風速對輸電線路導線內外表面溫度影響的實驗研究

廣東電網有限責任公司佛山供電局　詹清華　陳邦發

華北電力大學（保定） 吉旺威 閆志恒

風速對輸電線路導線內外表面溫度影響的實驗研究

廣東電網有限責任公司佛山供電局詹清華陳邦發

華北電力大學（保定） 吉旺威 閆志恒

搭建了架空導線升流實驗系統，進行了現場實際溫升實驗驗證，研究風速對輸電線路導線內外表面溫度的影響，并重點分析了輸電線架空導線表面溫度與線芯溫度的誤差，實現了對導線溫度及導線允許載流量的準確評估，為提高現有輸電線路的輸送容量的技術可行性提供參考。

輸電線路；溫升；模型

1.引言

我國處在一個經濟快速發展時期，一方面土地資料日益稀缺，環保的限制使輸電走廊征地難度加大，新建線路越來越困難，另一方面對電力負荷也在急劇增長，因此如何在原有輸電基礎上提高單位輸送容量值得充分利用并進行深入研究。

本文主要搭建了架空導線升流實驗系統，進行了現場實際溫升實驗驗證，分析了架空導線表面溫度與線芯溫度的誤差，實現了對導線溫度及導線允許載流量的準確評估，為提高現有輸電線路的輸送容量的技術可行性提供參考。

2.試驗系統設計

2.1實驗系統接線

圖1　系統接線示意圖

實驗系統主要由4部分構成：升壓裝置、回饋補償裝置、導線試驗段和氣象監測裝置（溫度、濕度、風速）。導線試驗段為單相、長度10m的導線，導線溫度測量點計劃設置在鋼芯、最外層鋁線、次外層鋁線處，以觀察在負荷和外界環境下導線內外側的溫升趨勢特點。選擇400/35鋼芯鋁絞線為試驗樣品。

表1　實驗條件布置

2.2實驗項目

（1）加載300A的實驗電流1小時，考察導線溫升時間t及長期實際載流能力I穩定。

（2）加載500A的實驗電流1小時，考察導線溫升時間t及長期實際載流能力I穩定。

（3）加載600A的實驗電流1小時，考察導線溫升時間t及長期實際載流能力I穩定。

（4）加載700A的實驗電流1小時，考察導線溫升時間t及長期實際載流能力I穩定。

3.試驗結果

3.10.5米/秒風速下溫升實驗結果

圖2　300A下導線溫升曲線

圖3　500A下導線溫升曲線

圖5　700A下導線溫升曲線

3.21.0米/秒風速下溫升實驗結果

圖6　300A下導線溫升曲線

圖7　500A下導線溫升曲線

圖8　600A下導線溫升曲線

圖9　700A下導線溫升曲線

3.33.0米/秒風速下溫升實驗結果

圖10　300A下導線溫升曲線

圖11　500A下導線溫升曲線

圖12　600A下導線溫升曲線

圖13　700A下導線溫升曲線

4.結論

（1）三個監測點溫度均隨負荷電流提高呈現非線性提高，其導線鋼芯溫度始終大于次外層和最外層溫度；

（2）高風速下導線鋼芯溫度、次外層溫度和最外層溫度均比低風速下的溫度要低，且最外層溫度降低比例最高；

（3）隨著風速提高，最外層溫度和次外層溫度差逐漸縮小，在3米/秒、700A下溫度基本一致，說明風速提高后大幅提升導線內外側的通風能力，這對于提高導線過載有這積極作用。

［1］張輝.運行條件下輸電線路熱荷載能力研究［D］.濟南：山東大學，2008.

［2］彭向陽，周華敏，鄭曉光，等.提高廣東架空送電線路輸送容量研究［J］.南方電網技術，2009，3（6）：77-81.

［3］張鳴，阮班義，楊敏，等.對流散熱對架空導線溫度影響的實驗研究［J］.廣東電力，2013，26（9）：21-25.

［4］彭向陽，林一峰.環境風速對架空輸電線路載流及溫升影響試驗研究［J］.廣東電力，2012，25（3）：20-25.

［5］葉鴻聲，龔大衛，黃偉中.提高導線允許溫度增加線路輸送容量的研究及在500kV線路上的應用［J］.華東電力，2006，34（8）：43-46.

［6］徐青松，季洪獻，等.監測導線溫度實現輸電線路增容新技術［J］.電網技術，2006（增刊1）：171-176.

［7］彭向陽，周華敏，鄭曉光，等.架空運行線路現場載流溫升試驗研究［J］.南方電網技術，2008，2（6）：62-65.

［8］彭向陽，鄭曉光，周華敏，等.架空導線實驗室載流溫升試驗研究［J］.中國電機工程學報，2007，27（增刊1）：23-27.

廣東電網有限責任公司“架空輸電線路經濟電流密度研究”（K-GD2014-029）。