架空送電線路導(dǎo)線截面選擇和校驗(yàn)

1、一.架空送電線路導(dǎo)線截面選擇和校驗(yàn)架空送電線路導(dǎo)線截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇，并根據(jù)電暈，機(jī)楔強(qiáng)度以及事故情況 下的發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)。必要時(shí)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。但對(duì)超高壓線路，電暈往往成為選 擇導(dǎo)線截面的決定因素。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面用的餓輸送容量，應(yīng)考慮線路投入運(yùn)行后510年的發(fā)展。在 計(jì)算中必須采用正常運(yùn)行方式下經(jīng)常重復(fù)出現(xiàn)的最高負(fù)荷，但在系統(tǒng)發(fā)展還不明確的情況 下，應(yīng)注意勿使導(dǎo)線截面頂?shù)眠^小。導(dǎo)線截面的計(jì)算公式如下式中S-導(dǎo)線截面（MM）P-送電容量U-線路額定電壓J-經(jīng)濟(jì)電流密度我國(guó)1956年電力部頒布的經(jīng)濟(jì)電流密度如表7-7所示。經(jīng)濟(jì)電流密度的確定

2、，涉及到電力和有色金屬部門的供應(yīng)，分配和發(fā)展等國(guó)民經(jīng)濟(jì)情況，目 前有待統(tǒng)一修訂標(biāo)準(zhǔn)。按電暈條件校驗(yàn)導(dǎo)線截面在高壓輸電線中，導(dǎo)線周圍產(chǎn)生很強(qiáng)的電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，導(dǎo)線周圍的空氣 就發(fā)生游離，形成放電，這種放電現(xiàn)象就是電暈。在高海拔地區(qū)，110220KV線路及330KV 以上電壓線路的導(dǎo)線截面，電暈條件往往起主要作用。導(dǎo)線產(chǎn)生電暈會(huì)帶來(lái)兩個(gè)不良后果：增加了送電線路的電能損失；對(duì)無(wú)線電通信和 載波通信產(chǎn)生干擾。至于電暈對(duì)導(dǎo)線的腐蝕，從我過東北系統(tǒng)154KV升壓至220KV線路的 實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，沒有明顯的影響，可暫不考慮。關(guān)于電暈損失，若直接計(jì)算出送電線路的電暈損失，其優(yōu)點(diǎn)是數(shù)量概念很

3、清楚，缺點(diǎn)是 計(jì)算較繁。目前已很少采用這種方法?，F(xiàn)在趨向于用導(dǎo)線最大工作電場(chǎng)強(qiáng)度Em（單位為/cm） 與全國(guó)電暈臨界電場(chǎng)強(qiáng)度E。之比植來(lái)衡量。許多國(guó)家（如瑞典，前蘇聯(lián)等）認(rèn)為，三相平均的導(dǎo)線表面最大工作電場(chǎng)強(qiáng)度與全國(guó)電 暈電場(chǎng)強(qiáng)度之比若小于0.9,即，則認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)的。前蘇聯(lián)“330750KV線路年平均電暈損失計(jì)算導(dǎo)則”中提出，當(dāng)時(shí)，電暈損失是非常小的，可以忽略不計(jì)。我國(guó)東北系統(tǒng)的升壓線路，劉天關(guān)330KV線路在人工氣候室的試驗(yàn)表明：當(dāng)時(shí)，起始電暈放電；當(dāng)0.91時(shí)，則全面電暈放電。關(guān)于電暈對(duì)載波通信的干擾，主要是用導(dǎo)線表面最大電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)衡量（取三相導(dǎo)線的中 間相）。前蘇聯(lián)在220KV線路上的實(shí)

4、測(cè)數(shù)據(jù)是：當(dāng)單導(dǎo)線的時(shí)，在好天氣下輸電的線路的干擾電平接近-2.5N，能滿足載波通信的要求。目前我國(guó)載波機(jī)的雜音電平是按 下列數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的：35KV線路為-5.0N, 110KV線路為-4.5N, 220KV線路為-2.5N。在一般 情況下，希望電暈干擾的電平不要大于這些數(shù)據(jù)。高頻干擾電平與輸電線路導(dǎo)線電位梯度 的關(guān)系如圖7-19所示。途中 為相對(duì)空氣 密度。當(dāng)P=1013.25Pa，t=20C時(shí)，=1.關(guān)于電暈對(duì)無(wú)線電的干擾，在無(wú)線電收、發(fā)設(shè)備離開送電線路一定距離后，干擾迅速 衰減，如距邊線60m以外，干擾電平僅剩下，所以實(shí)際上可以認(rèn)為沒有問題。這是因?yàn)橐?般情況下，送電線路無(wú)線電收、發(fā)設(shè)備的

5、距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這一數(shù)字。關(guān)于不必驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小截面，武漢高壓研究所推薦：導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度E與全 面電暈電場(chǎng)強(qiáng)度E的比值為0.8時(shí)，一般可不必驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小直徑，這下最小直徑列 于表7-8中。武漢高壓研究所還推薦，在年平均電暈損失不大于線路電阻損失的、導(dǎo)線表面最 大電場(chǎng)強(qiáng)度不大于臨界電場(chǎng)強(qiáng)度的時(shí)，可不必驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小直徑，這些最小直徑列 于表7-9中。續(xù)表關(guān)于330KV及以上各電壓等級(jí)按電暈驗(yàn)算導(dǎo)線的最小直徑，規(guī)程的無(wú)規(guī)定。但一般認(rèn) 為，導(dǎo)線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足 和 （ 為 無(wú)線電干擾允許的電場(chǎng)強(qiáng)度）兩個(gè)限制 條件（因電暈引起的損耗和對(duì)無(wú)線電干擾電場(chǎng)強(qiáng)度，在我國(guó)尚無(wú)規(guī)定，暫參考前蘇聯(lián)有為 1

6、000M 以下）。按導(dǎo)線長(zhǎng)期容許電流校驗(yàn)導(dǎo)線截面選定的架空輸電線路的導(dǎo)線截面，必須根據(jù)各個(gè)不同運(yùn)行方式以及事故情況下的傳輸容 量進(jìn)行發(fā)熱校驗(yàn)，即在設(shè)計(jì)中不應(yīng)使預(yù)期的輸送容量超過導(dǎo)線發(fā)熱所能容許的數(shù)值。按容量發(fā)熱條件的持續(xù)極限輸送容量的計(jì)算公式為式中W-極限輸送容量U-線路額定電壓I-導(dǎo)線持續(xù)容許電流見表7-11表 7-11注1.最高允許溫度+70C的載流量，引自高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)，基準(zhǔn)環(huán)境溫度為+25C, 無(wú)日照。最高允許溫度+80C的載流量，系按基準(zhǔn)環(huán)境溫度為+25C、日照0.1W/cm、風(fēng)速0.5M/S、 海拔1000M、輻射散熱系數(shù)及吸熱系數(shù)為0.5條件計(jì)算的。某些導(dǎo)線有兩種絞和結(jié)構(gòu)，

7、帶（1）者鋁芯根數(shù)少（LGJ型為7根，LGJQ型為24根）， 但每根鋁芯截面較大。需要說(shuō)明的是，在一定環(huán)境溫度下（如為+40C）運(yùn)行極限容量的輸電線路，其導(dǎo)線溫度 必然是超過環(huán)境溫度的（如+70C），所以，嚴(yán)格的講，送電線路導(dǎo)線的最大弧垂應(yīng)按導(dǎo)線在 極限容量運(yùn)行時(shí)本身的溫度來(lái)考慮。但我國(guó)現(xiàn)行的線路設(shè)計(jì)規(guī)程卻是按最高環(huán)境溫度（或浮 冰情況）來(lái)設(shè)計(jì)最大弧垂的，因?yàn)檫@一規(guī)定已考慮了前述因素，并兼顧了導(dǎo)線對(duì)地距離與交 叉跨越的標(biāo)準(zhǔn)，線路的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行的安全性等因素，時(shí)間證明是適宜的。按電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線截面只有當(dāng)電壓為6、10KV以下，而且導(dǎo)線截面在7095mm以下的線路，才進(jìn)行電壓校驗(yàn)。因 為截面大于

8、7095mm的導(dǎo)線，采用加大截面的方法來(lái)降低電壓損失的效果并不十分顯著， 而且會(huì)引起投資及有色金屬較多的增加。如采用靜電電容器補(bǔ)償或帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器以及 其他措施更為合適，但應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。線路允許電壓損失的量，應(yīng)視線路首段的實(shí)際電壓水平確定。對(duì)于線路末端受電器（如 電動(dòng)機(jī)、變壓器等），一般允許低于其額定電壓的。個(gè)別情況下（如故障），允許低于 其額定電壓的。如果線路首段電壓高于額定電壓，則線路允許電壓損失 。按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面為了保證架空線路必要的安全機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)于跨越鐵路、通航河流和運(yùn)河、公路、通信 線路、居民區(qū)的線路，其導(dǎo)線截面不得小于35mm。通過其他地區(qū)的導(dǎo)線截面，按線路

9、 的類型分，容許的最小截面列于表7-12中。注35KV以上線路為I類線路135KV的線路為II類線路二、架空送電線路輸電能力架空送電線路的輸電能力是指輸送功率大小與輸送距離遠(yuǎn)近，它與電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì) 性、穩(wěn)定性有很大關(guān)系。線路的自然輸送容量線路的自然輸送容量P（式中U-線路額定電壓（KV）Z-線路波阻抗，約260380當(dāng)線路傳輸自然功率P時(shí)，電力傳輸具有如下特征：（1）全線各點(diǎn)電壓及電流大小一致。（2）線路任一點(diǎn)功率因數(shù)都一樣。（3）為無(wú)無(wú)功損耗傳輸，即每單位長(zhǎng)度所消耗的無(wú)功功率等于其單位長(zhǎng)度所產(chǎn) 生的無(wú)功功率。當(dāng)輸送功率小于自然功率時(shí)，線路電壓從開始端往末端提高；當(dāng)負(fù)荷大于自然 功率時(shí)，線路電壓從始端往末端降低。如果維持送受兩端電壓相等，且傳輸功率 不等于自然功率時(shí)，線路終點(diǎn)電壓偏移最嚴(yán)重。220KV及以上電壓等級(jí)輸電線路每回線的輸送容量大致接近自然功率，對(duì)短線 可能接近自然功率，而對(duì)于長(zhǎng)線，由于穩(wěn)定原因往往達(dá)不到自然功率，必須采取 措施。超高