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1、提高导线允许温度若干问题的探讨 本文由suchao193贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第 五 届输 配 电技 术 国际会 议 提高导线允许温度若干问题的探讨 刘长青 刘胜春 张学哲 （ 国电电力建设研究所，北京 ； 北京电力公司，北京 ） 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

2、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 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 ） 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

3、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。 导线弧垂 抛物线法计算导线弧垂 计算表明，在弧垂和档距之比 小于 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。 （） 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

4、位 载 常 若已 某 温 下 线 平 力几和 度 则由 可求得导线温度为 荷 为 数， 知 一 度 导 水 应 温 ， 式（） 时的水 平应力，进而可以计算出导线的弧垂。 口一一 丁 二 一 二 一 户 斗口 （ 一 ） （） 式中， 为导线弹性系数， 为导线线膨胀系数。 试脸室内 翻试导线弧垂 以 导线为试验对象， 试验档距为 两悬挂点等高， ， 导线初始张力为 （ 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。 导线试验室内弧 垂实测值与计算值的比较见表 表 计 值的比 越丝邀渔 洲 与 算 （实 值 ， 攀 较 环 温 流 境 度 电仄 一 一 一

5、影丝趣巡邺 计 值 弧 实 值 而 垂 算 垂 测 而 丁一夏荤瓦 一一 一 一气二二 二，一 头 次口 值 注 ：试验室内为无风无日 照：弧垂计算值采用抛物线法计算。 卫 ！ 一 二 筹塞 队算 实 值 值一 测 第 五届 输配 电技 术 国际会 议 由 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。 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回和草沙线进行了载流量、 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 和表 表 年， 清回线实侧

6、值与理论计算值的比 月 日昌 较 时 间 环境温度 ： 风速加 ? 导线温度 电流 弧垂测量值加 弧垂计算值 差率 ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： 时间 ： ： ： ： ： 环境温度 风速 导线温度 一 ? ， 电流 弧垂测量值 弧垂计算值 差率 ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： 主要是由于导线测试温度值存在较大误差引起的。 如表 在风速很小 （ 中， ，电流值达到 ） 多 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。 第 五 届 输 配 电技 术 国 区全 互 一 业多 一 提高导线允许运行温度，选择合理可靠的测温

7、手段和仪器是运行部门需要解决的问题。 温升对金具电气性能的影响 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 ， 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 ， 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 试验 表明 ， 线 。 研究 导 温度 金具 时， 温度不 超过 从 温到 ； 常 ，金具电阻与等长导线

8、的电阻之比都在 一 范围以内，符合要求。 一 一 血盗！ 一 一 口 闷国 左 巧 以从滔 ， 了二 二 令 一刃 取 归 （ ） ： ： ： 指 护 一 盔身卜举 蒙 才 、才一 犷 ） 尸 丫 电流 （ ） 一止 尸夕价 “ 矛 一 一 一 犷 一刁 尸犷 阿一 一 一 圈 导线温度和配套金具温度健电流变化曲线 防 五 刊 诬 御 艇 招 璐 峥 事 称 加 硬 御 搜 识 扣 必 鹅 ！一 ！ ！ 一 一 ”一一一 一” “一”一一 一 一”一 才一 户一 护月 户人 一 止 护升 卜令州 ： ；了 分叫 么 五 刊 盛 卿 璐 铭 拐 峥 事 李 介 皿 砧 此 口 旧 出 仆如书 合

9、 ， 和口印 卜刀以团 丫 朽 ”? 礴 二二 二 汤 乙 一 一 认 二： 溺二二 内 产 户 肖 汤卜 滋 二 尸 一 冲 州心 ， 却 船 俐 袱 婆 米 口 冷 卜洲 下 卜 导钱沮度 （ ） 趁 匕 令 一 ? （ ） 田 如 。 防 多 幻 田 印 由 导线温度 圈接续管与等长导线交流电阻 之比健导线沮度变化曲 线 圈耐张线夹与等长导线交流电阻 之比随导线盆度变化曲线 金具发热问 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

10、路上，在夏季输电高峰期曾监测到耐张线夹金具温度高达 ，远远高于导线温度， 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。 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 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 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

11、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 第 五 届输 配 电技术 国 际会 议 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 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 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。 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

12、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 通电， 试验 按不包含金具与包含金具 种工况进行。 包含金具的导线上同时安装 对金具， 种比 测量相同标距长度（ ） 内导线的电 压、电 流和相位角， 计算导线消耗的功率。 导线在不同工况下的试验参数见表 。 赢 汽 电流 电压， 导线 （ 不包 ? 普通悬垂 含金具） 线夹 （ 一 ） 导线 （ 包含金具） 节能型悬垂线 ！螺栓耐 日 夹 （ ） 张线夹 ， 新螺栓型耐 张线夹 ） 相位角 哪 （） “ 必 电阻 电阻增大百分卜 口 电能损失阿 从表 可以看出： 在测试标距内安装金具后， 除

13、节能型悬垂线夹外， 其他 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， 说明该型号金具的使用时 间对节能效果无明显影响。 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 ，导线高温综合拉断力损失情况见图 ，导线配套 金具高温握力损失情况见图 。 曰 ， 月 一

14、 一 筁 一 一 ， 曰 口 而翻百习扩 创硬侣线 一 ： 一 一 眼刀硬铝线 归 令 ， 砚侣线 洲 叮 映锌祝丝 厂一 ” “ 了 夕 名 ； 了 一 录 米 羹 ”“ 一 才 犷一 二 编 户 歼牙产犷几二拜 “ 泣 厂 夕 厂“ 一 一 一 产 ? 一 ? 二 卜丁稗 沙 奢 夕 一 一“泣 尸 一 尹 户 于犷 一 ， ， 一 ， ， 一一 了 一 一 一只 ” “ 尸 一 “ 一 ： 丁 一 ： 盗 叮 二一 卜一一戎 二艺乌 一 一 一 争 犷 进拜井争一 州 卜一份 户 州 一一 州 尸 ； 一 一 一 产 夙 一 二 一 一 一 一 一 温度 （ ） 七 圈纹前线材在恒定沮度

15、加热下的强度损失率 第 五 届 输配 电技 术 国际会 议 如口书 丫 匡 节 （ 欲 ） 水 骤 只 与 橄 如 幼 水 辐 只 卜 栩 沮度 （ ） 巧 印 ， 口 退度 ） （ 图 导线高温综合拉断力损失率 （ 与时比） 圈 金具高温握力损失率 （ 与时比较） 试验表明， 提高我国导线运行允许温度 （ 现行的设计规程为， 大跨越可以运行到） 从线路机 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标准。因此， 提高线路导线

16、运行允 许温度是可行的。 结论 （） 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 事故下短时过负荷等情况具有实际意义，也是可行的。 （） 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。 （） 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 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， ） （ 李博之 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 中国电力出版社， 刘长青， 刘胜春等 提高导线发热允许温度的试验研究 力建设， ） 电 （ 架空送电线路设计技术规程 作者简介 刘长青 （ ， ） 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； 刘胜春 （ ， ） 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： 张学哲 （ ， ） 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。 1