±800 kV直流閥廳伸縮金具用軟導線的試驗研究

趙宇田

（中國電建集團四平線路器材有限公司，吉林 四平 136001）

引言

±800 kV直流閥廳內設備主要采用管母線連接，設備端子與管母線連接的金具不僅要求有足夠的機械強度，同時要保證設備端子之間由于熱脹、地震等因素引起的位移，所以在金具中要采用軟導線過渡[1]。

閥廳金具要求對金具整體的溫升進行控制，控制溫度與常規金具的要求不同，要求金具的整體溫升不大于40℃，而軟導線在作為常規材料供應時，并沒有給出閥廳金具設計所需的技術參數及材料特性。為了給設計提供堅實的依據，進行了導線電流與溫升的規律研究性試驗。我們主要進行了四種導線不同溫度下電阻、電流情況的試驗：JLR-800小節距導線、JLR-1000導線、JLR-1120導線和JLR-1300導線[2]。

1 軟導線試驗的試驗目的

本次試驗的主要目的是通過試驗的方法，找出不同導線的溫升與電流的關系，確定選定的幾種導線在用于閥廳金具設計時所能承受的最大電流值，以便在結構設計時根據每個金具的具體要求，選用合適的導線及確定合理的結構。

同時，總結出一套導線截面、電流和溫升之間的初步規律，作為一個設計參考。

2 軟導線試驗的具體要求

試驗按組進行,每種型號的導線為一組，通過試驗測量出導線在不同電流強度時導線的溫升、導線的實際電阻率。

試驗時要求導線溫升大于20℃或導線溫度大于50℃時，開始測量導線電流值。測量時，導線電流每升高100 A或溫升升高5℃，測量一次導線溫度、室溫。測量前應保持測試導線的電流穩定30 min，并且導線應保持溫度恒定,直至導線溫度升至90℃以上，試驗結束。

試驗導線長度要求不小于6 m。試驗時，室溫應盡量控制在30℃以內。

3 軟導線試驗的試驗方法

試驗時導線按圖1的要求安裝在試驗設備的端子上，在導線的不同部位安裝溫度測量裝置，按試驗要求進行試驗，記錄試驗數據。

圖1 軟導線試驗整體布置圖

4 軟導線試驗的試驗布置及結果

試驗的實際布置方式如下頁圖2所示。

圖2 軟導線試驗整體布置結構照片

5 軟導線電流強度與導線溫度的試驗結果分析

選取導線中間點作為導線的試驗溫度，導線的電阻與溫度測量試驗結果如下頁表1、表2所示。

表1 環境溫度30℃時導線的電流與溫度測量結果

表2 導線溫度與電流密度的試驗結果比較表

在金具設計時，閥廳金具要求有1.1倍的安全裕度，并且金具一般是由多股導線組成，并且實際運行中多股導線的電流并不平均，按相關經驗我們在設計時每根導線的平均電流產生的溫升應控制在30℃左右較為合適，如下頁圖3、圖4所示。

圖3 環境溫度30℃時導線電流與溫度導線關系的曲線圖

圖4 環境溫度30℃導線溫度與電流密度的關系的曲線圖

一般由以上數據可得出導線在溫升30℃時，JLR-800、JLR-1000、JLR-1120、JLR-1300導線的電流強度分別是850 A、950 A、1 050 A、1 200 A，電流密度分別為1.06 A/mm2、0.95 A/mm2、0.94 A/mm2、0.93 A/mm2。在溫升30℃時導線截面與電流密度的關系曲線如圖5所示。

圖5 導線截面積與電流密度的關系的曲線圖（環境溫度30℃）

導線的溫升主要是由導線發熱量和導線散熱量決定的，當導線發熱量和導線散熱量達到平衡時，導線的溫升也同時保持穩定。

同樣長度導線的表面積S表為：

式中：r為導線的半徑；L為導線長度。

同樣長度導線的截面積S截=πr2。

以上為導線表面積和截面積的估算公式，可以得出導線截面積的增加要快于導線表面積的增長，也就是在導線單位截面積功率不變時，導線發熱量的增長快于導線散熱量的增長，這與實驗中不同截面導線在相同溫升下電流密度不同是吻合的。

6 閥廳伸縮金具用軟導線電流強度的推薦值

通過試驗得出了在閥廳金具設計中載流導線電流平均值的推薦值，具體數值如表3所示。

表3 載流導線電流推薦值

7 結語

伸縮導線的選擇是閥廳伸縮金具設計的關鍵，本次試驗是針對閥廳伸縮金具常用的伸縮導進行的專項測試，為閥廳內伸縮金具的設計及相關導體的選擇提供了試驗依據。