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摘要：导线是输电线路的重要组成部分，它不仅满足了输送电能的要求，同时还能够保证其运行的安全性、稳定性，对保护环境也具有一定的作用。本文探讨了旧杆塔荷载要求、导线最要允许温度、导线表面场强等导线增容选型边界条件和校核内容。
关键词：输电线路；导线；增容
引言
导线增容的技术路线有两种：一种是通过增加导电基体的截面积来提高导线的载流量，如拆除原线路采用大截面常规导线进行增容改造；另一种方式则是利用导线温度越高载流量越大的属性，通过提高导线的运行温度和最高允许温度来实现线路增容，如常规钢芯铝绞线、铝合金芯铝绞线只能运行到80℃，改用（铝包）钢芯耐热铝合金绞线、特强钢芯软铝绞线、碳纤维复合芯软铝绞线等可运行到150℃。本文就第二种导线增容方式进行了探讨。
1、导线选型边界条件及校核
导线作为输电线路的重要组成部分，能够满足输送电能的要求，同时也能够保证电能输送的安全性，对保护环境也具有相应的作用。所以在导线的选择上，应当考虑导线的机械性能、经济性，只有这样才能最大限度发挥导线的作用。另外，利用原线路，通过更换增容导线和改造部分杆塔达到增容目的，所选用导线的机械荷载还需满足旧线路杆塔的设计条件，即增容导线机械荷载应不大于原导线机械荷载。导线选型需校核的因素如下：旧线路杆塔荷载要求；导线最高允许温度；导线载流量；起晕场强；导线表面最大场强；地面电场强度；地面磁场强度；无线电干扰水平；电晕可听噪声和机械强度。
1.1、旧杆塔荷载要求
导线对杆塔的机械荷载也具有重要影响，能够从垂直力、水平力以及纵向张力来控制杆塔的承受能力，同时杆塔的承受能力也受到其它因素的影响，为了能够保证杆塔的稳定性、安全性，导线的选择必须慎重。如果在应用的过程中更换导线，这时必须考虑杆塔的承载能力，只有这样才能保证新导线能够正常应用，保证输电线路的安全性和稳定性。一般情况下，会尽量减少杆塔的更换频次和更换数量，所以在更换导线的时候，必须考虑杆塔原来的承载能力。
如果对线路进行改造，那么会在很大程度上改变原来的导线弧垂度，所以在对导线进行改造的过程中，不仅要验证杆塔的承载能力，同时还应当对导线的弧垂进行验证，保证与地面电气的距离，进而保证输电线路的安全性，只有这样才能够满足人们的需求。早期500kV线路因为经济等种种原因，会在很大程度上限制其弧垂度，当采用增容导线之后，提高其运行温度来提高其输送量，这时就会产生较大的弧垂度，减少了电气应用的安全距离，所以在实际的应用中，应当合理把握电气的安全应用距离。从而有可能需对个别杆塔进行升高改造。
1.2、导线最高允许温度
我国在相关的规定中对验算导线允许载流量进行了明确阐述，芯铝绞线和钢芯铝合金绞线允许温度加上70度或者80度，必须严格把握相应的温度，只有这样才能保证其运行的安全性和稳定性。此外，厂商已经将温度限制在150℃至180℃之间，这是其运行的最佳温度范围。
1.3、导线表面最大电场强度/导线起始电晕电场强度
我国在GB50545-2010《110～750kV架空输电线路设计技术规定》第5.0.2条条文说明中规定，导线表面电场强度E不宜大于全面电晕电场强度E0的80%～85%。
1.4、工频电场限值
中华人民共和国国家标准GB50545-2010《110～750kV架空输电线路设计技术规定》第13.0.5条规定：“500kV及以上输电线路跨越非长期住人的建筑物或邻近民房时，房屋所在位置离地面1.5m处的工频未畸变电场强度不得超过4kV/m”。
由于500kV线路下方不允许长期住人，因此其电场强度不应按4kV/m控制，而主要考虑降低暂态电击的疼痛程度。在1978年的锦州会议上，我国决定将500kV线路下方的电场强度控制在10kV/m内。三十余年来我国数十万公里500kV线路的运行经验表明，该电场控制值是合理的、安全的。
1.5工频磁场限值
我国HJ/T24-1998《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》推荐应用国际辐射保护协会关于对公众全天辐射时的工频限值0.1mT（约等值于80A/m）作为磁感应强度的评价标准，作为公众安全的要求。
1.6无线电干扰
目前，中华人民共和国国家标准《高压交流架空送电线无线电干扰限值》GB15707-1995和《110～750kV架空输电线路设计技术规定》GB50545-2010均规定：距边导线投影20m处，频率为0.5MHz的无线电干扰不得超过表1所示数值。
表1国内超高压线路无线电干扰限值标准
1.7电晕可听噪声
中华人民共和国国家标准GB50545-2010《110～750kV架空输电线路设计技术规定》第5.0.5条规定：海拔不超过1000m时，距输电线路边相导线投影外20m处，湿导线条件下的可听噪声应符合表2的规定。
表2国内超高压线路可听噪声限值标准
1.8机械强度
导线自身机械荷载方面，根据GB50545-2010《110～750kV架空输电线路设计技术规定》第5.0.7～5.0.9条规定，导线在弧垂最低点的设计安全系数不小于2.5，悬挂点的设计安全系数不应小于2.25。《电力工程高压送电线路设计手册》指出，为了防止电线振动的危害，需要对电线的平均运行应力有一个限制，当有防振措施的情况下，导线及地线的平均运行应力不得超过拉断应力的25%。
2、导线增容选型应用实例
某500kV线路工程原导线为4×400mm2截面的钢芯铝绞线，线路排位温度均采用40℃。系统要求增容改造后，在环境温度35℃条件下，单回线路正常经济输送容量约为866MVA，短时极限输送容量不低于3826MVA，与4×720规格导线输送容量匹配，输送容量比原线路提升约1.68倍。
在满足输送容量和机械荷载的情况下，拟选择了4×JNRLH60X/LB14-350/35、4×JNRLH60X/LB14-350/45、4×JNRLH60X/LB14-300/45、4×JNRLH1X/LBY-300/50、4×JNRLH1X/LBY-320/55、4×JNRLH1X/LBY-320/55、4×JLRX1/JF1B-350/45共6种导线进行比较如表3所示。
表3导线增容选型比较
表3续
根据表3的计算结果，铝包钢芯成型耐热铝合金绞线JNRLH60X/LB14-300/45、铝包殷钢芯耐热铝合金绞线JNRLH1X/LBY-300/50、绞合型碳纤维复合芯软铝绞线JLRX1/JF1B-300/40在边相投影外20m处产生的无线电干扰值大于55dB的限值要求，其它均满足规范要求。工程可就其它线型进行经济上的合理分析，优选出合理的线型。
结语
由于电力负荷需求增大和环境保护要求提高，通常新建输电线路导线选型均能满足上述要求。利用原线路增容时，导线增容选型需考虑上述因素，在需满足输送电能的要求时，同时能保证输电线路安全可靠地运行，满足环境保护的要求，在经济上合理。
参考文献：
[1]GB50545-2010《110～750kV架空输电线路设计技术规定》
[2]《电力工程高压送电线路设计手册》（第二版）
[3]HJ/T24-1998《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》