基于导线径向温度和蠕变的导线弧垂计算方法

摘要

输电线路弧垂是线路安全运行的重要指标，针对输电导线温度非均匀分布和蠕变带来的弧垂计算偏差，本文开展了径向温度和蠕变对弧垂计算模型影响程度的研究。首先，基于导线的物理构成和结构特征建立了导线的有限元模型，对不同运行状态下的输电导线进行有限元仿真，分析了不同运行状态下的导线径向温度分布规律；其次，建立了考虑径向温差的导线应力、导线径向热膨胀和蠕变的弧垂计算模型，基于力平衡原理研究了考虑径向温差的导线径向热膨胀、导线应力与伸长量的关系，分析了蠕变与伸长量的关系，并通过伸长量与弧垂的关系函数得到导线弧垂；最后，为了验证该弧垂计算模型的准确性和实用性，本文基于陕西某110 kV实际输电线路进行了验证。结果表明：对于本现场实际运行的导线来说，蠕变对弧垂计算的准确性影响最大，其次是导线径向温差，最后是径向热膨胀；在忽略导线径向温差、径向热膨胀和蠕变时，弧垂计算的误差范围为-45.2%～-30.0%，最大误差高达45.2%，而本文的优化模型计算误差小于1.1%；当忽略导线径向温差和径向热膨胀时，导线弧垂计算存在误差，且随着径向温差增大，忽略导线径向温差和径向热膨胀带来的弧垂计算误差也逐渐增大。

关键词

输电导线 / 径向温度 / 蠕变 / 弧垂 / 有限元仿真

基金资助

陕西省重点研发计划（2023-YBGY-069）;陕西省重点研发计划（2021GY-068）;陕西省重点研发计划（2018ZDXM-GY-040）; 国网陕西电科院委托项目（2126KY19006K）