架空输电线路中导线的选型详解.docVIP

架空输电线路中导线的选型 牟俊 （中工武大设计研究有限公司，武汉市，430072） 摘要：随着社会科技的进步发展，架空输电线路中导线的形式越来越多样化，导线受环境、材质、输送容量等多种因素的影响，在实际应用中如何选择合适的导线？ 关键词：输电线路；导线；选型；经济电流密度 0引言 在架空输电线路的设计中，导线的选型至关重要，架空输电线路工程本是导线与杆塔结合的艺术，目前国家电网提出打造坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网 架空送电线路导线截面一般按经济电流密度来选择，并应根据事故情况下的发热条件、电压损耗、机械强度和电晕进行校验。必要时，通过技术经济比较确定；但对110KV及以下线路，电晕往往不成为选择导线截面的决定因素。 1）按经济电流密度选择导线截面 按经济电流密度选择导线截面所用的输送容量，应考虑线路投入运行后5～10年电力系统的发展规划，在计算中必须采用正常进行方式下经常重复出现的最大负荷。但在系统还不明确的情况下，应注意勿使导线截面选的过小。 导线截面的计算公式为 S＝ (1～1) 式中 S——导线截面，mm2 P——输送容量，kw Ue——线路额度电压，kv J——经济电流密度，A/ mm2 cosφ—功率因素 经济电流密度J计算公式： 由于我国幅员辽阔，各地的电网送电成本存在明显的差异，各地的经济电流密度也不同，但目前我国还没有制定出合适的数字，现仍可以参考我国1956年电力部颁布的经济电流密度，参考表1中数值。 表1 经济电流密度（A/ mm2 ） 导线材料 最大负荷利用小时数Tmax 3000以下 3000～5000 5000以上 铝 线 1.65 1.15 0.9 铜 线 3.0 2.25 1.75 2）按电晕条件校验导线截面 随着我国运行电压不断升高，导线、绝缘子及金具发生电晕和放电概率增加， 220KV及以上电压线路的导线截面，电晕条件往往起主要作用。 导线产生电晕会带来两个不良后果：①增加了送电线路的电能损失；②对无线电通信和载波通信产生干扰。 关于电晕损失，若直接计算出送电线路的电晕损失，其优点是数量概念很清楚，缺点是计算繁琐。目前已很少采用这种方法。现在趋向于用导线最大工作电场强度Em（单位为KV/cm）与全面电晕临界电场强度E0之比值来衡量，Em/ E0的比值不宜大于80%～85%。 试验表明：当Em/ E0＝0.8时，起始电晕放电；当0.9＜Em/ E0＜1时，有较大的电晕放电；当Em/ E0＞1时，则全面电晕放电。 关于电晕对载波通信的干扰，主要是对导线表面最大电场强度来衡量（取三相导线的中间相）。 关于电晕对无线电的干扰，在无线电收、发设备离开送电线路一定距离后，干扰讯速衰减，如距边线60m以外，干扰电平仅剩下5％，所以实际上可以认为没有问题。 关于不必验算电晕的导线最小截面，武汉高压研究所推荐：导线表面电场强度与全面电晕电场强度的比值为0.8时，海拔不超过1000m，一般不必验算电晕的导线最小直径，这些最小直径列于表2中。 表2 不必验算电晕的导线最小直径（mm） 额定电压（KV） 110 220 330 500 750 导线外径 9.6 21.4 33.6 2×21.6 3×17.1 2×36.24 3×26.82 4×21.6 4×36.9 5×30.2 6×25.5 武汉高压研究所还推荐，在年平均电晕损失ΔP不大于线路电阻损失的20％、按此标准建设的输电线路，即可保证导线的电晕放电不至于过分严重，又避免了对无线电设施的干扰，降低了电能损耗，提高了电能传输效率。线路所经过的海拔地区超过1000m，不必验算电晕的导线最小直径，列于表3中。 表3 不必验算电晕的导线最小直径（mm） 额定电压（KV） 110 220 330 参考海拔（m） 导线结构 0.89 外 径 9.1 21.4 2×20 1120 相应导线型号 LGJ-50 LGJ-240 2×LGJ-240 0.79 外 径 10.6 24.8 2×24.5 2270 相应导线型号 LGJ-70 LGJJ-300 2×LGJJ-300 0.7 外 径 12 28.5 2×29.3 3440 相应导线型号 LGJ-95 LGJJ-400 2×LGJJ-500 3）按导线长期容许电流校验导线截面 选定的架空输电线路的导线截面，必须根据各种不同运行方式以及事故情况下的传输容量进行发热校验，即在设计中不应使预期的输送容量超过导线发热所能容许的数值。 按容许发热条件的持续极限输送容量的计算公式为 Wmax＝√3Ue