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耐熱導(dǎo)線主要是利用鋁合金導(dǎo)線的強(qiáng)度和耐熱性能,其正常情況下的導(dǎo)電性能還不如普通鋼芯鋁絞線,但是因?yàn)槠淇梢栽?00度溫度以上運(yùn)行,才增加了其載流量,相應(yīng)的線損也會(huì)增加。所以個(gè)人認(rèn)為其載流量的計(jì)算方法用普通鋼芯鋁絞線的計(jì)算方法即可,只是長(zhǎng)期運(yùn)行溫度按設(shè)計(jì)溫度。本人沒(méi)有計(jì)算過(guò),下面是一些資料,供參考:
耐熱導(dǎo)線的種類和主要性能參數(shù)
1、耐熱導(dǎo)線的分類
早在20世紀(jì)60年代日本便開(kāi)始研制并采用耐熱導(dǎo)線。它采用鋁鋯合金作為導(dǎo)電部分,提高導(dǎo)線的允許運(yùn)行溫度從而提高輸送容量。因?yàn)殇X鋯合金可以有效地抵抗高溫退火的影響,能夠在高達(dá)230℃的溫度保持它的強(qiáng)度。鋁鋯合金根據(jù)耐熱性能分為普通型鋁合金(TAL),超耐熱型鋁合金(ZTAL)和特耐熱型鋁合金(XTAL)。采用不同型號(hào)的耐熱鋁合金可以制造出不同耐熱性能的導(dǎo)線。
由于導(dǎo)線運(yùn)行溫度的提高,弧垂也將隨溫度增大。為了適應(yīng)線路架設(shè)中的弧垂要求,殷鋼心耐熱鋁合金絞線(TACIR)被開(kāi)發(fā)了出來(lái)。殷鋼是由鐵和鎳等元素組成的合金。殷鋼膨脹系數(shù)只有普通鋼材的1/3(低于100℃為2.8,高于100℃為3.6,相同條件下普通鋼材則為11.5)。用殷鋼作為導(dǎo)線鋼心如:殷鋼心耐熱鋁合金導(dǎo)線(TACIR)可以在150℃下運(yùn)行,而殷鋼心超耐熱鋁合金導(dǎo)線(ZTACIR)和殷鋼心特耐熱鋁合金導(dǎo)線(XTACIR)可以在210℃和230℃下運(yùn)行,可以在滿足低弧垂的要求下,更好的利用鋁合金的耐高溫性能,從而提高輸送容量。
2、 耐熱導(dǎo)線的載流性能
若把普通鋼心鋁鉸線(ACSR)的載流量當(dāng)作1,則普通耐熱導(dǎo)線(TAL)的載流量是鋼心鋁鉸線的1.6倍,ZTACIR的載流量是ACSR的2.0倍,XTACIR是ACSR的2.1倍。具體情況見(jiàn)表1。

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允許載流量的計(jì)算與導(dǎo)體的電阻率、環(huán)境溫度、長(zhǎng)期允許運(yùn)行溫度、風(fēng)速、日照強(qiáng)度、導(dǎo)線表面狀態(tài)、輻射系數(shù)及吸熱系數(shù)、空氣的傳熱系數(shù)和動(dòng)態(tài)黏度等因素有關(guān)。但主要取決于長(zhǎng)期允許運(yùn)行溫度,其發(fā)熱允許溫度越高,允許載流量越大。
然而導(dǎo)線發(fā)熱允許溫度受導(dǎo)線載流發(fā)熱后的強(qiáng)度損失制約,因此架空導(dǎo)線的允許載流量一般是按一定氣象條件下導(dǎo)線不超過(guò)某一溫度來(lái)計(jì)算的,目的在于盡量減少導(dǎo)線的強(qiáng)度損失,以提高或確保導(dǎo)線的使用壽命。
架空導(dǎo)線載流量的計(jì)算公式很多,但其計(jì)算原理都是由導(dǎo)線的發(fā)熱和散熱的熱平衡推導(dǎo)出來(lái)的,熱平衡方程式為
Wj+WS=WR+WF
式中,Wj為單位長(zhǎng)度導(dǎo)線電阻產(chǎn)生的發(fā)熱功率,W/m;WS為單位長(zhǎng)度導(dǎo)線的日照吸熱功率,W/m;WR為單位長(zhǎng)度導(dǎo)線的輻射散熱功率,W/m;WF為單位長(zhǎng)度導(dǎo)線的對(duì)流散熱功率,W/m。
各國(guó)在計(jì)算過(guò)程中考慮的各個(gè)因素有所不同,使其公式的系數(shù)不同,但計(jì)算結(jié)果相差不大。以英國(guó)摩爾根公式和法國(guó)的公式作比較,其計(jì)算值相差1%~2%。其中英國(guó)摩爾根公式考慮影響載流量的因素較多,并有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。但摩爾根公式計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜。在一定條件下將其簡(jiǎn)化,可縮短計(jì)算過(guò)程,適用于當(dāng)雷諾系數(shù)為100~3000時(shí),即環(huán)境溫度為40℃、風(fēng)速為0.5m/s、導(dǎo)線溫度不超過(guò)120℃時(shí),可用于直徑為4.2~100 mm的導(dǎo)線載流量的計(jì)算。
我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線載流量計(jì)算,采用的計(jì)算公式如下:
式中, θ為導(dǎo)線的載流溫升,℃; v為風(fēng)速,m/s; D為導(dǎo)線外徑,m;
ε為導(dǎo)線表面的輻射系數(shù)(光亮新線為0.23~0.46,發(fā)黑舊線為0.90~0.95);
S為斯蒂芬-包爾茨曼常數(shù)5.67×10-8W/m2; ta為環(huán)境溫度,℃;
αs為導(dǎo)線吸熱系數(shù),光亮新線為0.23~0.46,發(fā)黑舊線為0.90~0.95;
kt為t(t=θ+ta)℃時(shí)的交直流電阻比; Rdt為t℃時(shí)直流電阻;
Is為日光對(duì)導(dǎo)線的日照強(qiáng)度,W/m2。
