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導(dǎo)線允許載流量的計算
導(dǎo)線的溫度與導(dǎo)線的載流量、環(huán)境溫度、風(fēng)速、日照強度、導(dǎo)線表面狀態(tài)等有關(guān),對于確定的環(huán)境條件,導(dǎo)線的允許載流量直接取決于其發(fā)熱允許溫度,允許溫度越高,允許載流量越大。但是導(dǎo)線發(fā)熱允許溫度受導(dǎo)線載流發(fā)熱后的強度損失制約,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)線不超過某一溫度來計算的,目的在于盡量減少導(dǎo)線的強度損失,以提高或確保導(dǎo)線的使用壽命。
允許載流量的計算與導(dǎo)體的電阻率、環(huán)境溫度、使用溫度、風(fēng)速、日照強度、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)和動態(tài)黏度等因素有關(guān)。導(dǎo)線的最高使用溫度按各國的具體情況而定,日本、美國的導(dǎo)線最高使用溫度允許到90℃,法國為85℃,德國、荷蘭、瑞士等國允許到80℃,我國和前蘇聯(lián)允許到70℃。
架空導(dǎo)線載流量的計算公式很多,但其計算原理都是由導(dǎo)線的發(fā)熱和散熱的熱平衡推導(dǎo)出來的,熱平衡方程式為
Wj+WS=WR+WF
式中,Wj為單位長度導(dǎo)線電阻產(chǎn)生的發(fā)熱功率,W/m;WS為單位長度導(dǎo)線的日照吸熱功率,W/m;WR為單位長度導(dǎo)線的輻射散熱功率,W/m;WF為單位長度導(dǎo)線的對流散熱功率,W/m。
各國在計算過程中考慮的各個因素有所不同,使其公式的系數(shù)不同,但計算結(jié)果相差不大。以英國摩爾根公式和法國的公式作比較,其計算值相差1%~2%。其中英國摩爾根公式考慮影響載流量的因素較多,并有實驗基礎(chǔ)。但摩爾根公式計算過程較為復(fù)雜。在一定條件下將其簡化,可縮短計算過程,適用于當(dāng)雷諾系數(shù)為100~3000時,即環(huán)境溫度為40℃、風(fēng)速為0.5m/s、導(dǎo)線溫度不超過120℃時,可用于直徑為4.2~100 mm的導(dǎo)線載流量的計算。載流量計算公式如下式中,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)℃時的交直流電阻比;Rdt為t℃時直流電阻;Is為日光對導(dǎo)線的日照強度,W/m2。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線載流量計算,采用的就是以上計算公式。
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我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線載流量計算,采用的計算公式如下:
(1/2表示:大括號外面的1/2次方)
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)℃時的交直流電阻比; Rdt為t℃時直流電阻;
Is為日光對導(dǎo)線的日照強度,W/m2。
