提高導(dǎo)線允許溫度若干問(wèn)題的探討

1、 本文由suchao193貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 第 五 屆輸 配 電技 術(shù) 國(guó)際會(huì) 議 提高導(dǎo)線允許溫度若干問(wèn)題的探討 劉長(zhǎng)青 劉勝春 張學(xué)哲 （ 國(guó)電電力建設(shè)研究所，北京 ； 北京電力公司，北京 ） 摘要：用電 迅 長(zhǎng)引 線 輸 量 量的 速增 發(fā)了 路 送容 擴(kuò)容的問(wèn) 這 經(jīng)濟(jì) 達(dá) 的 度 輸電 工 尤為 。 題， 在 發(fā) 地區(qū) 迎峰 夏 運(yùn)行 作中 突出 提高 現(xiàn)有送電線路導(dǎo)線運(yùn)行允許溫度可有效提高輸送容量， 該方案因簡(jiǎn)單易行， 投資小而備受關(guān)注。 提高導(dǎo)線運(yùn)行允許溫度， 有 必要對(duì)導(dǎo)線弧垂、金具發(fā)熱和導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度的影

2、響進(jìn)行了 試驗(yàn)研究、理論分析和實(shí)際觀測(cè)，為線路的安全運(yùn)行提供參考。 關(guān)健詞： 運(yùn)行 導(dǎo)線 允許溫度； 弧垂； 載流量； 機(jī)械強(qiáng) 度 引言 國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，用電量持續(xù)增加，現(xiàn)有線路的擴(kuò)容問(wèn)題擺在了運(yùn)行部門面前，如在北京地區(qū)迎峰 度夏輸電工作中，如何提高輸送容量是巫待解決的問(wèn)題。建設(shè)新的線路、對(duì)原有線路進(jìn)行改建 （ 如更換大 截面 熱 和耐 鋁合金導(dǎo) 和提高導(dǎo) 運(yùn)行允 溫度等 線 ） 線 許 措施都可以 輸 提高 送容量。 分 充 利用原 有線路 廊 走 和鐵塔，將更換導(dǎo)線 （ 耐熱鋁合金導(dǎo)線或超耐熱鋁合金導(dǎo)線）與提高運(yùn)行允許溫度相結(jié)合的方案，以投資 小、停電時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和大城市

3、解決線路擴(kuò)容問(wèn)題的有效方法。 提高導(dǎo)線運(yùn)行允許溫度后， 會(huì)對(duì)導(dǎo)線弧垂、金具發(fā)熱和導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度帶來(lái)影響，直接關(guān)系到線路的安 全運(yùn)行。國(guó)電電力建設(shè)研究所與北京電力公司合作，進(jìn)行了具有針對(duì)性的試驗(yàn)研究以及線路的實(shí)際觀測(cè)， 在總結(jié)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過(guò)分析，提出了通過(guò)提高導(dǎo)線運(yùn)行允許溫度來(lái)提高輸送容量的幾點(diǎn) 建議。 導(dǎo)線弧垂 拋物線法計(jì)算導(dǎo)線弧垂 計(jì)算表明，在弧垂和檔距之比 小于 時(shí)，用拋物線方程計(jì)算導(dǎo)線弧垂能夠滿足工程精度要求。一般情 況拋物線法計(jì)算弧垂用下式表示。 （） 根據(jù)公式計(jì)算導(dǎo)線弧垂，還需知道相應(yīng)溫度下導(dǎo)線水平應(yīng)力和單位荷載。在氣象條件一定時(shí)，導(dǎo)線單 位 載 常 若已 某 溫 下

4、線 平 力幾和 度 則由 可求得導(dǎo)線溫度為 荷 為 數(shù)， 知 一 度 導(dǎo) 水 應(yīng) 溫 ， 式（） 時(shí)的水 平應(yīng)力，進(jìn)而可以計(jì)算出導(dǎo)線的弧垂。 口一一 丁 二 一 二 一 戶 斗口 （ 一 ） （） 式中， 為導(dǎo)線彈性系數(shù)， 為導(dǎo)線線膨脹系數(shù)。 試臉室內(nèi) 翻試導(dǎo)線弧垂 以 導(dǎo)線為試驗(yàn)對(duì)象， 試驗(yàn)檔距為 兩懸掛點(diǎn)等高， ， 導(dǎo)線初始張力為 （ 施加低壓大電 在電 ） ， 流， 流恒定一段時(shí)間后， 記錄導(dǎo)線溫度、 載流量和弧垂。 導(dǎo)線試驗(yàn)室內(nèi)弧 垂實(shí)測(cè)值與計(jì)算值的比較見(jiàn)表 表 計(jì) 值的比 越絲邀漁 洲 與 算 （實(shí) 值 ， 攀 較 環(huán) 溫 流 境 度 電仄 一 一 一 影絲趣巡鄴 計(jì) 值 弧 實(shí) 值

5、 而 垂 算 垂 測(cè) 而 丁一夏葷瓦 一一 一 一氣二二 二，一 頭 次口 值 注 ：試驗(yàn)室內(nèi)為無(wú)風(fēng)無(wú)日 照：弧垂計(jì)算值采用拋物線法計(jì)算。 衛(wèi) ！ 一 二 籌塞 隊(duì)算 實(shí) 值 值一 測(cè) 第 五屆 輸配 電技 術(shù) 國(guó)際會(huì) 議 由 表 中計(jì)算結(jié)果可以看出，在導(dǎo)線初始條件己知的情況下， 用拋物線法計(jì)算導(dǎo)線弧垂有一定的誤差， 但在工程許可誤差允許范圍內(nèi)。 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)洲導(dǎo)線弧垂 國(guó)電電力建設(shè)研究所和北京電力公司對(duì)北京地區(qū)負(fù)荷率較高的昌清回和草沙線進(jìn)行了載流量、 溫度、 弧垂的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，并將實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值進(jìn)行了比較。實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值的比較情況見(jiàn)表 和表 表 年， 清回線實(shí)側(cè)值與理論計(jì)算值的比 月 日昌

6、較 時(shí) 間 環(huán)境溫度 ： 風(fēng)速加 ? 導(dǎo)線溫度 電流 弧垂測(cè)量值加 弧垂計(jì)算值 差率 ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： 時(shí)間 ： ： ： ： ： 環(huán)境溫度 風(fēng)速 導(dǎo)線溫度 一 ? ， 電流 弧垂測(cè)量值 弧垂計(jì)算值 差率 ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： 主要是由于導(dǎo)線測(cè)試溫度值存在較大誤差引起的。 如表 在風(fēng)速很小 （ 中， ，電流值達(dá)到 ） 多 時(shí)， 測(cè)得的導(dǎo)線溫度甚至低于環(huán)境溫度， 明顯存在較大誤差， 而導(dǎo)線實(shí)測(cè)溫度是計(jì)算弧垂的一個(gè)重要參數(shù)。 第 五 屆 輸 配 電技 術(shù) 國(guó) 區(qū)全 互 一 業(yè)多 一 提高導(dǎo)線允許運(yùn)行溫度，選擇合理可靠的測(cè)溫手段和儀器是運(yùn)行部門需要解決的

7、問(wèn)題。 溫升對(duì)金具電氣性能的影響 試臉結(jié)論 提高導(dǎo)線運(yùn)行允許溫度，與其配套的金具的電氣性能必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求。導(dǎo)線接續(xù)處兩端點(diǎn)之間的電 阻，對(duì)于壓縮型金具應(yīng)不大于同樣長(zhǎng)度導(dǎo)線的電阻；導(dǎo)線接續(xù)處的溫升應(yīng)不大于被接續(xù)導(dǎo)線的溫升；承受 電氣負(fù)荷金具的載流量應(yīng)不小于被連接導(dǎo)線的載流量。由試驗(yàn)得到，導(dǎo)線溫度和配套金具溫度隨電流變化 的曲線見(jiàn)圖 ， 接續(xù)管與等長(zhǎng)導(dǎo)線交流電阻之比隨導(dǎo)線溫度變化的曲 線見(jiàn)圖 ， 耐張線夾與等長(zhǎng)導(dǎo)線交流電阻 之比 線 變化的曲 隨導(dǎo) 溫度 線見(jiàn)圖 試驗(yàn) 表明 ， 線 。 研究 導(dǎo) 溫度 金具 時(shí)， 溫度不 超過(guò) 從 溫到 ； 常 ，金具電阻與等長(zhǎng)導(dǎo)線的電阻之比都在 一 范圍以內(nèi)，

8、符合要求。 一 一 血盜！ 一 一 口 悶國(guó) 左 巧 以從滔 ， 了二 二 令 一刃 取 歸 （ ） ： ： ： 指 護(hù) 一 盔身卜舉 蒙 才 、才一 獷 ） 尸 丫 電流 （ ） 一止 尸夕價(jià) “ 矛 一 一 一 獷 一刁 尸獷 阿一 一 一 圈 導(dǎo)線溫度和配套金具溫度健電流變化曲線 防 五 刊 誣 御 艇 招 璐 崢 事 稱 加 硬 御 搜 識(shí) 扣 必 鵝 ！一 ！ ！ 一 一 ”一一一 一” “一”一一 一 一”一 才一 戶一 護(hù)月 戶人 一 止 護(hù)升 卜令州 ： ；了 分叫 么 五 刊 盛 卿 璐 銘 拐 崢 事 李 介 皿 砧 此 口 舊 出 仆如書(shū) 合 ， 和口印 卜刀以團(tuán) 丫 朽

9、 ”? 礴 二二 二 湯 乙 一 一 認(rèn) 二： 溺二二 內(nèi) 產(chǎn) 戶 肖 湯卜 滋 二 尸 一 沖 州心 ， 卻 船 俐 袱 婆 米 口 冷 卜洲 下 卜 導(dǎo)錢沮度 （ ） 趁 匕 令 一 ? （ ） 田 如 。 防 多 幻 田 印 由 導(dǎo)線溫度 圈接續(xù)管與等長(zhǎng)導(dǎo)線交流電阻 之比健導(dǎo)線沮度變化曲 線 圈耐張線夾與等長(zhǎng)導(dǎo)線交流電阻 之比隨導(dǎo)線盆度變化曲線 金具發(fā)熱問(wèn) 足 連接點(diǎn)是指承受電氣負(fù)荷的金具與導(dǎo)線之間的電氣連接部位。連接點(diǎn)過(guò)熱是輸電線路的一個(gè)老問(wèn)題， 隨著負(fù)荷增加、用戶對(duì)供電可靠性要求的提高，尤其在迎峰度夏工作中，它成為一個(gè)越來(lái)越突出的問(wèn)題。 如在北京地區(qū)某線路上，在夏季輸電高峰期曾監(jiān)測(cè)到

10、耐張線夾金具溫度高達(dá) ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于導(dǎo)線溫度， 嚴(yán)重影響到線路的安全運(yùn)行。 出現(xiàn)金具溫度高于導(dǎo)線溫度的現(xiàn)象，與試驗(yàn)室內(nèi)的試驗(yàn)結(jié)果相佐。根據(jù)線路的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和分析我 們認(rèn)為， 注意解決以下幾方面問(wèn)題， 可以使連接點(diǎn)發(fā)熱問(wèn) 題得到一定程度的緩解和解決： 金具質(zhì)量。 承 受電氣負(fù)荷的接續(xù)金具， 根據(jù)需要應(yīng)選用符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品， 杜絕偽劣產(chǎn)品入網(wǎng)運(yùn)行。 接觸面處 理。連接點(diǎn)接觸面可采用銼刀銼掉嚴(yán)重不平和有毛刺的地方，使接觸面平整光潔。接觸表面應(yīng)采用電力復(fù) 合脂（ 即導(dǎo)電青） 進(jìn)行防氧化處理。 緊固 壓力控制。 有資料顯示，因鋁質(zhì)引流板彈性系數(shù)小，當(dāng)連接螺母 的壓力達(dá)到某個(gè)臨界壓力值時(shí)，將會(huì)造成接觸

11、面部分變形隆起，使接觸面積減少，接觸電阻增大。因此 第 五 屆輸 配 電技術(shù) 國(guó) 際會(huì) 議 進(jìn)行螺栓緊固時(shí)，應(yīng)用力矩板手進(jìn)行緊固， 以防壓力過(guò)大。 工藝程序。在總結(jié)大量運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，根 據(jù)造成連接點(diǎn)過(guò)熱的不同類型制定不同的工藝程序， 并在安裝時(shí)嚴(yán)格按照工藝程序進(jìn)行。 改進(jìn)引流板設(shè) 計(jì)。如耐張線夾的引流板由螺栓連接設(shè)計(jì)成與導(dǎo)線壓縮型連接，或采用預(yù)絞絲連接方式進(jìn)行引流。 金具節(jié)能對(duì)比 試臉 提高導(dǎo)線運(yùn)行允許溫度在擴(kuò)大輸送容量的同時(shí)，由于載流量和電阻的增加而使線路損耗增大， 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) 節(jié)能金具有著良 好的發(fā)展前景。為比較普通金具、節(jié)能金具、 新金具與使用過(guò)的舊金具對(duì)線路電能損耗的不 同， 對(duì)它們進(jìn)

12、行了 對(duì)比試驗(yàn)。 試驗(yàn)在大電流實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行， 保持室溫恒定， 對(duì)試驗(yàn)導(dǎo)線 通電， 試驗(yàn) 按不包含金具與包含金具 種工況進(jìn)行。 包含金具的導(dǎo)線上同時(shí)安裝 對(duì)金具， 種比 測(cè)量相同標(biāo)距長(zhǎng)度（ ） 內(nèi)導(dǎo)線的電 壓、電 流和相位角， 計(jì)算導(dǎo)線消耗的功率。 導(dǎo)線在不同工況下的試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表 。 贏 汽 電流 電壓， 導(dǎo)線 （ 不包 ? 普通懸垂 含金具） 線夾 （ 一 ） 導(dǎo)線 （ 包含金具） 節(jié)能型懸垂線 ！螺栓耐 日 夾 （ ） 張線夾 ， 新螺栓型耐 張線夾 ） 相位角 哪 （） “ 必 電阻 電阻增大百分卜 口 電能損失阿 從表 可以看出： 在測(cè)試標(biāo)距內(nèi)安裝金具后， 除節(jié)能型懸垂線夾外， 其他 種金

13、具均引起標(biāo)距內(nèi)壓 降增大、相位角增大、電阻增大、電能損失增大，而安裝了節(jié)能型懸垂線夾的導(dǎo)線幾乎沒(méi)受影響，其節(jié)能 效果比普通金具要好。 新、舊兩種螺栓型耐張線夾引起的電能損失相差不大， 說(shuō)明該型號(hào)金具的使用時(shí) 間對(duì)節(jié)能效果無(wú)明顯影響。 溫升對(duì)導(dǎo)線及金具握力強(qiáng)度的影響 控制導(dǎo)線允許載流量的主要依據(jù)是導(dǎo)線最高允許溫度，它主要由導(dǎo)線經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行后的強(qiáng)度損失和連接 金具的發(fā)熱而定。工作溫度越高，運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，則導(dǎo)線強(qiáng)度和接續(xù)金具握力損失越大。 絞前線材在恒定溫度加熱下的強(qiáng)度損失情況見(jiàn)圖 ，導(dǎo)線高溫綜合拉斷力損失情況見(jiàn)圖 ，導(dǎo)線配套 金具高溫握力損失情況見(jiàn)圖 。 曰 ， 月 一 一 筁 一 一 ， 曰 口

14、而翻百習(xí)擴(kuò) 創(chuàng)硬侶線 一 ： 一 一 眼刀硬鋁線 歸 令 ， 硯侶線 洲 叮 映鋅祝絲 廠一 ” “ 了 夕 名 ； 了 一 錄 米 羹 ”“ 一 才 獷一 二 編 戶 殲牙產(chǎn)獷幾二拜 “ 泣 廠 夕 廠“ 一 一 一 產(chǎn) ? 一 ? 二 卜丁稗 沙 奢 夕 一 一“泣 尸 一 尹 戶 于獷 一 ， ， 一 ， ， 一一 了 一 一 一只 ” “ 尸 一 “ 一 ： 丁 一 ： 盜 叮 二一 卜一一戎 二藝烏 一 一 一 爭(zhēng) 獷 進(jìn)拜井爭(zhēng)一 州 卜一份 戶 州 一一 州 尸 ； 一 一 一 產(chǎn) 夙 一 二 一 一 一 一 一 溫度 （ ） 七 圈紋前線材在恒定沮度加熱下的強(qiáng)度損失率 第 五 屆

15、 輸配 電技 術(shù) 國(guó)際會(huì) 議 如口書(shū) 丫 匡 節(jié) （ 欲 ） 水 驟 只 與 橄 如 幼 水 輻 只 卜 栩 沮度 （ ） 巧 印 ， 口 退度 ） （ 圖 導(dǎo)線高溫綜合拉斷力損失率 （ 與時(shí)比） 圈 金具高溫握力損失率 （ 與時(shí)比較） 試驗(yàn)表明， 提高我國(guó)導(dǎo)線運(yùn)行允許溫度 （ 現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)程為， 大跨越可以運(yùn)行到） 從線路機(jī) 械性能角度來(lái)講是有潛力可挖的，對(duì)線路短時(shí)間超負(fù)荷送電是允許的。如果要修改設(shè)計(jì)規(guī)程，我們認(rèn)為還 應(yīng)該進(jìn)行導(dǎo)線高溫蠕變和使用壽命的研究，目 前這項(xiàng)工作正在進(jìn)行中。 隨著我國(guó)金具制造質(zhì)量的提高，國(guó)產(chǎn)導(dǎo)線制造標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)等同于標(biāo)準(zhǔn)。因此， 提高線路導(dǎo)線運(yùn)行允 許溫度是可行的。 結(jié)論

16、 （） 根據(jù)此次試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及國(guó)內(nèi)外已有的研究成果， 提高導(dǎo)線運(yùn)行允許溫度對(duì)夏季高峰負(fù)荷以 事故下短時(shí)過(guò)負(fù)荷等情況具有實(shí)際意義，也是可行的。 （） 線路運(yùn)行的工作必須貫徹安全第一、 預(yù)防為主的方針。 于理論分析及室內(nèi) 由 試驗(yàn)研究結(jié)果同實(shí)際 線路存在一定差異，所以 運(yùn)行部門 在采用提高導(dǎo)線運(yùn)行允許溫度來(lái)擴(kuò)大輸送容量時(shí)，應(yīng)積極采用先進(jìn)的檢 測(cè)技術(shù)加強(qiáng)實(shí)際監(jiān)測(cè)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、積累資料、掌握規(guī)律，保證線路安全運(yùn)行。 （） 提高導(dǎo)線運(yùn)行允許溫度， 考慮到校驗(yàn)弧垂和導(dǎo)線使用壽命等因素， 還需開(kāi)展導(dǎo)線高溫蠕變和導(dǎo)線 長(zhǎng)期高溫軟化特性的試驗(yàn)研究，為修改設(shè)計(jì)規(guī)程提供依據(jù)。 參考文獻(xiàn) 尤傳永 耐熱鋁合金導(dǎo)線的耐熱機(jī)理及其在輸電線路中