环境及导线允许温度对导线载流量的影响
环境及导线允许温度对导线载流量的影响
输电线路载流能力校核是输电运检中的一项重要工作，其水平的高低直接影响调度部门能否科学配置电网潮流。随着输电线路输送容量的增大和分裂导线的使用，电晕损失和无线电干扰已不再是决定性因素。因此，高电压、大容量输电线路的导线截面选择主要由允许载流量决定。
环境条件对载流量的影响
控制导线允许载流量的主要依据是导线的最高允许温度。根据GB 50545-2010第5.0.6条条文说明，计算导线载流量一般采用以下公式：
从上述公式可以看出，载流量与环境空气温度、风速、日照强度、导线表面状态等因素密切相关。在验算导线载流量时，环境气温采用最高气温月的最高平均气温，通常取值为40℃。其他参数的取值包括：风速0.5m/s，日照强度0.1W/cm²，导线表面吸收系数0.9，导线表面吸热系数0.9。
下面列举一些国内试验数据，进一步阐述环境条件对载流量的影响：
导线表面辐射系数和表面的吸热系数主要由导线的新旧决定。虽然它们各自对导线载流量有一定影响，但综合影响较小，在导线使用温度范围内大约为1%～2%。
风速对导线载流量影响很大。例如，v=0.5m/s比v=0.1m/s时的载流量要大40%，而v=1.0m/s比v=0.5m/s时的载流量要增大15%～20%。风向与导线的夹角不同，也会影响载流量的大小。
日照强度对载流量也有影响。例如，日照强度为100W/m²较1000W/m²的载流量要提高15%～30%，但日照从1000W/m²减少至900W/m²时，载流量仅提高1%～4%。
导线的载流量与环境温度密切相关。通常环境温度越低，导线载流量越大。例如，JL/G1A-300/40钢芯铝绞线在25℃时的安全载流量为735A，而在40℃时安全载流量降为595A。如果环境温度高于35℃，温度每增加5℃时，载流量要减小10%左右；如果周围环境温度低于35℃，温度每降低5℃时，载流量要增加10%左右。
概括而言，影响导线载流量的条件可分为两部分：一部分为环境因素，如风速、日照强度、环境温度等；另一部分为导线参数，如导线的吸热系数、辐射系数、导线允许温度、导线直径等。当导线直径（截面）一定时，导线允许温度的取值成为影响载流量的主要因素。
导线温度对载流量的影响
导体通过工作电流时，会发热并使导体温度升高。在导体中无电流通过时，导体的温度和环境温度相同。通过恒定电流时，导线温度升高，起初因为温差小而散热少、吸热多，导体温度上升较快，后来温差增大到单位时间内发热和散热相平衡时，温度达到稳定。
对于确定的环境条件，导线的允许载流量直接取决于其发热允许温度。《110kV~750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）规定，钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线宜采用70℃，必要时可采用80℃；大跨越宜采用90℃。控制导线允许载流量的主要依据是导线的最高允许温度，后者（80℃）主要由导线经长期运行后的强度损失和连接金具的发热而定。
普通导体的正常最高工作温度不宜超过+70℃，在计及日照影响时，钢芯铝绞线导体可按不超过+80℃考虑。当普通导体接触面处有镀(搪)锡的可靠覆盖层时，可提高到+85℃。
对于钢芯铝绞线，国内试验证明，在80℃时导线强度不低于计算拉断力；对导线配套金具，国内试验证明，导线温度80℃时，配套金具的温度不超过67℃，金具温度在80℃以下时，对导线的握力基本没有影响(仍在导线额定拉断力的95%以上)。
由于温度提高，导线弧垂增加，对地及交叉跨越空气间隙距离減少，将影响线路对地及交叉跨越的安全裕度。以往设计按经济电流密度选择导线截面，并以最高气温弧垂来校验对地和交叉跨越的安全间距。鉴于导线达到允许温度的时间在全年运行中所占比重很小，一般不要求对允许温度弧垂校验安全距离。
对于特定的交叉跨越，如200m以上档距跨越铁路、高速公路或一级公路和按允许温度选择导线截面的大跨越或跨越电力线等，规定按允许温度弧垂校验交叉跨越间距。对于按发热条件选择导线截面的线路，由于常常处于其允许传输容量的运行状态，应当按提高后的允许温度的弧垂来校验规定要求的安全距离。
对于按经济电流密度选择导线截面的线路,提高导线允许温度的影响,主要反映在系统规划“N-1”的工况下,在调度转移负荷的短时间内,允许传输容量和导线弧垂的适当增加,导致了适当补偿导线对地面和交叉跨越距离的需要。
对于按经济电流密度选择导线的线路，在导线允许温度提高到80℃之前，必须按50℃弧垂校验导线对地和交叉跨越间距、做好必要的调整,并检査、恢复导线接头的良好接角度传导。
从上述分析可知，导线温度对载流量有较大影响。我国规定输电线路导线温度为70℃，国际上大多数国家规定导线温度在80℃及以上。当导线温度从70℃提高到80℃，对于钢芯铝绞线，载流量可提高24%~27%，即输送容量不变，所需截面至少可降低一档。降低后对导线的机械强度，配套金具，对地及对交叉跨越物距离基本没影响或采取措施可以解决，但可获得巨大的经济效益,可节省投资。
本文主要摘录于华东电力设计院的《110kV~750kV架空输电线路设计规范》新旧规程对比专题。