍ两悬挂点等高，２，８　导线初始张力为２％ＣＴ（９９５ＵＳ　２１ｔ施加低压大电在电），流，流恒定一段时间后，记录导线温度、载流量和弧垂。

Ｇ－００ＬＪ４／导线试验室内弧２３

垂实测值与计算值的比较见表ｌａ表１ＬＪ４３　　　　　　　　　　　　　　　　　　计值的比Ｇ－００越丝邀渔　Ｉ　洲与算２／ｐ（实值｝　，攀较

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注：

１试验室内为无风无日照：

２弧垂计算值采用抛物线法计算。

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第五届输配电技术国际会议２００５

由１表中计算结果可以看出，在导线初始条件己知的情况下，用抛物线法计算导线弧垂有一定的误差，但在工程许可误差允许范围内。

２．３现场实洲导线弧垂

国电电力建设研究所和北京电力公司对北京地区负荷率较高的昌清１回和草沙线进行了载流量、１温度、弧垂的现场测试，并将实测值与理论计算值进行了比较。

实测值与理论计算值的比较情况见表２和表３０

表２　０年，１清ｎ回线实侧值与理论计算值的比　２３０月１日昌较

时间环境温度／℃

０：

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６４２

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１．３２４１．５２５１．７２６

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４０．５

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６５６６７８６９８

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１．７２９１．１２９

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１：

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１６．１７．

３６

３５３６

３３

３４

５０．０

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１３５：

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６６９

１．７２９

时间

９０：

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１：

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０１０

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，℃

２７３２１１．１２．２８３０３２３１３５

电流／Ａ

２０２６．２７８７．２６９９．

弧垂测量值／／ｍ

６６．６

６６．０

弧垂计算值／／ｍ

６８．８

６９．５７０．１６９．８７１．１７１．４７２．０７２．０

差率＊ｌ％

３３．０

５３．０４０．１３２．５

３３．４

３４

３５３５

１２．

０４．１１．１８．１６．

６７．４

６７．６

３８３０．

３４８０．

６８．８６８．１６６．４

６６．４

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　２３０１：

　０３０１：

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　００１：

　０４３

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３８

３６３８３８３８

３９４０３９３９

３６２０．

３４２０．

４８．５

８４．３８４．３

３５．

３４．

３２．１８．２４．２１．

２７６９．

２５４９．

６６．４６６．６

６６．７

７２．０

７２．３７２．６７２．３７２．３

８４．３８５．６

８８．５８０．７

２４２９．

２６０９．

２１６９．２２２９．

２９８８．

６６．９６６．９

６６．４

１：

　５００

１：

　５３０

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１．１１１

３８３９

３６．３８．

３９３８

７２．３７２．０

１０６：

　０

２７８８．

６４．８

主要是由于导线测试温度值存在较大误差引起的。

如表３在风速很小（．ｍｓ　中，０／，电流值达到３０４　）０多Ａ时，测得的导线温度甚至低于环境温度，明显存在较大误差，而导线实测温度是计算弧垂的一个重要参数。

２０１

第五届输配电技术国区全＿ｇ互一业多Ｑ一—提高导线允许运行温度，选择合理可靠的测温手段和仪器是运行部门需要解决的问题。

３温升对金具电气性能的影响．

．３１试脸结论提高导线运行允许温度，与其配套的金具的电气性能必须符合标准要求。

导线接续处两端点之间的电　　　　

阻，对于压缩型金具应不大于同样长度导线的电阻；导线接续处的温升应不大于被接续导线的温升；承受电气负荷金具的载流量应不小于被连接导线的载流量。

由试验得到，导线温度和配套金具温度随电流变化

的曲线见图１，接续管与等长导线交流电阻之比随导线温度变化的曲线见图２，耐张线夹与等长导线交流电阻

之比线变化的曲随导温度线见图３试验表明，线。

研究［导温度９℃金具］３０时，温度不超过７℃从温到０；常

１℃，金具电阻与等长导线的电阻之比都在３％一６％范围以内，符合要求。

０５７

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１由

导线温度

圈２接续管与等长导线交流电阻之比健导线沮度变化曲　　　　线

圈３耐张线夹与等长导线交流电阻之比随导线盆度变化曲线　　　　　　

．３金具发热问２足连接点是指承受电气负荷的金具与导线之间的电气连接部位。

连接点过热是输电线路的一个老问题，　　　　随着负荷增加、用户对供电可靠性要求的提高，尤其在迎峰度夏工作中，它成为一个越来越突出的问题。

如在北京地区某线路上，在夏季输电高峰期曾监测到耐张线夹金具温度高达３℃，远远高于导线温度，７０严重影响到线路的安全运行。

出现金具温度高于导线温度的现象，与试验室内的试验结果相佐。

根据线路的实际运行经验和分析我　　　　们认为，注意解决以下几方面问题，可以使连接点发热问题得到一定程度的缓解和解决：

金具质量。

①承受电气负荷的接续金具，根据需要应选用符合相关标准的优质产品，杜绝伪劣产品入网运行。

接触面处②理。

连接点接触面可采用锉刀锉掉严重不平和有毛刺的地方，使接触面平整光洁。

接触表面应采用电力复合脂（即导电青）进行防氧化处理。

紧固③压力控制。

有资料显示，因铝质引流板弹性系数小，当连接螺母

的压力达到某个临界压力值时，将会造成接触面部分变形隆起，使接触面积减少，接触电阻增大。

因此

２２０

第五届输配电技术国际会议２００５

进行螺栓紧固时，应用力矩板手进行紧固，以防压力过大。

工艺程序。

在总结大量运行经验基础上，根④

据造成连接点过热的不同类型制定不同的工艺程序，并在安装时严格按照工艺程序进行。

改进引流板设⑤计。

如耐张线夹的引流板由螺栓连接设计成与导线压缩型连接，或采用预绞丝连接方式进行引流。

．３３金具节能对比试脸

提高导线运行允许温度在扩大输送容量的同时，由于载流量和电阻的增加而使线路损耗增大，　　　　设计开发节能金具有着良好的发展前景。

为比较普通金具、节能金具、新金具与使用过的旧金具对线路电能损耗的不同，对它们进行了对比试验。

试验在大电流实验室进行，保持室温恒定，对试验导线ＬＩ４ＯＣ２０通电，－３Ｊ／试验按不包含金具与包含金具２种工况进行。

包含金具的导线上同时安装２对金具，种比测量相同标距长度（０５．６６ｍ）内导线的电压、电流和相位角，计算导线消耗的功率。

Ｇ￣００导线在不同工况下的试验参数见表４Ｌ２１Ｊ４３。

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电流／Ａ电压，Ｖ

导线（不包?

普通悬垂含金具）线夹（Ｇ一ＸＵ２）

４００

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４ｏ４ｏ０４３０，６２．８７０

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１．８０１８１２．１１２５．

１７７２．

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１．４６９

从表４　　　　可以看出：

在测试标距内安装金具后，①除节能型悬垂线夹外，其他３种金具均引起标距内压降增大、相位角增大、电阻增大、电能损失增大，而安装了节能型悬垂线夹的导线几乎没受影响，其节能效果比普通金具要好。

新、旧两种螺栓型耐张线夹引起的电能损失相差不大，②说明该型号金具的使用时

间对节能效果无明显影响。

４温升对导线及金具握力强度的影响．

控制导线允许载流量的主要依据是导线最高允许温度，它主要由导线经长期运行后的强度损失和连接　　　　金具的发热而定。

工作温度越高，运行时间越长，则导线强度和接续金具握力损失越大。

绞前线材在恒定温度加热下的强度损失情况见图４　　　　，导线高温综合拉断力损失情况见图５，导线配套金具高温握力损失情况见图６。

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圈４纹前线材在恒定沮度加热下的强度损失率

０２３

第五届输配电技术国际会议２００５

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图６导线高温综合拉断力损失率（０与２℃时比）

圈７金具高温握力损失率（０与２℃时比较）

试验表明，　　　　提高我国导线运行允许温度（现行的设计规程为７０，０大跨越可以运行到９＊）Ｃ０　从线路机ｃ械性能角度来讲是有潜力可挖的，对线路短时间超负荷送电是允许的。

如果要修改设计规程，我们认为还应该进行导线高温蠕变和使用寿命的研究，目前这项工作正在进行中。

随着我国金具制造质量的提高，国产导线制造标准已经等同于ＥＣ标准。

因此，　　　　Ｅ提高线路导线运行允

许温度是可行的。

５结论．

（）１根据此次试验数据以及国内外已有的研究成果，提高导线运行允许温度对夏季高峰负荷以ＸＮ　１＂事故下短时过负荷等情况具有实际意义，也是可行的。

（）２线路运行的工作必须贯彻安全第一、预防为主的方针。

于理论分析及室内由试验研究结果同实际线路存在一定差异，所以运行部门在采用提高导线运行允许温度来扩大输送容量时，应积极采用先进的检测技术加强实际监测，不断总结经验、积累资料、掌握规律，保证线路安全运行。

（）　　　　３提高导线运行允许温度，考虑到校验弧垂和导线使用寿命等因素，还需开展导线高温蠕变和导线长期高温软化特性的试验研究，为修改设计规程提供依据。

参考文献

［尤传永．１］耐热铝合金导线的耐热机理及其在输电线路中的应用．电力建设，０３）２０（．８［李博之．２］高压架空输电线路架线施工技术手册（架线工程计算部分）（版）．第２中国电力出版社，２０．００［刘长青，３］刘胜春等．提高导线发热允许温度的试验研究．力建设，０３）电２０（．８［Ｄ／５９－１９　１－０ｋ４Ｌ０２９　１５０Ｖ架空送电线路设计技术规程．１　Ｔ　９０

作者简介

刘长青

（９－，　　２）男，工程师，主要从事架空线路导线、金具的研究及科研管理工作；１７

刘胜春

（９－，　　６）男，工程师，主要从事架空线路导线、金具检测及大跨越防振的试验研究工作：

１７

张学哲

（９－，　　９）男，高级工程师，北京电力公司物资公司总工，长期从事输电线路运行检修工作。

１５

1