Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 40. 1 november 1955 - Luftledningars termiska belastningsförmåga, av Kjell Norbäck
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
902
TEKNISK TIDSKRIFT
den relativa variationen i föroreningshalt mellan
olika aluminiumsorter är mindre än för
kopparsorterna. Undersökningarna av
åldringsegenskaperna hos aluminium har därför gett mer
entydiga resultat än de för koppar.
Åldringen, dvs. minskningen i brotthållfasthet,
sker inte proportionellt med tiden, om man
håller en konstant temperatur hos en
strömbelas-tad lina1-2. Om man med linans livslängd menar
den tid det dröjer innan brotthållfastheten
sjunkit till sitt lägsta tillåtna värde (för kopparlinor
23,2 kp/mm2) fordras endast 1,7 % av denna tid
för att brottlasten skall ha sjunkit med 20 %
från sitt begynnelsevärde. Brottlasten minskar
med 10 % redan efter ca 0,65 % av tiden för en
fullständig åldring.
Med ledning av de åldringsprov, som utförts,
har man föreslagit vissa maximaltemperaturer
för blanka ledare av koppar eller aluminium i
friledningar. Sätter man gränsen för en linas
funktionsduglighet vid 80 % av
begynnelsebrott-lasten har man sålunda bestämt en viss
livslängd för linan om denna konstant håller
maximaltemperaturen.
Normalt brukar man räkna med en livslängd
hos en friledningslina på ungefär 20 år.
Sänkningen i brottlast med 20 % sker dels under
normal drift med måttliga temperaturer hos linan,
dels ibland under längre tids drift (1—2 år) med
utnyttjande av högsta möjliga
överföringsförmåga hos ledningen, dels även under sådana
kortvariga driftstörningar som kortslutningar
och jordslutningar.
Maximalt tillåtna lintemperaturer
Ur praktisk synpunkt sönderfaller problemet
med linans åldring i två problem, nämligen å ena
sidan bestämningen av sambandet mellan
begyn-nelsebrottlastens sänkning som funktion av
linans temperatur och den tid denna temperatur
är rådande, å andra sidan bestämningen av
sambandet mellan strömbelastning och linans
övertemperatur.
På flera skilda håll synes man vara överens om
att sätta den maximalt tillåtna
drifttemperaturen hos kopparlina till -j- 70°C. För
aluminium skulle man kunna tillåta -f- 125°C, vilket
alltså skulle motsvara en stålaluminiumlinas
maximala drifttemperatur. Vid dessa
temperaturer har begynnelsebrottlasten sjunkit med 20 %
efter drygt ett år, varför en sådan hög
temperatur hos linan endast får råda någon månad eller
upp till högst ett halvt år sammanlagt under
linans ungefär tjugoåriga livstid.
För stålaluminiumlinor torde man inte i
praktiken kunna tillåta temperaturen -f- 125°C,
emedan nedhängningen kommer att bli otillåtet stor,
särskilt vid de högsta systemspänningarna, och
även emedan krypning hos aluminium kan
befaras. En 455 mm2 ferallinas nedhängning i ett
normalt 280 m spann i en 200 kV ledning ökar
med ca 240 cm om lintemperaturen stiger från
+ 50°C till + 125°C. För kopparlinor är
nedhängningen vid -f- 70°C ca 0,5 m över den vid
-f- 50°C. För stålaluminiumlinor föreslår man i
praktiken den maximala drifttemperaturen
80°C, vid vilken nedhängningen normalt är högst
1 m större än den vid -f- 50°C.
Vid kortvariga driftstörningar såsom kortslutningar och
jordslutningar kan avsevärt högre temperaturer än
nämnda + 70°C och + 80°C erhållas. På en del håll anser man2
att ledarens halva åldring, dvs. 10 °/o sänkning av
begyn-nelsebrottlast, sker under dessa driftstörningar. SEK:s
normkommitté 41 har föreslagit maximitemperaturen
+ 150°C för koppar och + 200°C för aluminium vid
dylika kortvariga driftstörningar under förutsättning att den
sammanlagda uppvärmningsperioden icke överstiger en
timme under ledarens livstid.
Uppvärmningen av ledaren under utlösningstiden erhålles
på följande sätt. Den värmeenergi, som tillföres under
utlösningstiden är
r- R t = c (T’— T)
där I är felströmmen i A, R är ledarens resistans i ohm/m
vid medeltemperatur, t är utlösningstiden i s, c är ledarens
specifika värme i Ws/m C, T’ är ledarens sluttemperatur i
°C samt T är ledarens begynnelsetemperatur i °C.
För resistansen R kan följande uttryck användas
T’ + T
M +
R = Rf •
M + T
där Rt är ledarens resistans i ohm/m vid temperaturen
T°C, M är 228,1 för aluminium och 241,5 för hårddragen
koppar.
Ur dessa två uttryck erhålles sluttemperaturen
/2
r =
t-RT-(m+ I) +c-T-(M + T)
c (M + T)- I2 t
Rt
T
Värdena på c och Rt kan efter viss omräkning erhållas ur
tabell 1.
Som exempel på en dylik beräkning kan väljas en 70 kV
ledning med 120 mm2 kopparlinor. Kortslutningseffekten
är 1 000 MVA vid 77 kV. Distansskydd antas utlösa en
trefasig kortslutning på 0,6 s. Ledningen har före
kortslutningen antagits vara relativt hårt belastad, varvid
lin-temperaturen varit + 60°C. Sluttemperaturen blir 74,6°C.
Man finner att åldringen hos linan icke påverkas
märkbart genom en dylik kortslutning.
Tabell 1. Tekniska data för kallbearbetat ledningsmaterial
vid + 15°C.
Koppar Alumi- Mjukt Hårt
nium stål stål
Specifik resistans
ohm per km och
17,5 28 125 150—300
Specifik vikt .... 8,9 2,7 7,7 7,7
Brottgräns kp/mm2 40—44 16—23 45—60 120—150
Elasticitetsmodul
kp/mm2 ........ 10 000 5 200 18 000 18 000
Längdutvidgnings-
koefficient 10"7C 17 23 11 11
Specifikt värme
cal/g C ........ 0,091 0,214 0,111 0,114
Värmeledningsför-
måga cal/cm s C 0,92 0,50 0,14—0,17 0,06—0,12
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
