河北志達偉業(yè)通訊器材股份公司

鋼芯鋁絞線是架空導(dǎo)線中的一種主要產(chǎn)品，由具有較高強度的鋼絞線作為承力元件，電工用鋁或鋁合金線作導(dǎo)體，用于長距離、大功率的輸電線路中。鋼芯鋁絞線具有結(jié)構(gòu)簡單、架設(shè)與維護方便、線路造價低、傳輸容量大，又利于跨越江河和山谷等特殊地理條件進行敷設(shè)等特點，因此被廣泛地應(yīng)用于各種電壓等級的架空輸配電線路中。


我國一次能源和電力負荷分布很不均衡，全國三分之二以上的可開發(fā)資源主要分布在四川、西藏、青海、云南、廣西等西部地區(qū)；煤炭三分之二以上的可開發(fā)資源分布在山西、陜西、內(nèi)蒙古西部。而全國三分之二以上的電力負荷集中在經(jīng)濟發(fā)達的京廣鐵路以東地區(qū)，特別是長三角、珠江三角洲、京津塘及沿海地區(qū)，西部的能源_與東部的負荷核心距離在500—2000km左右。因此有效而又經(jīng)濟地把能源以電的形式，長距離地從西部的能源_輸送到東部和南部的負荷中心，是事關(guān)我國可持續(xù)發(fā)展的大事。


目前，我國輸電線路以220kV330kV、500kV交流輸電和幾條±500kV直流輸電線路為骨干網(wǎng)架。全國已形成_電網(wǎng)公司下屬的5個區(qū)域電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。其中，華東、華北、華中、東北4個區(qū)域電網(wǎng)和南方電網(wǎng)已經(jīng)形成了500kV的主網(wǎng)架?！笆晃濉逼陂g，我國將實施7個跨省大區(qū)電網(wǎng)之間以及大區(qū)電網(wǎng)與5個獨立省網(wǎng)之問的互聯(lián)。到2010年前后，將建成以三峽為中心的連接華中、華東、川渝的中部電網(wǎng)；華北、東北、西北三個電網(wǎng)互聯(lián)形成








交流電阻簡化計算


由于鋁線在空氣中氧化而形成具有絕緣性的氧化膜，所以，鋼芯鋁絞線通電載流后，電流是沿鋁股線作螺旋形方向流動的，因而形成軸向磁場。雖然，導(dǎo)線中相鄰層鋁線的絞向相反，可使一部分磁化力抵消，但仍足以構(gòu)成交變的剩余磁場強度，使鋼芯中產(chǎn)生磁滯和渦流，導(dǎo)致?lián)p耗。同時，由于集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響，使導(dǎo)線中電流分布發(fā)生變化，導(dǎo)致導(dǎo)線電阻的增大。


計算交流電阻，常規(guī)的方法是先計算出由渦流和磁滯引起的電阻增量，再計算由集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)引起的電阻增量，_后將兩者增量同直流電阻相加，即為交流電阻。此方法十分復(fù)雜。


本文參照IEEE標準Std.738-2006《架空導(dǎo)線電流·溫度計算的IEEE標準》3.4.7條，對單層結(jié)構(gòu)的鋼芯鋁絞線（如6/1、7/1、12/1結(jié)構(gòu)），交直流電阻比設(shè)為1.20；二層結(jié)構(gòu)的鋼芯鋁絞線（如何17、5417、54/19結(jié)構(gòu)等），交直流電阻比設(shè)為1.03；對于二層或四層結(jié)構(gòu)，參照文獻［1J，交直流電阻比設(shè)為1.005。由同溫度時的直流電阻乘以交直流電阻比，便可得到該溫度下的交流電阻值。






架空導(dǎo)線的設(shè)計載流量是根據(jù)特定氣象條件和導(dǎo)線_允許工作溫度（70-90℃）來確定的，這是線路的熱穩(wěn)態(tài)載流量。穩(wěn)態(tài)載流量的計算，國內(nèi)通常根據(jù)DL/T5092-1999<115-500kV架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》中提供的方法進行計算。在IEEE標準Std.738-2006《架空導(dǎo)線電流－溫度計算的IEEE標準》中還提供了暫態(tài)計算（Transientcalculations）方法。為了驗證簡化計算所得的交流電阻值對載流量計算的影響，我們采用國內(nèi)常用的方法進行載流量的穩(wěn)態(tài)計算（Stead-statecalculations）。載流量的計算公式如下：




當環(huán)境溫度40℃、風速0.5mis、日照強度1000W/m2、輻射及吸熱系數(shù)均為0.9，鋼芯鋁絞線的工作溫度分別為70℃、80℃及90℃時，國內(nèi)常用規(guī)格鋼芯鋁絞線的交流電阻、載流量計算結(jié)果見表3o將表3同《電線電纜手冊》第1冊中表1-2-50的數(shù)據(jù)進行分析對比，從中可以發(fā)現(xiàn)，在標稱截面（鋁／鋼）大于50130時，除了鋁／鋼線根數(shù)12/7結(jié)構(gòu)的標稱截面為70/40、95155、120/70外，在70℃時，計算的載流量數(shù)據(jù)與于冊中的數(shù)據(jù)相差不大于0%～3%；其余溫度下，相差為0%～6%。在50130規(guī)格以下時，本計算所得的載流量數(shù)據(jù)比手冊中的數(shù)據(jù)小，相差為4%～8%。鋁／鋼線根數(shù)12/7結(jié)構(gòu)的鋁／鋼截面為70/40、95155、120170三個規(guī)格，本計算所得的載流量比手冊中的數(shù)據(jù)大，相差1%～18%。由上述可知，對交流電阻的計算作了簡化后，載流量的計算便變得簡單。當然，鋁／鋼截面為70/40、95155、120/70三個規(guī)格載流量計算比手冊中的數(shù)據(jù)大，應(yīng)值得進一步的分析。     


進行導(dǎo)線載流量計算時，必須先計算出導(dǎo)線的交流電阻值。交流電阻隨交流電的頻率、平均電流密度和溫度而變化，計算十分復(fù)雜。本文參考了一些文獻，設(shè)定了交直流電阻比，簡化了計算過程。用簡化計算所得的交流電阻值進行了載流量計算。結(jié)果表明，在計算條件相同時，大部的計算數(shù)據(jù)與《電線電纜手冊》第1冊表1-2-50對比，誤差較小，少量規(guī)格的計算數(shù)據(jù)相差較大，值得進一步的探討。