摘要：架空输电线路的输电能力取决于线路能力（受导线热稳定允许条件限制）和网络能力（电网的经济性、稳定性和运行结构等因素决定）。近年来，在电力行业不断发展的情况下，架空输电线路的网络能力有了很大的提升，不再限制其输电能力，因此，架空输电线路输电能力的研究重点为线路能力。
关键词：架空；输电线路；输电能力
1 引言
包括输电网的运行结构、稳定性和经济性在内的网络能力和受导线热稳定允许的条件限制的线路能力决定了架空输电线路的输电能力。在我国社会经济不断发展的今天，我国的电力行业也实现了跨越式的发展。在这一背景下，我国的架空输电线路的网络能力获得了非常大的提升，而且不再对输电能力进行限制，所以架空输电线路的输电能力的研究就变成了一个非常重要的问题。
2 架空输电线路的输电能力的影响因素
2.1事故载流量
事故载流量是指架空输电线路事故发生的最大载流量，在架空输电线路中，由于导线多为钢芯铝绞线，所以，事故载流量主要受温度的影响，即架空线路的最高允许温度，而温度取决于设计年限内导线强度的磨损程度、导线与配套设施的接触传导情况等。在相关规定当中，110～500kV 线路和大跨越线路的最高允许温度应分别低于70℃和90℃；一般导线的最高工作温度应低于70℃。在考虑日照等因素时，可将最高允许温度控制在80℃及以下；在110～750kV的架空输电线路中，一般线路和大跨越线路的最高允许温度与上述相同，不同之处在于一般线路在必要情况下可将最高允许温度提高至 80 ℃。
在参考以上最高允许温度选择导线截面时，还要考虑短时事故。过负荷会导致导线温度升高，因此，应适当调整高温允许值，且实际导线截面应略小于经济电流密度。就国外的钢芯铝绞线导线设计而言，通常遵循“正常持续输送和短时事故时的导线温度低于90℃和低于 120℃”的原则。
在我国的导线设计中，需要在最高温度（通常取40℃）的条件下检验导线的对地和交叉跨物限距。导线运行的实际温度由环境温度与温升共同决定。在大多地区平均气温为15℃的情况下，导线温度通常在29～42.3℃，因此，取40℃的最高温度较为合理。对于以经济电流密度设计的一般线路，应计算最大弧垂，以校验交跨限距；对于重要交叉跨越和大跨越线路，需要按照导线的实际最高温度检验交跨限距。新建线路时，一般线路的最高允许温度可设计为80℃，并取50℃来检验交跨限距。
载流量决定了导线的输电能力，而热平衡与载流量两者之间存在着十分密切的关系，所以架空线路输电能力的决定因素就是影响导线热平衡的因素，其主要包括导线发热允许温度、导线表面的散热系数、吸热系数、日照强度、风速和环境温度等。在对导线发热的允许温度进行限定之后，各种型号的导线本身都具有一定的极限载流量。比如以500kV和220kV这两种架空输电线路中常用的G1A-630/45、G1A-400/35、G1A-300/25钢芯铝绞线为例，上述的三种钢芯铝绞线在70℃的允许温度条件下分别具有878A、662A以及570A的极限载流量；在80℃的允许温度条件下分别具有1065A、795A以及682A的极限载流量。由于在架空线路选择中载流量属于一个非常重要的因素，所以必须要准确地计算载流量。目前国际上在计算载流量的时候使用到较多的不同的计算公式，比如国际电工委员会推荐的公式、英国的摩尔根公式。然而这些公式在本质上是相同的，也就是通过对热平衡原理的运用开展计算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆热平衡公式为：
Wj＋Ws＝WR＋WF
在该公式中，单位长度导线的日照吸热功率和电阻发热功率分别用Ws和Wj来表示，单位长度导线的流散热功率和辐射散热功率分别用Wf和WR来表示。
1.3 架空输电线路输电能力的影响因素
3 提升架空输电线路输电能力的措施
针对影响架空输电线路输电能力的相关因素，提升架空线路输电的措施有以下3种。
3.1提升导线的发热允许温度
导线的发热允许温度与载流量成正比，在发热允许温度提升后，导线的载流量也会明显提高。以钢芯铝绞线为例，当发热允许温度由70℃提升至80℃后，并不会对导线自身的强度、相关金具和对地、交叉跨物距离造成明显的影响；在对上述因素产生影响时，也可通过合理的措施解决。此时，导线的载流量增加幅度可超过20%.对于钢芯铝绞线而言，我国和日本、北美等国家的短时事故允许线温分别为70～80℃和120℃。从这个角度看，我国架空输电线路还可以继续提升允许线温，从而实现架空线路的增容，提高架空线路的输电能力。
3.2在架空线路中使用增容导线
增容导线是一种特异导线，将其应用在架空输电线路中，在相同的导线截面条件下，增容导线的输电能力明显高于普通导线。增容导线主要有碳纤维合成芯铝绞线、间隙性钢芯铝合金绞线和铝包殷钢铝合金绞线等，其价格普遍较高。因此，在应用过程中，受到建设成本的约束，该导线的应用范围相对较小。近年来，我国在增容导线技术方面的进步，为增容导线在架空输电线路中的大范围应用提供了条件。
在实际应用中，增容导线主要被应用于电力供应紧张架空线路的增容改造中。通过在现有电网资源和线路杆塔等的基础上，利用增容导线替换原有的普通导线，可实现架空输电线路的增容，从而提升架空线路的输电能力。
3.3通过在线动态监测实现增容
通常导线允许温度都是采用的静态值的极限载流量，其采用的是恶劣气象条件下趋于保守值的计算结果作为计算的基础，但是在实际的线路运行中并不会经常发生恶劣的天气条件，所以选择基线载流量针对架空线路进行设计在大部分情况下都会具有超出电力供应需求的输电能力，从而浪费了导线资源。为了使这一问题得到有效的解决，可以将在线动态监测系统设置在架空输电线路中，对导线温度和外部气象环境进行监测，从而充分发掘架空线路的隐性容量，提升架空线路的输送容量。
4 结束语
在架空输电线路运行中，要合理的利用其各个特点和作用形式，对其中存在的各种问题样儿分析，确保输电线路运行中的安全合理。这就需要我们从各个方面不懈努力，不断的研究新技术和新设备，对架空线路中容易产生的各种问题和缺陷综合处理。随着国内外行业间的广泛交流，专业人员的不断探索、实践，架空输电线运行维护的可靠性指标将提高到更高的水平。
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论文作者:卢川
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
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