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GB/T 36551-2018

基本信息

标准号: GB/T 36551-2018

中文名称:同心绞架空导线性能计算方法

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 同心 导线 性能 计算方法

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GB/T 36551-2018 同心绞架空导线性能计算方法 GB/T36551-2018 标准压缩包解压密码:www.bzxz.net

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标准内容

ICS29.060.10
中华人民共和国国家标准
GB/T36551—2018
同心绞架空导线性能计算方法
Calculation methods for properties of concentric lay overhead electricalstranded conductors
(IEC TR 61597:1995,Overhead electrical conductorsCalculation methodsfor stranded bare conductors,MOD)2018-07-13发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2019-02-01实施
规范性引用文件
符号和缩略语
载流量
交流电阻、感抗和容抗·
6绞合导线的伸长
导线的额定抗拉力
导线的蠕变
强度损失
10导线最大装盘长度的计算
附录A(资料性附录)
本标准与IECTR61597:1995的章条对照情况一览表GB/T36551—2018
附录B(资料性附录)本标准与IECTR61597:1995的技术性差异及其原因一览表附录C(资料性附录)IEC典型环境条件下导线载流量的计算示例附录D(资料性附录)
附录E(资料性附录)
参考文献
国内典型环境条件下导线载流量的计算导线的电阻、感抗和容抗的计算20
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。GB/T36551—2018
本标准使用重新起草法修改采用IECTR61597:1995《架空导线裸绞线计算方法》。本标准与IECTR61597:1995相比在结构上进行了调整,附录A列出了本标准与IECTR61597:1995的章条编号对照一览表。
本标准与IECTR61597:1995相比存在技术性差异,这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线(I)进行了标示,附录B给出了相应技术性差异及其原因一览表。本标准做了下列编辑性修改:
为与现有标准体系一致,将标准名称改为《同心绞架空导线性能计算方法》;按照GB/T1.1—2009要求,范围一章增加了“本标准适用于GB/T1179—2017及NB/T42060一2015中涉及的架空导线的相关性能计算”。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国裸电线标准化技术委员会(SAC/TC422)归口。本标准由上海电缆研究所有限公司负责起草,上海中天铝线有限公司、江苏亨通电力特种导线有限公司广东远光电缆实业有限公司,江苏通光强能输电线科技有限公司,远东电缆有限公司、山东华能线缆有限公司、郑州华力电缆有限公司、特变电工股份有限公司新疆线缆厂、中国电力科学研究院有限公司,上海电力学院、上海国缆检测中心有限公司参与起草本标准主要起草人:徐睿、胡渊蔚、尤伟任、朱红良、蒋陆肆、施海峰、徐静、赵晖、蒋红义、胡正瑞、王景朝、赵文彬、吴蚊
1范围
同心绞架空导线性能计算方法
GB/T36551—2018
本标准给出了GB/T1179—2017及NB/T42060—2015中涉及的架空导线的性能及其计算方法,包括:
导线载流量:计算方法和典型示例;交流电阻、感抗和容抗;
导线伸长:热和应力-应变数据:导线蠕变;
由于高温引起的铝线强度损失;导线成盘的最大长度计算
本标准未包含计算导线性能的所有方法和理论,但给出了具有一定准确度的简单方法。本标准适用于GB/T1179—2017及NB/T42060—2015中涉及的架空导线的相关性能计算。规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T11792017圆线同心绞架空导线(IEC61089:1991,MOD)GB/T3428架空绞线用镀锌钢线(GB/T3428—2012,IEC60888:1987MOD)GB/T17048—2017架空绞线用硬铝线(IEC60889:1987,MOD)GB/T17937一2009电工用铝包钢线(IEC61232:1993,MOD)GB/T23308—2009架空绞线用铝-镁-硅系合金圆线(IEC60104:1987,IDT)GB50545—2010110kV~750kV架空输电线路设计规范NB/T42060—2015
IEC 61089:1991
conductors)
3符号和缩略语
符号和单位
钢芯耐热铝合金架空导线
圆线同心绞架空导线(Roundwireconcentriclayoverheadelectricalstandard下列符号适用于本文件
导线截面积,单位为平方毫米(mm2)铝线截面积
钢线截面积
线盘内壁宽度,单位为米(m)
导线直径,单位为米(m)
GB/T36551—2018
线盘侧板直径和盘芯直径,单位为米(m)导线整体弹性模量,单位为兆帕(MPa)铝线弹性模量
钢线弹性模量
频率,单位为赫兹(Hz)
导线额定抗拉力,单位为牛顿(N)铝线部分的拉力,单位为牛顿(N)铝合金线部分的拉力,单位为牛顿(N)钢线部分的张力
导线电流,单位为安培(A)
钢线对铝线的相对刚度
变系数
相对黑体的发射系数
绞层系数
导线成盘因子
导线与护板的间隙因子
导线最大装盘长度,单位为米(m)努塞尔特数
对流散热,单位为瓦特每米(W/m)功率损耗,单位为瓦特每米(W/m)辐射散热,单位为瓦特每米(W/m)日照吸热,单位为瓦特每米(W/m)导线半径,单位为米(m)
雷诺数
温度T时导线电阻,单位为欧姆每米(Q/m)史蒂芬波兹曼常数(5.67×10-8W·m-2·K-4)日照辐射强度,单位为瓦特每平方米(W/m\)时间,单位为小时(h)
温度,单位为开尔文(K)
环境温度,单位为开尔文(K)
导线最终平衡温度,单位为开尔文(K)风速,单位为米每秒(m/s)
线盘上绕线体积,单位为立方米(m2)容抗(Mα·km),单位为兆欧千米,计算间隔0.3mX
缩略语
感抗(Q/km),单位为欧姆每千米,计算半径0.3m电阻温度系数,单位为每开尔文(K-1)铝线截面与导线整体截面比例
钢线截面与导线整体截面比例
导线线膨胀系数,单位为每开尔文(K-1)铝线线膨胀系数
钢线线膨胀系数
变量工的增量
应变(单位伸长)
铝线弹性应变
变和永久应变
钢线弹性应变
热应变
变计算的温度(T)系数
日照热吸收系数
与导线接触的空气膜的热导率,单位为(W·m-1·K-1)蠕变计算的时间(t)系数
压强,单位为兆帕(MPa)
绞前铝或铝合金线抗拉强度最小标准值,单位为兆帕(MPa)加强芯中的钢线(铝包钢线)伸长1%时的应力,单位为兆帕(MPa)绞前钢(或铝包钢线)抗拉强度最小标准值,单位为兆帕(MPa)蠕变计算的应力(α)系数
下列缩略语适用于本文件。
载流量(A)(currentcarrying capacity)CCC
导线的几何平均半径(m)(geometricmeanradiusof theconductor)GMR
载流量
导线载流量(CCC)是在一定环境条件下,导线温升时的最大稳态电流载流量与导线的类型、电阻、最大允许温升、环境条件等有关。GB/T36551—2018
GB/T36551—2018
热平衡方程
根据热力学中热平衡的原理,当导线的发热、吸热与散热最终达到平衡时,可用式(1)表示:P,+Psol =Prad +Pcons
式中:
焦耳效应产生的热:
导线表面的日照吸热:
导线的辐射散热;
导线的对流散热。
注:磁热增量、电晕热增量或蒸发散热在式(1)中未考虑4.3计算方法
对于式(1)中每部分的计算,在稳态条件下,目前普遍采用的计算方法分别得到的载流值之间的偏差大约在10%以内。
焦耳效应
功率损耗P(W/m),由焦耳效应可按式(2)计算:P,=R.I
式中:
在温度T时的导线电阻,单位为欧姆每米(a/m):导线电流,单位为安培(A)。
日照吸热
日照吸热,Pso(W/m),可按式(3)计算:Psol=YDS
式中:
日照辐射吸热系数;
导线直径,单位为米(m);
一日照强度,单位为瓦特每平方米(W/m2)。4.6
辐射散热
辐射散热,Prad(W/m),可按式(4)计算:Prad=S元DK(T-T)
式中:
史蒂芬波兹曼常数(5.67×10-8W·m-2·K-4);导线直径,单位为米(m);
相对黑体的发射系数;
导线最终平衡温度,单位为开尔文(K);环境温度,单位为开尔文(K)。
4.7对流散热
在此仅考虑强迫对流散热,Pcon(W/m),可按式(5)计算:Pen=ANu(TT)元
.·(2)
·*·(3)
.·(4)
(5)
式中:
式中:
式中:
GB/T36551—2018
与导线接触的空气膜的热导率(假设其恒定,且等于0.02585W·m-1·K-1);努塞尔特数,可由式(6)得出:Nu=0.65Re0.2+0.23Re0.61
雷诺(Reynolds)数,可由式(7)得出:Re=1.644×10°D ([T1+0.5(T2-T))-1.78风速,单位为米每秒(m/s);
导线直径,单位为米(m);
环境温度,单位为开尔文(K);导线最终平衡温度,单位为开尔文(K)。4.8载流量(CCC)计算方法
由式(1)可知,稳定状态下,由式(8)可计算载流量:Imax =[(Prad+Pconw-Psol)/R-] 1/2式中:
在温度T时的导线电阻,单位为欧姆每米(Q/m)。Psol、Prnd和Peonv可由式(3)、式(4)和式(5)计算得到。4.9确定铝线最高允许温度
.(7)
.(8)
确定铝线的最高允许温度需要考虑线损的经济性最优化,或铝线最大允许的抗拉强度损失。在任何情况下,应确认最高允许温度,并与其保留合适的裕度4.10载流量计算值
通过式(8),可计算任意导线在一定条件下的载流量。附录C给出了在GB/T1179—2017中推荐的典型条件下部分导线规格的载流量计算值。这些条件(特别是风速和环境温度)的变化将导致载流量的改变,需按式(8)重新计算:横向风的速度(90°于线路),u=1m/s;日照强度,S=900W/m;
吸热系数,Y=0.5
黑体辐射系数,K。0.6;
导线最终平衡温度,T=353K和373K(对应于80℃和100℃);环境温度,T293K(对应干20℃)频率为50Hz(60Hz时的对应值非常接近,差异在2%以内)附录D给出了国内电力工程选用的典型环境条件下的部分导线规格的载流量计算值。这些条件(特别是风速和环境温度)的变化将导致载流量的改变,需按式(8)重新计算:横向风的速度(90°于线路),=0.5m/s;日照强度S=1000W/m;
吸热系数,=0.9;
黑体辐射系数,K,=0.9:
导线最终平衡温度,T=343K,353K和363K[对应于70℃、80℃和90℃(或150℃);环境温度,T1=308K(对应于35℃);频率为50Hz。
GB/T36551—2018
5交流电阻、感抗和容抗
5.1总则
导线的电阻是关于导线材料、长度和横截面积的函数,并受导线绞合的影响。为了更精确地计算,导线的电阻还取决于电流和频率的变化。GB/T1179一2017中给出了电阻大于0.02Q/km的导线在20℃时的直流电阻的标称值。其他温度下的直流电阻可通过20℃时的直流电阻与电阻温度系数计算得出。由于集肤效应,电流密度在导线上分布不均匀,使导线表面电阻升高。给定温度T时的交流电阻,可在考虑集肤效应的基础上,由直流电阻和温度T计算得出。由交流电阻引起的另外两个重要的影响因素是容抗和感抗,其可分为两部分:第一部分由在0.30m半径范围内的磁通量引起:第二部分在从0.30m半径到导线等效回路间产生。附录E给出了第一部分的感抗和容抗值。
5.2交流电阻
交流电阻由相同温度时的直流电阻计算得到。导线的直流电阻随着温度升高而升高,且呈直线关系,可由式(9)计算:bzxZ.net
RT=RT[1+a(T2T)]
式中:
温度T.时的直流电阻;
温度T时的直流电阻;
温度T,时的电阻温度系数。
GB/T1179一2017和IEC61089:1991给出了20℃时R-,对应的导线的直流电阻。所涉及材料在20℃时的电阻温度系数如下:
-L型硬铝线:α=0.00403K-1;
L1型硬铝线:α=0.00407K-1;
L2型硬铝线:α=0.00410K-1;
L3型硬铝线:α=0.00413K-1;
LHA1、LHA2型铝合金线:α=0.00360K-1;LHA3型铝合金线:α=0.00390K-1;LHA4型铝合金线:α=0.00380K-1;NRLH1型耐热铝合金线:α=0.00400K-1;NRLH2型耐热铝合金线:α=0.00360K-1:LB各型铝包钢线电阻温度系数由GB/T17937—2009的附录A给出。根据20℃时的电阻温度系数,可计算出导线在各最终平衡温度下对应的直流电阻。由于“集肤效应”,导体的交流电阻比直流电阻高。产生这一现象的原因是导体内部会通过更多的磁链,使导体内部的电感高于外表面处的电感。由于沿导体任意长度方向上的电压降在整个横截面上必然相等,因此使电流集中在导体外表面,增加了有效电阻。用于计算交直流电阻比的方法很对,附录E给出了基于典型方法计算的交流电阻值对于含有钢芯的组合导线(Lx/Gxy导线),由于相邻层绞合方向相反引起的磁通势不平衡,钢芯中的磁通量随电流发生变化,致使交直流电阻比也随电流发生变化,特别是当铝线层数为奇数时。尽管在单层Lx/Gxy导线上的磁效应可能很明显,在3层导线上的磁效应不十分明显,但并不影响这些型号导线的交流电阻值的计算。6
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