引言
目前，运行中的架空输电线路主要存在以下增容难度：1）在运行的架空线路或多年前建成时预留的多回路待挂线架空线路，其杆塔的设计条件无法满足当前系统要求的导线截面；2）以前为了节省投资，铁塔呼高偏低，导线对地或交叉跨越距离安全裕度较小，导线超温度运行可能造成交叉跨越距离、对地距离不足。
因此，选择输送容量大同时弧垂变化率小的特殊导线，能有效解决上述问题。目前国内应用较多的铝包殷钢耐热铝合金绞具有该种特性，本文以位于佛山市的110kV寿山站结构完善工程为例，简要分析所采用的JNRLH1X/LBY-240/55型铝包殷钢芯耐热铝合金型线绞线弧垂特性。
1项目简况
依据《佛山供电局“十三五”配电网规划修编》，为了满足狮山镇东部片区负荷发展需要，缓解110kV红穆线、仙寿线重载情况，提高110kV穆院站和110kV寿山站的供电可靠性，拟建设110kV寿山站结构完善工程，系统要求现有110kV仙寿线、110kV仙官线和110kV红穆线，以及拟架设的110kV仙寿二回线输送容量达到164MVA，原有杆塔设计导线截面仅为300mm²，无法满足系统要求的输送容量。因此，采用原有架空线路更换普通导线为铝包殷钢芯耐热铝合金型线绞线来满足系统要求的电能输送容量。
2铝包殷钢耐热铝合金绞线在高压输电线路设计中的应用研究
2.1拐点温度与代表档距的关系
因铝包殷钢耐热铝合金绞线运行温度较高，通常会超过100℃，最高可达到150℃，当温度达到一定程度时，外层铝合金绞线充分膨胀，张力释放到趋近于零，此时导线张力全部由殷钢芯承受，此时的温度即为耐热导线的拐点温度，本文的拐点温度参照《电力工程设计手册》公式（5-14）和公式（5-15）进行计算，在已知气象参数下，先计算出耐热导线的控制气象条件，根据控制工况下的应力、比载、温度等值，可计算出不同代表档距下的拐点应力，最后求出各代表档距值对应的拐点温度，其计算结果生成曲线见图2-1。
图2-1 拐点温度随代表档距变化曲线
由上图可以看出，殷钢芯耐热导线的拐点温度随着代表档距的增大而增大，同时增幅逐渐变小。
2.2各代表档距下导线弧垂随运行温度的变化情况
根据上节计算的拐点温度，判定耐热导线所选用的状态方程，采用《电力工程设计手册》公式（5-16）进行拐点温度后导线应力的计算，采用《电力工程设计手册》公式（5-18）和（5-19）进行拐点温度前导线应力的计算，最后通过应力弧垂公式，计算出在不同代表档距下，耐热导线随温度升高的弧垂变化曲线如图2-2所示。
环境条件：环境温度40℃，风速0.5m/s，日照强度0.1W/cm2，表面吸收系数0.9。
图2-2 各代表档距下导线弧垂随运行温度变化曲线
由上图可以看出，殷钢芯耐热导线弧垂随温度增加而增大，但在导线达到拐点温度后，弧垂变化率有所减小，说明殷钢芯的热膨胀小的特性对导线弧垂增大有抑制作用。为更具体看出这种抑制效果，以温度每增加10℃对应的弧垂增大值作曲线，如图2-3所示。
图2-3 各代表档距下导线弧垂增幅随运行温度变化曲线
由上图可以看出，代表档距在350米及以下时，殷钢芯耐热导线在拐点温度前，运行温度增加时弧垂变化率较大，在到达拐点温度后，运行温度增加时弧垂变化率变小，殷钢芯的热膨胀小的特性对弧垂变化率的抑制效果较强。但在代表档距超过350米以后，拐点温度前后因温度增加导致弧垂增大的变化率基本一致，殷钢芯的热膨胀小的特性对弧垂变化率的抑制效果较弱。由此得出结论，殷钢芯耐热导线适用于代表档距稍小（350米以下）的老旧架空线路增容改造时，能充分发挥其弧垂特性好的优势。
2.3导线运行温度的确定
铝包殷钢芯耐热铝合金绞线运行最高运行温度为150℃（超耐热型为210℃），导线输送容量随运行温度增加而增大，设计人员需以系统提供的最大输送容量，结合厂家资料，确定耐热导线所需要的最高运行温度。本文以JNRLH1X/LBY-240/55型铝包殷钢芯耐热铝合金型线绞线各运行温度对应的输送容量生成曲线如图2-4所示。
图2-4 耐热导线随运行温度升高对应的输送容量变化曲线
110kV寿山站结构完善工程系统要求输送容量为164MVA，查曲线得导线最高运行温度为110℃，因此，后期设计阶段需按照此温度进行弧垂验算。
3 结语
随着经济不断发展，电力负荷日益剧增，用电需求越来越高。在发达城市土地资源紧张而无法新开辟架空线路，同时控制建设电缆线路以减小投资的背景下，充分利用旧的架空输电线路更换铝包殷钢芯耐热铝合金绞线来达到提升电能输送容量的目的，成为了有效的平衡方法。
参考文献
［1］电力工程设计手册（架空输电线路设计）．中国电力工程顾问集团有限公司、中国能源建设集团规划设计有限公司编著，2019.
［2］铝包殷钢芯耐热铝合金绞线．中国电气工业协会，2020.
