祝一帆，李高寧，高梓瑞，李彥鋒

(1.三峽大學(xué) 電氣與新能源學(xué)院，湖北 宜昌 443002；2.國網(wǎng)白銀供電公司，甘肅 白銀 730900；3.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司大理供電局，云南 大理 671000)

連續(xù)傾斜地形緊線施工計算軟件開發(fā)和應(yīng)用

祝一帆1，李高寧2，高梓瑞3，李彥鋒3

(1.三峽大學(xué) 電氣與新能源學(xué)院，湖北 宜昌 443002；2.國網(wǎng)白銀供電公司，甘肅 白銀 730900；3.云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司大理供電局，云南 大理 671000)

針對連續(xù)傾斜地形緊線施工計算工作量大，施工設(shè)計十分復(fù)雜的問題，本文通過研究和分析現(xiàn)有連續(xù)傾斜地形緊線施工計算的有關(guān)理論，歸納總結(jié)出一套關(guān)于連續(xù)傾斜地形緊線施工計算的標準計算流程。在此基礎(chǔ)上本文基于VB 6.0的編程環(huán)境，按照所提出的標準計算流程，開發(fā)出一套用于連續(xù)傾斜地形緊線施工的計算軟件。最后，通過人工理論計算與軟件計算相對比的方法，驗證了標準計算流程與開發(fā)軟件的正確性。

連續(xù)傾斜地形；緊線施工；計算流程；VB 6.0

1 引言

在輸電線路工程進行緊線施工時，輸電線路會遇到連續(xù)上下山的情況，由于地形連續(xù)傾斜的原因，會造成連續(xù)傾斜檔。桿塔兩側(cè)相鄰檔架空線的水平張力出現(xiàn)不等的情況，致使導(dǎo)線上的懸垂絕緣子串以及放線滑車向山頂方向偏移[1]。所以，在傾斜檔架線施工的過程時，需要知道各檔的水平應(yīng)力、觀測弧垂以及安裝懸垂線夾時的移印距離。由于其計算過程復(fù)雜，若采用人工計算，浪費人力、物力，而且影響施工進度，同時，大量的復(fù)雜運算過程，正確率方面沒法保證。因此，本文通過歸納總結(jié)出一套關(guān)于連續(xù)傾斜地形緊線施工計算的標準計算流程，并將之開發(fā)為一款計算軟件，計算便捷、精度較高、適用性較強，具有一定的實際工程意義。

2 連續(xù)傾斜地形緊線法施工計算原理

在山區(qū)連續(xù)傾斜地形放線，緊線結(jié)束后懸垂絕緣子串和放線滑車均向山頂方向傾斜的情況，如圖1所示。由于滑輪左右架空線的水平張力不相等，圖1中的滑輪右側(cè)(山頂側(cè))架空線的水平張力比左側(cè)(山下側(cè))架空線的水平張力大，迫使懸垂絕緣子串和放線滑車向山上側(cè)方向偏斜[2]。

連續(xù)傾斜地形緊線施工計算，主要是確定架空線在放線滑輪中平衡穩(wěn)定時各線檔架空線水平張力、最大弧垂，以及安裝懸垂線夾時調(diào)整各線檔架空線線長而使其水平張力統(tǒng)一于設(shè)計要求值H[3]。

圖1 連續(xù)傾斜檔示意圖

2.1 相鄰兩檔最低點間折算高差計算原理

各相鄰兩線檔架空線最低點間的真實折算高差：

(1)

由于每個相鄰兩檔架空線的最低點間真實折算高差的精確計算極為復(fù)雜，但注意到懸垂絕緣子偏斜時，每相鄰兩檔架空線兩最低點間的折算高差與懸垂絕緣子鉛垂時各對應(yīng)的折算高差差別較小。因此，在工程計算中，往往可取懸垂絕緣子鉛垂時的對應(yīng)數(shù)值進行替代[4]，于是有:

(2)

(3)

···

(4)

由以上各式，可以求得y12，y13，…，y1n，即：

y13=y12+y23；

y14=y12+y23+y34=y13+y34；

…

y1n=y12+y23+y34+…+yn-1,n=y1,n-1+yn-1,n

(5)

式中，y1n為第1和i檔弧垂最低點之高差，m；n為耐張段檔數(shù)。

2.2 懸垂絕緣子串偏斜狀態(tài)各檔架空線的水平張力

H1是架空線在放線滑輪中已經(jīng)收緊、懸垂絕緣子串處于偏斜狀態(tài)下的連續(xù)傾斜最低處第1檔架空線水平張力。根據(jù)兩端錨固的連續(xù)傾斜檔，各檔架空線分別在水平張力H1，H2，H3，…,Hn狀態(tài)時的總無應(yīng)變線長與當各檔架空線均為水平張力狀態(tài)時的總無應(yīng)變線長相等的原則可得[5]：

(6)

式中，E為架空線的最終彈性系數(shù)，N/mm2(或MPa)

根據(jù)每個桿塔架空線在放線滑輪中、懸垂絕緣子串偏斜狀態(tài)下各檔架空線力的平衡，得到：

H2=H1+y12ω

H3=H1+y13ω

…

Hn=H1+y1nω

(7)

2.3 懸垂絕緣子串偏斜狀態(tài)觀測檔的最大弧垂測控值

如果要在i檔觀測弧垂，則根據(jù)已求出的i檔導(dǎo)線水平張力Hi采用下式確定弧垂觀測值并將導(dǎo)線收緊

(8)

2.4 懸垂線夾安裝位置

導(dǎo)線的緊線弧垂測量控制完畢后，當各檔導(dǎo)線均處于放線的滑輪中時，如圖2所示，即在各直線桿塔橫擔(dān)中間垂球線與導(dǎo)線之交點處畫印。為避免因懸垂絕緣子串偏斜所引起的檔距變化，故應(yīng)以垂球畫印點為基準偏移一段移印長度，再在新畫印點安裝懸線夾，從而調(diào)整各線檔內(nèi)架空線的線長，以改變各線檔架空線在緊線整定弧垂時的水平張力H1、H2、H3、…、Hn，使之均為設(shè)計要求值H[6]。

n號架空線的實際綜合線長調(diào)整量為：

(9)

圖2 懸垂線夾的安裝位置

式中，ΔLi的值為正值，表示為調(diào)減量；反之為調(diào)增量。

則各直線桿塔移印長度為

SB=ΔL1

SC=SB+ΔL2=ΔL1+ΔL2

SD=SC+ΔL3=ΔL1+ΔL2+ΔL3

?

SF=SE+ΔLn-1=ΔL1+ΔL2+ΔL3+…+ΔLn-1

(10)

式中，SB、SC、SD、…、SF為直線型桿塔B、C、D、…、F處安裝懸垂線夾時，對架空線各自垂球畫印點的移印長度，正值時，表示移印方向為自畫印點向山下側(cè)移；為負值時，移印以自畫印點向山上側(cè)移。

對于末端耐張型桿塔G處對畫印點的移印長度

SG=SF+ΔLn=ΔL1+ΔL2+ΔL3+…+ΔLn

(11)

由于桿塔G處為耐張段終端，不能移動，故對畫印點的移印長度是否為零，是檢驗施工運算有誤差錯的判據(jù)。

3 連續(xù)傾斜地形緊線法施工計算流程

連續(xù)傾斜地形緊線法施工計算模塊設(shè)計流程圖，如圖3所示，對于連續(xù)傾斜檔的弧垂觀測以及移印長度計算，計算的步驟比較單一，但計算過程中還是會有一些連加計算，使得計算的過程較為復(fù)雜。

4 計算軟件設(shè)計

如圖4所示為計算軟件設(shè)計圖，軟件使用界面友好、美觀、直接，操作者可以較好的使用本軟件。對于本軟件，只需將計算所需參數(shù)輸入相應(yīng)的位置后，即可以求得每一基桿塔懸垂線夾安裝位置，輸出的數(shù)據(jù)能夠滿足施工方案制定以及施工技術(shù)研究的需要。

圖3 連續(xù)傾斜地形緊線法施工計算設(shè)計流程圖

圖4 計算軟件設(shè)計圖

5 計算軟件計算精度分析

本文通過圖4中的計算實例，選擇部分數(shù)據(jù)分別對人工計算理論值與本計算軟件計算值進行對比，以對本軟件的正確性進行判斷說明，對比結(jié)果如表1所示。

表1 人工計算理論值與軟件計算值

絕緣子串偏斜狀態(tài)下指定檔最大弧垂人工理論計算結(jié)果：6.982m；絕緣子串偏斜狀態(tài)下指定檔最大弧垂計算機計算結(jié)果：6.987m。

計算機計算結(jié)果與理論計算結(jié)果誤差分析：連續(xù)傾斜地形緊線法施工計算中，人工理論計算的數(shù)據(jù)結(jié)果與計算機計算的數(shù)據(jù)結(jié)果基本上是一致的，其中存在較小的誤差在于人工理論計算過程中部分數(shù)據(jù)有效數(shù)字的位數(shù)保留與計算機計算的有效數(shù)字的位數(shù)保留不同造成的。因此，可以證明，本計算軟件的計算結(jié)果是正確的。

6 結(jié)論

本文開發(fā)的連續(xù)傾斜地形緊線施工計算軟件，是基于現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)，通過對現(xiàn)有連續(xù)傾斜地形緊線施工理論的研究及分析，歸納總結(jié)出了一套關(guān)于連續(xù)傾斜地形緊線施工計算的標準計算流程，根據(jù)此流程基于VB6.0開發(fā)出相應(yīng)的計算軟件。最后，對本軟件計算結(jié)果與人工理論計算結(jié)果進行分析分析，兩種計算結(jié)果基本相同。因此，本軟件的計算結(jié)果符合實際工程需要，對實際工程操作具有一定的指導(dǎo)意義。

[1] 孟遂民,孔偉.架空輸電線路設(shè)計[M].北京：中國電力出版社,2007.08.

[2] 李博之.高壓架空輸電線路施工技術(shù)手冊 架線工程計算部分[M].2版.北京:中國電力出版社,1998.

[3] 韓文光.架空線代表檔距與線長的關(guān)系[J].電力建設(shè),1987,1:19-22.

[4] 李博之.連續(xù)檔中含有大高差(大跨距)檔的緊線施工計算[J].電力建設(shè),2001,2:12-17.

[5] 黃俊杰.桿塔架線連續(xù)傾斜檔施工計算方法的探討[J].電力建設(shè),2006,3:43-45.

[6] 李博之.高壓架空輸電線路架線施工計算原理[M].2版.北京：中國電力出版社，2008.01.

Development and Application of Calculation Software for the Construction of Continuous Sloping Terrain

ZHU Yi-fan1,LI Gao-ning2,GAO Zi-rui3,LI Yan-feng3

(1.College of Electronic Engineering & New Energy,China Three Gorges University,Yichang 443002,China;2.State Gird Baiyin electric power supply company,Baiyin 730900,China;3.Yunnan power Grid Co.Ltd.Dali Power Supply Bureau,Dali 671000,China)

It is very complicated to calculate the construction of the continuous sloping terrain,This paper summarizes a set of standards of the Construction of Continuous Sloping Terrain calculation process through researching exised theories about the Construction of Continuous Sloping Terrain calculation.Besides that,the calculation process is designed to a calculation software for the Construction of Continuous Sloping Terrain calculation which is based on VB 6.0 programming environment.Finally,the correctness of the standard calculation process and the software is verified by the comparison of the theoretical calculation and the software calculation.

continuous sloping terrain;stringing construction;calculation flow;VB 6.0

1004-289X(2017)01-0028-04

TM72

B

2016-07-29

祝一帆(1992 -)，男，碩士研究生，主要研究方向：輸電線路工程技術(shù)方向。