考慮徑向溫差的架空輸電導(dǎo)線的動態(tài)增容分析

李軍輝 賈思棋 杜冬梅 丁亮亮 何青 劉彬

摘? ?要：為提高輸電線路輸送能力和輸電導(dǎo)線的動態(tài)增容，對輸電線的徑向溫升現(xiàn)象進(jìn)行研究分析. 以架空輸電線為例，首先基于熱平衡方程計(jì)算導(dǎo)線溫度理論值，然后通過建立輸電線溫度場電磁耦合有限元絞合模型，計(jì)算輸電線徑向溫度分布規(guī)律，研究不同因素的影響，最后結(jié)合溫度場的分析結(jié)果，分析輸電導(dǎo)線動態(tài)增容的效果，根據(jù)導(dǎo)線的溫度分布計(jì)算最小的載流量. 結(jié)果表明：輸電線的徑向溫度分布不均勻，內(nèi)部溫度高，表面溫度低;輸電導(dǎo)線溫度受到載流量、風(fēng)速、環(huán)境溫度及時間變化的影響，徑向溫差一般可達(dá)0.58～4.53 ℃，因此研究架空導(dǎo)線的徑向溫差，根據(jù)導(dǎo)線的溫度分布計(jì)算保證安全運(yùn)行的最小載流量，有利于提高輸電導(dǎo)線的動態(tài)增容，保證線路的運(yùn)行安全.

關(guān)鍵詞：輸電導(dǎo)線;溫度場;動態(tài)增容;有限元分析

中圖分類號：TM751? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract：In order to improve the transmission capacity and the dynamic capacity increase of transmission line， the radial temperature rise phenomenon of transmission line is studied and analyzed. In this paper， the overhead transmission line is taken as an example. Firstly， the theoretical value of the conductor temperature is calculated based on the heat balance equation. Then， the electromagnetic coupling finite element stranding model of the transmission line temperature field is established to calculate the radial temperature distribution of the transmission line and study the influence of different factors on it. Finally， the effect of dynamic capacity expansion of the transmission line is analyzed based on the analysis results of the temperature field， and the minimum current carrying capacity is calculated according to the temperature distribution of the conductor. The results show that the radial temperature distribution of the transmission line is not uniform. The internal temperature is high and the surface temperature is low; the temperature of the transmission line is affected by? different current， wind speed， ambient temperature and time. The radial temperature difference can generally reach 0.58～4.53℃， so the radial temperature difference of the overhead conductor is studied. According to the temperature distribution of the wire， the minimum current carrying capacity is calculated， which is beneficial to improve the dynamic capacity of the transmission line so as to ensure the safe operation of the line.

Key words：transmission lines;temperature field;dynamic capacity;finite element analysis、

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，用電量不斷增加，對架空輸電導(dǎo)線的輸電能力要求越來越高. 提高輸電能力通常是架設(shè)新電路，或者升級改造電網(wǎng)，利用導(dǎo)線動態(tài)增容技術(shù)挖掘現(xiàn)有線路的輸送潛力，投資小、見效快[1-2].

目前，研究架空輸電導(dǎo)線運(yùn)行溫度以及動態(tài)增容的方法，大多采用以熱平衡方程為基礎(chǔ)的數(shù)值計(jì)算方法[3-6]和有限元分析法. ICE1597—1995[7]、摩爾根公式法、IEEE738標(biāo)準(zhǔn)[8]等均采用數(shù)值計(jì)算法. 林玉章[9]基于熱平衡方程，以我國設(shè)計(jì)規(guī)范[10]為準(zhǔn)，引入集膚效應(yīng)系數(shù)以及鐵損系數(shù)更精確地計(jì)算交直流電阻比，提高了導(dǎo)線溫度計(jì)算的準(zhǔn)確性;肖凱等[11]根據(jù)二維熱傳導(dǎo)控制方程，分析了輸電導(dǎo)線的熱量來源及散熱量的問題，針對輸電導(dǎo)線進(jìn)行溫度場的求解以及徑向溫差的計(jì)算，驗(yàn)證了徑向溫差的存在且不可忽略. 數(shù)值計(jì)算法并未考慮輸電導(dǎo)線溫度分布不均勻、各層溫度并不等同的問題，對導(dǎo)線運(yùn)行時的溫度及載流量難以做到更準(zhǔn)確的計(jì)算.

為了解決上述問題，趙成運(yùn)等[1]通過建立架空輸電導(dǎo)線模型，針對幾種不同類型的導(dǎo)線進(jìn)行溫度場分析，環(huán)境溫度一定時，分析輸電導(dǎo)線溫度、載流量、風(fēng)速三者的關(guān)系;蘇超等[12]在趙成運(yùn)等[1]的基礎(chǔ)上，建立了JL/LB1A-300/50鋼芯鋁絞線有限元模型，計(jì)算了不同氣象環(huán)境條件下輸電導(dǎo)線的溫度場及徑向溫差;張世龍[13]認(rèn)為輸電導(dǎo)線溫度分布并不均勻，數(shù)值計(jì)算預(yù)測的導(dǎo)線溫度有一定的局限性，提出了基于有限元模型，計(jì)算瞬態(tài)導(dǎo)線溫度的數(shù)值方法;劉剛等[14]通過對導(dǎo)線截面磁場及溫度分布進(jìn)行迭代計(jì)算，建立了有限元模型并搭建了實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行導(dǎo)線溫度的測定，驗(yàn)證了有限元仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性. 上述 研究，在建立輸電導(dǎo)線模型時分別作了不同程度的簡化，均未考慮導(dǎo)線的空隙分布及絞合狀態(tài)會影響導(dǎo)線溫度分布這一問題.

動態(tài)增容技術(shù)是指在輸電線路上安裝一定的在線監(jiān)測裝置對導(dǎo)線狀態(tài)（導(dǎo)線溫度、張力等）以及氣象參數(shù)（環(huán)境溫度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速等）進(jìn)行檢測[15]. 張啟平等[16]根據(jù)風(fēng)速、環(huán)境溫度、光照強(qiáng)度等參數(shù)，采用IEEE數(shù)值計(jì)算法確定輸電導(dǎo)線載流量，進(jìn)行動態(tài)增容的研究，并未考慮徑向溫差的存在;嚴(yán)有祥

等[17]通過將光纖測溫與護(hù)層電流檢測結(jié)合，對導(dǎo)線溫度載流量進(jìn)行了計(jì)算，但僅考慮了導(dǎo)線表面溫度，而導(dǎo)線在運(yùn)行狀態(tài)下溫度分布并不均勻，僅測量導(dǎo)線的表面溫度有一定的局限性.

基于以上背景，本文以架空輸電導(dǎo)線為例，基于熱平衡方程介紹載流量以及復(fù)合散熱系數(shù)的計(jì)算方法，以LGJ240/30為例，建立架空輸電導(dǎo)線三維實(shí)體絞合有限元模型，與IEEE的理論計(jì)算值進(jìn)行比較，通過電磁-熱耦合有限元模型研究輸電導(dǎo)線徑向溫度分布規(guī)律以及不同因素的影響，最后結(jié)合溫度場的分析結(jié)果，分析輸電導(dǎo)線動態(tài)增容的效果，根據(jù)導(dǎo)線的溫度分布計(jì)算最小載流量，以保證線路的運(yùn)行安全.

1? ?輸電導(dǎo)線溫度場計(jì)算原理

1.1? ?熱平衡方程

架空輸電導(dǎo)線因暴露在空氣中，散熱量和吸熱量均會受到外界環(huán)境的影響，其散熱主要有對流散熱、輻射散熱、電流發(fā)熱以及日照吸熱4部分組成[18]，如果風(fēng)速增大，會增加導(dǎo)線與外界環(huán)境的熱交換，從而增大輸電導(dǎo)線的散熱量. 為了更直觀地表示輸電導(dǎo)線的吸熱和散熱量與各因素之間的關(guān)系，導(dǎo)線溫度影響因素示意圖如圖1所示. 其中實(shí)線表示環(huán)境溫度、日照、電流和風(fēng)速直接影響導(dǎo)線溫度，進(jìn)一步也會影響導(dǎo)線弧垂;而虛線表示日照對環(huán)境溫度產(chǎn)生影響，環(huán)境溫度對風(fēng)速產(chǎn)生影響.

根據(jù)熱平衡方程，導(dǎo)線載流量為[19]：

式中：I為導(dǎo)線允許載流量，A;qc為單位長度導(dǎo)線的對流散熱功率，W/m;qr為單位長度導(dǎo)線的輻射散熱功率，W/m;qs為單位長度導(dǎo)線的日照吸熱功率，W/m;Rac為最高允許工作溫度下導(dǎo)線的交流電阻，Ω/m.

對流散熱由自然對流散熱、強(qiáng)制對流散熱組成. 自然對流散熱指在沒有外部作用力的情況下，空氣和導(dǎo)線之間通過溫度差使空氣發(fā)生流動，從而發(fā)生的傳熱;強(qiáng)制對流散熱指在外部作用力下使空氣流動，帶走導(dǎo)線周圍的熱量，從而降低導(dǎo)線溫度.自然對流的冷卻能力較差，可以等價為風(fēng)速0 m/s的強(qiáng)制對流，對流散熱量為：

1.3? ?復(fù)合散熱系數(shù)計(jì)算

對流散熱（qc）和輻射散熱（qr）是鋼芯鋁導(dǎo)線最主要的兩種散熱方式，根據(jù)體積散熱率不變的原則[21]，可確定導(dǎo)線表面的復(fù)合散熱系數(shù)α，即：

α =? ? ?（19）

式中：A為單位長度絞線的側(cè)表面積，m2.

2? ?鋼芯鋁絞線模型

2.1? ?導(dǎo)線模型

鋼芯鋁絞線是輸電架空導(dǎo)線中最常見的導(dǎo)線，外部由單層或多層鋁股線絞合在鋼芯周圍，既保證了良好的導(dǎo)電能力，又保證了導(dǎo)線的強(qiáng)度.

選取LGJ-240/30型架空導(dǎo)線進(jìn)行有限元建模分析，其幾何參數(shù)如表1所示[22].

表1? ?導(dǎo)線LGJ-240/30 幾何參數(shù)

Tab.1? ?Wire LGJ-240/30 geometric parameters

[層 股數(shù) 股線直徑/mm 節(jié)徑比 節(jié)距/mm 捻角/（°） 1 1 2.4 — — — 2 6 2.4 20 157.5 5.7 3 9 3.6 15 181.2 10.5 4 15 3.6 14 244.5 12.4 ]

注：層1和2為鋼芯;層3和4為鋁股.

根據(jù)幾何參數(shù)對其進(jìn)行建模，并將基本參數(shù)設(shè)置[23]為：直流電阻Rdc = 0.118 1 Ω/km，鋁絞線的電阻率ρa(bǔ) =2.8×10-8 Ω·m，鋼芯的電阻率ρs =20×10-8Ω·m，鋁線的導(dǎo)熱系數(shù)ka = 237 W/（m·K），鋼芯的導(dǎo)熱系數(shù)ks = 80 W/（m·K），空氣的導(dǎo)熱系數(shù)由導(dǎo)線的平均溫度以及環(huán)境溫度確定，光照強(qiáng)度S=1 000 W/m2. 劃分單元時，采用三角形網(wǎng)格單元對導(dǎo)線實(shí)體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，導(dǎo)線有限元模型見圖2.

[0.000][0.013][0.025][0.038][0.050（m）]

（a）整體

[0.01][0][0.005][0.015][0.02（m）]

（b）橫截面

圖2? ?鋼芯鋁絞線的有限元模型

Fig.2? ?Finite element model of steel-cored

aluminum stranded wire

2.2? ?驗(yàn)證

以LGJ-240/30型號導(dǎo)線為例驗(yàn)證有限元模型. 環(huán)境溫度為20 ℃，風(fēng)速為0 m/s，載流量為400 A時，對A、B、C、D、E共5組不同數(shù)量的網(wǎng)格進(jìn)行有限元計(jì)算，做網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表2所示.

表2? ?導(dǎo)線網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果

Tab.2? ?Mesh independence test result of wire

[組 網(wǎng)格數(shù)量/個 計(jì)算值/℃ 理論值/℃ 偏差/% A 223 238 59.56 62.22 -4.28 B 258 794 60.75 62.22 -2.36 C 322 550 61.23 62.22 -1.59 D 440 326 61.88 62.22 -0.55 E 453 316 61.88 62.22 -0.55 ]

由表2可以看出，當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量低于440 326時，檢測結(jié)果與網(wǎng)格數(shù)量高于440 326時有一定偏差;網(wǎng)格數(shù)量高于440 326時，檢測結(jié)果基本趨于一致. 網(wǎng)格數(shù)量越多，計(jì)算周期越長，因此在保證精度的前提下，認(rèn)為D組網(wǎng)格數(shù)量滿足極端低溫環(huán)境下導(dǎo)線溫度需求，網(wǎng)格劃分示意圖如圖2所示.

風(fēng)速為0 m/s，載流量單位步長取50 A，變化范圍在250～450 A之間，分析導(dǎo)線的溫度分布規(guī)律，并將計(jì)算結(jié)果與IEEE理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，對比結(jié)果如表3所示.

由表3可知，風(fēng)速為0 m/s時，數(shù)值模擬結(jié)果與理論計(jì)算值誤差較小，最大誤差僅為7.90%，該誤差在工程允許范圍內(nèi)，說明本文建立的導(dǎo)線溫度場有限元模型是正確的. 另外，與理論計(jì)算方法相比，有限元模型考慮了導(dǎo)線內(nèi)空氣間隙、股間接觸和對流散熱條件，更真實(shí)地反映了導(dǎo)線的徑向溫度分布規(guī)律.

3? ?計(jì)算結(jié)果與分析

3.1? ?架空導(dǎo)線徑向溫度場分析

3.1.1? ?自然對流條件下導(dǎo)線的徑向溫度場分析

風(fēng)速為0 m/s，載流量單位步長取50 A，變化范圍在250～450 A之間，分析導(dǎo)線的徑向溫度分布情況. 以載流量300～400 A為例，對自然對流條件下導(dǎo)線徑向溫度場進(jìn)行分析.

由圖3可知，導(dǎo)線最高溫度出現(xiàn)在內(nèi)層鋁線處，內(nèi)部鋼芯溫度次之，外層鋁股溫度最低. 主要原因有：1） 鋁的單位體積發(fā)熱率遠(yuǎn)大于鋼的發(fā)熱率，所以鋁股的熱量較高，且鋁股又把一部分熱量傳給內(nèi)部鋼芯; 2） 內(nèi)部鋼芯遠(yuǎn)離空氣對流邊界，導(dǎo)線內(nèi)又有空氣間隙的存在，因此散熱較慢，溫度較高;3） 雖然鋁股產(chǎn)生更多的熱量，但外層鋁股卻和空氣直接進(jìn)行熱量交換，因此散熱最多，溫度最低.

3.1.2? ?強(qiáng)制對流條件下導(dǎo)線的徑向溫度場分析

風(fēng)速為0.5 m/s，載流量單位步長取50 A，變化范圍在250～450 A之間，分析導(dǎo)線的徑向溫度分布情況. 以載流量300～400 A為例，對強(qiáng)制對流條件下導(dǎo)線徑向溫度場進(jìn)行分析.

由圖4可知，導(dǎo)線的徑向溫度分布規(guī)律在有風(fēng)條件和無風(fēng)條件下基本一致，中心溫度高，表面溫度低. 載流量一定時，強(qiáng)制對流下的導(dǎo)線溫度低于自然對流下的導(dǎo)線溫度，并且，導(dǎo)線的徑向溫度分布是不均勻的，因?yàn)榭諝忾g隙改變了導(dǎo)線的散熱路徑.

3.1.3? ?導(dǎo)線各層溫度分布分析

導(dǎo)線各層溫度分布遵循一定規(guī)律，但各層股線的接觸情況及大小存在差異，導(dǎo)致導(dǎo)線各層股線溫度分布不均勻. 為了解導(dǎo)線各層股線溫度分布規(guī)律，以風(fēng)速為0 m/s，載流量為400 A為例，通過計(jì)算各股層間溫度均值和溫度方差，對其在自然對流和強(qiáng)制對流條件下各股層溫度進(jìn)行對比分析.

由表4可知鋼芯層的平均溫度最高，溫度變化很小，可以用相同的溫度表示;內(nèi)層鋁股的平均溫度接近鋼芯層的平均溫度，但易受絞合線之間實(shí)際接觸條件的影響，溫度變化量明顯增大;外層鋁股的平均溫度最低，被絞合線之間實(shí)際接觸條件和外界對流情況聯(lián)合影響，溫度方差最大，說明外層鋁股的溫度變化最大.

3.2? ?導(dǎo)線徑向溫度場的影響因素

3.2.1? ?載流量

本文選取工況為常溫（環(huán)境溫度為20 ℃），光照強(qiáng)度為1 000 W/m2，風(fēng)速為0 m/s，載流量從250～450 A范圍內(nèi)以50 A的步長變化，分析載流量對導(dǎo)線徑向溫度場的影響.

由表5及圖5可知，風(fēng)速為0 m/s時，導(dǎo)線的徑向溫差隨載流量的增加而增大，溫差從0.58 ℃增大到4.53 ℃. 另外，載流量越大，導(dǎo)線的徑向溫度變化量越大.

3.2.2? ?風(fēng)速

本文選取工況為常溫（環(huán)境溫度為20 ℃），光照強(qiáng)度為1 000 W/m2，載流量為400 A，風(fēng)速單位步長取1 m/s，范圍在0、0.5 m/s、1～10m/s之間，分析風(fēng)速對導(dǎo)線徑向溫度場的影響.

由表6及圖6可知，當(dāng)導(dǎo)線的載流量不變時，導(dǎo)線徑向溫度受環(huán)境溫度影響較大. 風(fēng)速為0～5 m/s時，溫度迅速變化，溫度下降了30.96 ℃;風(fēng)速為5～10 m/s時，溫度下降平緩，溫度下降了2.73 ℃. 特別是風(fēng)速為0.5 m/s時，溫度的變化最快.

3.2.3? ?環(huán)境溫度

風(fēng)速為0 m/s時，光照強(qiáng)度取1 000 W/m2，載流量取400 A，環(huán)境溫度的單位步長為10 ℃，在-20～20 ℃之間變化，分析環(huán)境溫度對導(dǎo)線徑向溫度場的影響.

由表7及圖7可知，環(huán)境溫度與導(dǎo)線溫度之間的關(guān)系近似呈線性. 環(huán)境溫度每升高1 ℃，導(dǎo)線徑向溫度升高約0.94 ℃. 環(huán)境溫度的升高，提高了導(dǎo)線內(nèi)空氣的導(dǎo)熱性，導(dǎo)線內(nèi)部的熱量可以更好地與外界空氣流通，因此導(dǎo)線的溫升略小于1 ℃.

3.2.4? ?時間

風(fēng)速為0 m/s時，載流量取400 A，環(huán)境溫度和光照強(qiáng)度按北京某年夏至日氣溫和光照強(qiáng)度取值，如圖8所示. 分析時刻變化對導(dǎo)線徑向溫度場的影響如表8及圖9所示.

由表8、圖9可知，導(dǎo)線徑向溫度隨時間的變化呈先增加后減小的趨勢，在13：00左右達(dá)到最大值. 是因?yàn)橐惶熘泄庹諒?qiáng)度呈正態(tài)分布，但是環(huán)境溫度卻在14：00左右達(dá)到最大值，因此一天內(nèi)導(dǎo)線溫度不再呈正態(tài)分布.

3.3? ?基于溫度場的導(dǎo)線載流量分析

3.3.1? ?導(dǎo)線徑向溫差對載流量計(jì)算的影響

為了討論導(dǎo)線徑向溫差對載流量計(jì)算的影響，本文以表5即不同載流量下導(dǎo)線徑向溫度的變化為例，分析徑向溫差對導(dǎo)線載流量的影響. 分別以導(dǎo)線的溫度最大值和溫度最小值，計(jì)算得到導(dǎo)線允許的載流量如表9所示.

表9? ?導(dǎo)線徑向溫度最大值及最小值時的載流量

Tab.9? ?Current carrying capacity at maximum

and minimum radial temperature

[載流量/A 徑向溫差/℃ Imax /A Imin /A （Imax - Imin） /A 250 3.12 275.27 266.63 8.64 300 3.80 318.04 307.17 10.87 350 4.54 360.99 347.96 13.03 400 5.33 403.75 388.48 15.27 450 6.20 445.99 428.53 17.46 ]

由表9可知，由導(dǎo)線溫度最小值（外層鋁股處）和溫度最大值（內(nèi)層鋁股處）計(jì)算導(dǎo)線允許載流量差值可達(dá)8～17 A，約占導(dǎo)線本身載流量的3.46%～3.88%. 在實(shí)際線路中，導(dǎo)線溫度在線監(jiān)測多測量的是表面溫度，因此以導(dǎo)線的表面溫度來調(diào)整載流量是不安全的.

3.3.2? ?環(huán)境條件對載流量計(jì)算的影響

環(huán)境溫度為20 ℃、光照強(qiáng)度為1 000 W/m2的條件下，當(dāng)導(dǎo)線溫度為70 ℃和80 ℃，風(fēng)速變化時對應(yīng)的導(dǎo)線載流量如表10所示. 其中，70 ℃代表的是我國電網(wǎng)安全運(yùn)行時的電流閾值，80 ℃代表了電網(wǎng)故障時的電流閾值.

3.4? ?基于溫度場的導(dǎo)線動態(tài)增容

文獻(xiàn)[16]選擇500 kV瓶武5905線作為實(shí)驗(yàn)電路，設(shè)立了環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度、風(fēng)速3個工況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測. 假設(shè)導(dǎo)線允許運(yùn)行溫度不變，根據(jù)實(shí)時測量線路的實(shí)際風(fēng)速、日照強(qiáng)度以及環(huán)境溫度來確定導(dǎo)線的載流量，充分挖掘?qū)Ь€的輸送容量.

根據(jù)文獻(xiàn)[16]夏季測點(diǎn)數(shù)據(jù)，假設(shè)導(dǎo)線允許運(yùn)行溫度為70 ℃，分別選取最高環(huán)境溫度、最高光照強(qiáng)度、自然對流情況下最高環(huán)境溫度和最高光照強(qiáng)度4種情況進(jìn)行分析計(jì)算，這4種情況的氣候參數(shù)幾乎為測點(diǎn)中最惡劣的，此時運(yùn)行的導(dǎo)線載流量最小. 選取光照強(qiáng)度為1 000 W/m2，風(fēng)速為0 m/s，環(huán)境溫度為40 ℃作為載流量理論值進(jìn)行計(jì)算，如表12所示.

由表12可知，4種工況中，載流量最大值和最小值相差約11 ～100 A，載流量最小值相對理論值增容率約53.62%～203.60%. 由于理論值計(jì)算采用的環(huán)境參數(shù)僅為我國最惡劣環(huán)境計(jì)算參數(shù)，因此，根據(jù)實(shí)際輸電線路環(huán)境參數(shù)確定載流量，是提高輸電線路輸送容量的有效方法. 現(xiàn)行動態(tài)增容方法主要針對導(dǎo)線表面溫度進(jìn)行檢測，但導(dǎo)線同層溫度分布并不均勻，因此僅采用導(dǎo)線表面溫度進(jìn)行監(jiān)測并不完全可靠. 考慮徑向溫差可以更準(zhǔn)確地計(jì)算輸電導(dǎo)線的最小載流量，在保證安全運(yùn)行的狀態(tài)下，提高導(dǎo)線輸送容量.

4? ?結(jié)? ?論

1）與IEEE計(jì)算方法相比，建立導(dǎo)線三維實(shí)體模型，進(jìn)行有限元分析，能更準(zhǔn)確地反映導(dǎo)線內(nèi)部的氣隙和接觸，了解徑向溫度分布規(guī)律.

2）考慮到導(dǎo)線由不同金屬材料組成且內(nèi)部存在空氣間隙等復(fù)雜情況，對流條件下的徑向溫度分布不均勻，中心溫度高，表面溫度低;強(qiáng)制對流條件對導(dǎo)線徑向溫度分布影響不大，但增加了導(dǎo)線的散熱，使導(dǎo)線整體溫度顯著降低.

3）通過對導(dǎo)線各層溫度分析可知，鋼芯層的平均溫度最高，溫度變化很小，可用相同的溫度表示;內(nèi)層鋁股的平均溫度接近鋼芯層的平均溫度，但容易受到絞合線之間實(shí)際接觸條件的影響，溫度變化量明顯增大;外層鋁股的平均溫度最低，受絞合線之間實(shí)際接觸條件和外界對流情況的聯(lián)合影響，溫度方差最大，說明外層鋁股的溫度的變化最大.

4）以LGJ240/30型導(dǎo)線為例，根據(jù)有限元仿真分析，得到導(dǎo)線溫度最大值和最小值，分別進(jìn)行載流量計(jì)算，差值可達(dá)8～17 A，占導(dǎo)線本身載流量的3.46%～3.88%. 在實(shí)際線路當(dāng)中，導(dǎo)線溫度在線監(jiān)測多測量的是表面溫度，因此以導(dǎo)線的表面溫度來調(diào)整載流量是不安全的.

5）導(dǎo)線溫度受載流量、風(fēng)速、環(huán)境溫度以及時間變化不同程度的影響，徑向溫差一般為0.58～1.88 ℃. 當(dāng)風(fēng)速恒定時，導(dǎo)線的徑向溫差隨載流量的增大而逐漸增大;當(dāng)載流量恒定時，導(dǎo)線的溫度隨著風(fēng)速的增大而快速下降;環(huán)境溫度與導(dǎo)線溫度之間的關(guān)系近似為線性的，環(huán)境溫度升高1 ℃，導(dǎo)線溫度約升高0.94 ℃.

6）環(huán)境條件對導(dǎo)線允許的載流量有顯著的影響. 風(fēng)速為0.5 m/s比風(fēng)速為0 m/s時，載流量提升約121～170 A，增加約20.29%～36.08%，因此風(fēng)速對導(dǎo)線允許載流量的影響較大;當(dāng)環(huán)境溫度從20 ℃變?yōu)?20 ℃時，載流量減少約42.15%～55.05%，因此環(huán)境溫度對導(dǎo)線載流量的影響是不能忽視的.

7）根據(jù)實(shí)際輸電線路環(huán)境參數(shù)確定載流量，在工況條件較為惡劣時，載流量最大值與最小值相差11 ～100 A，載流量最小值相對理論值增容率約為53.62%～203.60%. 相比靜態(tài)計(jì)算而言，考慮徑向溫差的輸電導(dǎo)線動態(tài)增容可更準(zhǔn)確地計(jì)算導(dǎo)線的最小載流量，有效提高輸送容量.

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