钢芯铝绞线载流量的计算

1、钢芯铝绞线载流量的计算赵长令摘要：根据GB 1 1 7 9 - 8 3铝绞线及钢芯铝绞线标准导线的具体结构和尺寸，提出了钢 芯铝绞线的交直流电阻和载流量的计算方法。该方法对出口钢芯铝绞线及作技术经济分析有一定参 考价值。主题词：钢芯铝绞线交直流电阻载流量计算程序 概述目前，钢芯铝绞线载流量的计算方法有许多种，其中英国摩尔根公式考虑影响因素较多，并有 实验基础。我国在制定现行标准时，将摩尔根公式进行适当简化，并结合试验，推出文献1的载流 量计算方法。本文将根据GB 1 1 7 9 - 8 3铝绞线及钢芯铝绞线标准导线的具体结构和尺寸 进行交直流电阻和载流量的计算,并给出7 0.8 0及9 0。导

2、线载流量的计算结果。载流量的计算条件架空导线的载流量是受导线载流发热后的强度损失制约的，因此控制导线使用温度是很重要的。 导线的载流量的大小还与导线直流电阻、结构、表面状况、环境温度及风速大小方向等因素有关。由于我国幅员辽阔，常年气象条件极不一致，为了统一计算方法，推荐采用下述条件：环境温 度4 0C，风速0 .5m/s，日照强度1 0 0 0 W/m2,导线表面状况按使用后氧化发黑的情况 考虑，辐射和吸热系数均为0.9。载流量的计算公式文献2中摩尔根公式对于有风有日照的载流量为：1=阳+吟-风Y 皿 （A）式中WR 导线单位长度的辐射散热功率，（W/m）；WF 导线单位长度的有风对流散热功率

3、，（W/m）；WS 导线单位长度的吸热功率，（W/m）；K交直流电阻比；Rd 导体tC时的直流电阻，（Q /m）。3.1辐射散热功率吼=履网（召+ L +273/+ 273）4 （W/m）（2）式中 导线表面的辐射系数（光亮新线0.230.43,涂黑旧线.900.95）;S 斯蒂芬一波尔茨曼常数= 5.67X10-8 （W/m2）;e 导线表面平均温升，（C）；ta 环境温度，（C）；D 钢芯铝绞线外径，（m）。3.2有风时对流散热功率电=叫孙+卯兴）牛以皿Ej（W/m） （3）式中p 风向与导线轴线的夹角，（）；入f 导线表面空气层的传热系数，2/=2.42x10-2+7x10-5+2）印/

4、皿 C）;u f 导线表面空气层的运动粘度,=1.32xl0-5+9.6xl0+2)(m2/s)：VD/ u f 一雷诺系数；V 风速。系数C和指数p与雷诺系数有关。当雷诺系数为1003000时C=0.75,P=0.485。通常 (ta+0 /2) =4080C时,并且风速垂直于导线轴线，n=0.9,(3)式可以简化 为：吟二9.9泌叨严s (w/m)3.3日照吸热功率电=心 Q(W/m)(5)式中a s 一导线表面的吸热系数:光亮新线0.230.46，涂黑旧线0.900.95;Is 日照强度:8501050, (W/m2)。直流电阻及交流电阻的计算4.1直流电阻导线2 0C时的直流电阻R20

5、可按式(6)计算：魏口 二(配A9 (q /km) (6)式中p 20 一铝导线在2 0C时的电阻率，(0.028264Q - mm2 /m);入am 一铝线股绞的平均绞入系数1:N 一导线中铝线的总根数； d 一铝单线直径，(mm)。 羯二&口 1 + %口+ 召- 2。) (Q /km)(7)式中a 20 一钢芯铝绞线的电阻温度系数。 根据摩尔根的实验数据，185-400mm2在0-100C之间的电阻 温度系数分别为0.00466/C和 0.00425/C。我国对LGJ400/25及LGJ-400/35的实验数据分别为0.00464/C和0.00429/C。4.2交流电阻导线的交流电阻主要

6、由集肤效应、邻近效应及钢芯的磁滞、涡流损耗而产生的。4.2.1由集肤效应引起的损耗因数集肤效应引起的损耗因数3，由式(8)计算：&+建无式中： xlO4K ”d玖+ 2以5玖+耳玖+D 一钢芯铝绞线外径，(cm)；Ds 一钢芯绞线外径，(cm)。4.2.2由邻近效应引起的损耗因数1.13邻近效应引起的损耗因数3，由式(9)计算:F (-)20.312(-)2 +F 192 + 0.8+ 11 Z+F一 +0.27皿+矿 式中:L 一导电线芯中心间距，(cm)。当导电线芯中心间距L大于5倍钢芯铝绞线外径时，由邻近效应引起的损耗可忽略不计。由集 肤效应和邻近效应引起的损耗因数之和由式(10)计算：

7、(10)导线载流时，假定电流沿导线轴方向的流动略而不计，电流全部沿导线中铝股线的螺旋方向流 动，则由交流产生的磁场强度而引起电阻增量(Q /m):皿源风出-1产虬1冲(11)式中f 一频率，(Hz)；Ag 一钢芯总截面，(cm2 )；m 一铝线的层次；Nm 一第m层铝线的总匝数，(1/cm); Nm =nm / 1 mnm 第m层铝线的根数；1 m第m层铝线的节距长度，(cm);M 一钢芯的综合磁导率；tg6 一磁损耗角正切；N 一导线中铝线的总根数。式中(-1)m-1项为考虑到导线中相邻层铝线的绞向相反，而形成的不同方向的磁通。|J及tg6 两项是由相应的磁场强度H决定的。其磁场强度H由式(

8、12)计算：1027(Oe) (计算磁滞和涡流引起的电阻增量时，一般先设定电流I,计算出磁场强度H,然后从文献1表 4中根据钢丝的直径ds查出相应的p tg6之积，由式(11)计算出 R。为了适应计算机计算& 本文附录程序给出计算AR的回归方程。由钢芯的磁滞和涡流引起的损耗因数由式(13)计算：4.2.3交直流电阻比由上述分析可知，交流电阻为线芯集肤效应、邻近效应及钢芯磁滞、涡流引起的电阻增量与其 工作温度下的直流电阻之总和，其与直流电阻之比。称交直流电阻比：K=l + K】+也(14)钢芯铝绞线载流量的计算按GB 1179-83铝绞线及钢芯铝绞线标准中导线的具体结构和尺寸，经附录程序计算，结

9、 果如表1 (略)。结合我厂出口(54/3.53+7/3.53)规格的钢芯铝绞线为例,计算结果如表2所示。表2出口钢芯铝绞线(54/3.53+7/3.53)载流量的计算线芯结构变量单位数据计算条件变量单位数据铝线根数n1根54环境温度taC40铝单线 直径d1cm0.353导体表面平均温升0C35铝绞线 层数m层3风速Vm/s0.5第一层根数LN根12日照强度IsW/m21000第一层 外径LDcm1.765导线表面辐射系数-0.9第一层节径比LP-15导线表面吸热系数a s-0.9第二层根数LN(2)根18铝线电阻率p 20Q mm2/m0.028264第二层 外径LD(2)cm4.471电阻温度系数a1/C0.0044第二层节径比LP(2)-13导线间距离Lcm31.77第三层 根数LN根24计算结果第三层 外径LDcm3.177辐射散热功率WRW/m25.81374第三层 节径比LP-11对流散热功率WFW/m46.56489铝绞线 外径Dcm3.177吸热功率WSW/m28.593钢丝根数n2根7直流电阻RdQ /m6.793