北京朝陽(yáng)電纜廠分享導(dǎo)體溫度對(duì)載流能力的影響

當(dāng)導(dǎo)體通過(guò)工作電流時(shí)，**加熱導(dǎo)體（超導(dǎo)電性除外）。北京朝陽(yáng)電纜廠分析一部分熱量會(huì)使導(dǎo)體溫度升高，另一部分由于導(dǎo)體溫度高于周圍介質(zhì)溫度（周圍介質(zhì)溫度，即導(dǎo)體的空氣溫度）而流失到周圍介質(zhì)中。當(dāng)沒(méi)有電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體的溫度與環(huán)境溫度相同。當(dāng)導(dǎo)體通過(guò)恒定電流時(shí)，導(dǎo)體的溫度升高。首先，由于溫差小，散熱少，吸熱大，導(dǎo)體溫度上升快。后來(lái)，當(dāng)溫差增大到單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)熱和散熱平衡時(shí)，熱量全部損失。因?yàn)閷?dǎo)體不再吸收熱量，溫度不再升高，此時(shí)，溫度是穩(wěn)定的。

在確定的環(huán)境條件下，導(dǎo)體的允許載流量直接取決于其發(fā)熱允許溫度。允許溫度越高，允許載流量越大。然而，導(dǎo)體載流加熱后的強(qiáng)度損失限制了導(dǎo)體加熱的允許溫度。因此，架空導(dǎo)線的允許載流量一般是根據(jù)一定氣象條件下導(dǎo)線的溫度來(lái)計(jì)算的。其目的是盡可能降低導(dǎo)線的強(qiáng)度損失，從而提高或保證導(dǎo)線的使用壽命。《電機(jī)工程手冊(cè)（試行）》第26部分提出，工作溫度越高，運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，導(dǎo)體的強(qiáng)度損失越大。

根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》5.0.6的規(guī)定，導(dǎo)線的電阻率、環(huán)境溫度、運(yùn)行溫度、風(fēng)速、日照強(qiáng)度、導(dǎo)線表面狀態(tài)、輻射系數(shù)和吸熱系數(shù)、空氣的傳熱系數(shù)和動(dòng)力粘度等與允許承載力的計(jì)算有關(guān)110kV~750kV架空輸電線路（gb50545-2010）導(dǎo)線允許溫度（簡(jiǎn)稱導(dǎo)線溫度）：鋼芯鋁絞線、鋼芯鋁絞線采用70℃，必要時(shí)采用80℃；大跨度采用90℃。控制導(dǎo)線允許載流量的主要依據(jù)是導(dǎo)線的允許溫度。后者（80℃）主要取決于導(dǎo)線長(zhǎng)期運(yùn)行后的強(qiáng)度損失和連接五金件的發(fā)熱。工作溫度越高，工作時(shí)間越長(zhǎng)，導(dǎo)體的強(qiáng)度損失越大。我國(guó)輸電線路鋼芯鋁絞線用配件。240平方毫米及以下導(dǎo)線截面所用的耐張線夾為螺栓式。跳線多采用平行槽夾連接。在運(yùn)行中，螺栓松動(dòng)，跳線燒成紅色。鑒于此，鋼芯鋁絞線的允許溫度為70℃（大跨度為90℃）。鋼芯復(fù)合材料的允許溫度與鋼芯復(fù)合材料相同。

普通導(dǎo)線的正常工作溫度不應(yīng)超過(guò)+70℃。考慮日照影響時(shí)，鋼芯鋁絞線可考慮不超過(guò)+80℃。當(dāng)普通導(dǎo)體的接觸面有可靠的鍍錫層時(shí)，可提高到+85℃。

對(duì)于鋼芯鋁絞線，國(guó)內(nèi)試驗(yàn)表明，當(dāng)鋼芯鋁絞線溫度為80℃時(shí)，導(dǎo)線強(qiáng)度不低于計(jì)算的斷裂力；對(duì)于導(dǎo)線的支撐配件，國(guó)內(nèi)試驗(yàn)表明，當(dāng)導(dǎo)線溫度為80℃時(shí)，支撐配件的溫度不高于67℃，當(dāng)金具溫度低于80℃時(shí)，基本不影響導(dǎo)線的握力（仍高于導(dǎo)線額定破斷力的95%）。

由于溫度的升高，導(dǎo)線弧垂的增大和地跨氣隙距離的減小都會(huì)影響線路的***裕度。

過(guò)去，導(dǎo)線的截面是根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇的，而地跨的***距離則是通過(guò)溫度弧垂來(lái)驗(yàn)證的。由于導(dǎo)線達(dá)到允許溫度的時(shí)間在年度運(yùn)行中所占比例很小，一般不需要檢查允許溫度暫降的***距離。

對(duì)于跨越鐵路、公路或一級(jí)公路，跨徑大于200m，導(dǎo)線截面按允許溫度選擇的大型跨越或跨越電力線等特定的跨越，應(yīng)按允許的溫降檢查跨越距離。

對(duì)于根據(jù)加熱條件選擇導(dǎo)體截面的線路，由于其經(jīng)常處于允許傳輸容量的運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)增加的允許溫度弧垂來(lái)驗(yàn)證規(guī)定的***距離。

提高導(dǎo)線允許溫度對(duì)根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面的影響主要體現(xiàn)在“n-1”系統(tǒng)規(guī)劃條件下。在調(diào)度和轉(zhuǎn)移負(fù)荷的短時(shí)間內(nèi)，適當(dāng)增加導(dǎo)線的允許傳輸容量和垂度，需要對(duì)導(dǎo)線對(duì)地和跨越距離進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償。

根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的線路，在導(dǎo)線允許溫度升至80℃之前，應(yīng)按50℃弧垂檢查導(dǎo)線與地面的距離和跨接距離，并作必要的調(diào)整，檢查和恢復(fù)導(dǎo)線良好的連接角導(dǎo)通導(dǎo)線接頭。

由此可知，導(dǎo)體溫度對(duì)載流能力有很大的影響。我國(guó)輸電線路導(dǎo)線溫度為70℃，**上大多數(shù)***為80℃以上。當(dāng)導(dǎo)體溫度從70℃提高到80℃時(shí)，鋼芯鋁絞線的載流能力可提高24%～27%，即輸送能力不變，所需截面可至少降低一個(gè)齒輪。降低后，基本不影響導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度、支撐硬件、距地距離和跨越物，也不影響采取措施解決問(wèn)題，但可獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約投資。

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