±800 kV直流阀厅伸缩金具用软导线的试验研究

赵宇田

（中国电建集团四平线路器材有限公司，吉林 四平 136001）

引言

±800 kV直流阀厅内设备主要采用管母线连接，设备端子与管母线连接的金具不仅要求有足够的机械强度，同时要保证设备端子之间由于热胀、地震等因素引起的位移，所以在金具中要采用软导线过渡[1]。

阀厅金具要求对金具整体的温升进行控制，控制温度与常规金具的要求不同，要求金具的整体温升不大于40℃，而软导线在作为常规材料供应时，并没有给出阀厅金具设计所需的技术参数及材料特性。为了给设计提供坚实的依据，进行了导线电流与温升的规律研究性试验。我们主要进行了四种导线不同温度下电阻、电流情况的试验：JLR-800小节距导线、JLR-1000导线、JLR-1120导线和JLR-1300导线[2]。

1 软导线试验的试验目的

本次试验的主要目的是通过试验的方法，找出不同导线的温升与电流的关系，确定选定的几种导线在用于阀厅金具设计时所能承受的最大电流值，以便在结构设计时根据每个金具的具体要求，选用合适的导线及确定合理的结构。

同时，总结出一套导线截面、电流和温升之间的初步规律，作为一个设计参考。

2 软导线试验的具体要求

试验按组进行,每种型号的导线为一组，通过试验测量出导线在不同电流强度时导线的温升、导线的实际电阻率。

试验时要求导线温升大于20℃或导线温度大于50℃时，开始测量导线电流值。测量时，导线电流每升高100 A或温升升高5℃，测量一次导线温度、室温。测量前应保持测试导线的电流稳定30 min，并且导线应保持温度恒定,直至导线温度升至90℃以上，试验结束。

试验导线长度要求不小于6 m。试验时，室温应尽量控制在30℃以内。

3 软导线试验的试验方法

试验时导线按图1的要求安装在试验设备的端子上，在导线的不同部位安装温度测量装置，按试验要求进行试验，记录试验数据。

图1 软导线试验整体布置图

4 软导线试验的试验布置及结果

试验的实际布置方式如下页图2所示。

图2 软导线试验整体布置结构照片

5 软导线电流强度与导线温度的试验结果分析

选取导线中间点作为导线的试验温度，导线的电阻与温度测量试验结果如下页表1、表2所示。

表1 环境温度30℃时导线的电流与温度测量结果

表2 导线温度与电流密度的试验结果比较表

在金具设计时，阀厅金具要求有1.1倍的安全裕度，并且金具一般是由多股导线组成，并且实际运行中多股导线的电流并不平均，按相关经验我们在设计时每根导线的平均电流产生的温升应控制在30℃左右较为合适，如下页图3、图4所示。

图3 环境温度30℃时导线电流与温度导线关系的曲线图

图4 环境温度30℃导线温度与电流密度的关系的曲线图

一般由以上数据可得出导线在温升30℃时，JLR-800、JLR-1000、JLR-1120、JLR-1300导线的电流强度分别是850 A、950 A、1 050 A、1 200 A，电流密度分别为1.06 A/mm2、0.95 A/mm2、0.94 A/mm2、0.93 A/mm2。在温升30℃时导线截面与电流密度的关系曲线如图5所示。

图5 导线截面积与电流密度的关系的曲线图（环境温度30℃）

导线的温升主要是由导线发热量和导线散热量决定的，当导线发热量和导线散热量达到平衡时，导线的温升也同时保持稳定。

同样长度导线的表面积S表为：

式中：r为导线的半径；L为导线长度。

同样长度导线的截面积S截=πr2。

以上为导线表面积和截面积的估算公式，可以得出导线截面积的增加要快于导线表面积的增长，也就是在导线单位截面积功率不变时，导线发热量的增长快于导线散热量的增长，这与实验中不同截面导线在相同温升下电流密度不同是吻合的。

6 阀厅伸缩金具用软导线电流强度的推荐值

通过试验得出了在阀厅金具设计中载流导线电流平均值的推荐值，具体数值如表3所示。

表3 载流导线电流推荐值

7 结语

伸缩导线的选择是阀厅伸缩金具设计的关键，本次试验是针对阀厅伸缩金具常用的伸缩导进行的专项测试，为阀厅内伸缩金具的设计及相关导体的选择提供了试验依据。