王志遠(yuǎn)，王海波，張傳成，李海洋

（北京送變電有限公司，北京 102401）

裝配式架線是指在架線施工前先根據(jù)導(dǎo)線弧垂計(jì)算出架線段內(nèi)每根子導(dǎo)線所需的長(zhǎng)度，然后在地面依次完成導(dǎo)線的測(cè)量、斷線、壓接耐張線夾等操作，最后現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施導(dǎo)線展放、掛線和附件安裝等施工。與常規(guī)架線方式相比，裝配式架線減少了弧垂觀測(cè)、劃印和高空壓接等工序，減少了高空作業(yè)量，縮短了施工周期，提高了施工安全性和質(zhì)量工藝水平，適用于有時(shí)間和空間限制的架線工程。

目前針對(duì)裝配式架線的研究較多，文獻(xiàn)［1-6］從檔距、高差、桿塔撓度、塑蠕伸長(zhǎng)和導(dǎo)線彈性模量等角度研究了影響裝配式架線導(dǎo)線長(zhǎng)度計(jì)算的因素，并建立了導(dǎo)線長(zhǎng)度的數(shù)學(xué)計(jì)算模型；文獻(xiàn)［7］采用激光掃描和激光測(cè)速儀等現(xiàn)代化測(cè)量設(shè)備進(jìn)行掛點(diǎn)坐標(biāo)和導(dǎo)線線長(zhǎng)精確測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)裝配式架線測(cè)量快速化；文獻(xiàn)［8］提出采用模擬各相導(dǎo)線轉(zhuǎn)角度數(shù)來推導(dǎo)雙掛點(diǎn)內(nèi)外肢調(diào)整長(zhǎng)度的方式來計(jì)算雙掛點(diǎn)時(shí)的導(dǎo)線線長(zhǎng)。綜上所述，現(xiàn)有研究都表明精確計(jì)算導(dǎo)線線長(zhǎng)是裝配式架線的關(guān)鍵點(diǎn)，但是多掛點(diǎn)的存在導(dǎo)致不能直接精確計(jì)算導(dǎo)線線長(zhǎng)。本文通過建立基于基準(zhǔn)線理論的裝配式架線多掛點(diǎn)導(dǎo)線線長(zhǎng)計(jì)算模型，配合相應(yīng)串長(zhǎng)測(cè)量方法，精確計(jì)算多掛點(diǎn)時(shí)裝配式架線多分裂導(dǎo)線的長(zhǎng)度，解決裝配式架線多掛點(diǎn)導(dǎo)線線長(zhǎng)的計(jì)算難題，使得多掛點(diǎn)、多分裂導(dǎo)線輸電線路裝配式架線工藝更進(jìn)一步。

1 基準(zhǔn)線計(jì)算模型

裝配式架線工藝的要點(diǎn)之一是精確計(jì)算導(dǎo)線的長(zhǎng)度，以將弧垂誤差控制在規(guī)程規(guī)范要求的范圍內(nèi)。耐張絕緣子串多掛點(diǎn)的存在造成每一根子導(dǎo)線在鐵塔橫擔(dān)上沒有對(duì)應(yīng)的直接掛點(diǎn)，如圖1所示。同時(shí)推算每一根子導(dǎo)線在鐵塔橫擔(dān)上的掛點(diǎn)又難度很大，導(dǎo)致不能直接精確計(jì)算裝配式架線所需的每一根子導(dǎo)線的長(zhǎng)度。

圖1 雙掛點(diǎn)耐張絕緣子串示意

為解決由于多掛點(diǎn)產(chǎn)生的導(dǎo)線線長(zhǎng)計(jì)算問題，建立了基于基準(zhǔn)線理論的多掛點(diǎn)裝配式架線導(dǎo)線線長(zhǎng)計(jì)算模型。外肢掛點(diǎn)在鐵塔橫擔(dān)上的掛點(diǎn)為SG外，內(nèi)肢掛點(diǎn)在鐵塔橫擔(dān)上的掛點(diǎn)為SG內(nèi)，如圖2 所示。首先通過掛點(diǎn)SG外點(diǎn)做外肢的垂線，建立計(jì)算基準(zhǔn)線，第i號(hào)子導(dǎo)線在計(jì)算基準(zhǔn)線上的虛擬掛點(diǎn)為JXGi，如圖3 所示。

圖2 雙掛點(diǎn)耐張絕緣子內(nèi)外肢示意

圖3 基準(zhǔn)線理論計(jì)算示意

從圖2 可以得出，第i號(hào)子導(dǎo)線的計(jì)算檔距LLJS檔距i和計(jì)算高差LLJS高差i分別與以外肢掛點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)的檔距和高差是一致的，因此可以按下式計(jì)算：

式中l(wèi)——以外肢掛點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)的水平距離，m；h——以外肢掛點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)的掛點(diǎn)高差，m。

則第i號(hào)子導(dǎo)線的高差角φ為

第i號(hào)子導(dǎo)線的水平張力H可按下式計(jì)算：

式中f——第i號(hào)子導(dǎo)線所在相的導(dǎo)線竣工弧垂，m；ω——導(dǎo)線單位長(zhǎng)度重力，N·m-1；ω0——耐張絕緣子串折算單位長(zhǎng)度重力，N·m-1；λ——第i號(hào)子導(dǎo)線虛擬耐張絕緣子串長(zhǎng)度，即為按外肢調(diào)整長(zhǎng)度計(jì)算的與基準(zhǔn)線理論相對(duì)應(yīng)的耐張絕緣子串長(zhǎng)度，m。

耐張絕緣子串折算單位長(zhǎng)度重力ω0按下式計(jì)算：

式中G0——耐張絕緣子串自重力，N；n——每相導(dǎo)線子導(dǎo)線的分裂數(shù)。

則有第i號(hào)子導(dǎo)線虛擬掛點(diǎn)間的架空懸線長(zhǎng)度［9］為

式中K——兩端懸掛點(diǎn)有耐張絕緣子串時(shí)的線長(zhǎng)增大系數(shù)。

當(dāng)一端有絕緣子串時(shí)K取K1，兩端均有絕緣子串時(shí)K取K2。K1和K2分別按式（7）和式（8）計(jì)算：

則有第i號(hào)子導(dǎo)線實(shí)際導(dǎo)線長(zhǎng)度為

從上述計(jì)算過程可以得出，從第i號(hào)子導(dǎo)線的實(shí)際導(dǎo)線長(zhǎng)度可以按照以外肢掛點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)的基于基準(zhǔn)線理論的裝配式架線多掛點(diǎn)導(dǎo)線線長(zhǎng)計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算。

2 線長(zhǎng)計(jì)算實(shí)例

基于基準(zhǔn)線理論的多掛點(diǎn)裝配式架線線長(zhǎng)計(jì)算模型在1 000 kV 張北—雄安特高壓交流線路工程1S002-1S003 耐張段進(jìn)行了工程應(yīng)用。首先采用全站儀測(cè)量?jī)蓚€(gè)耐張塔掛點(diǎn)間的水平距離和高差，如圖4 所示。

圖4 1S002-1S003 耐張段掛點(diǎn)間的水平距離和高差測(cè)量示意

1S002-1S003 耐張段各相外肢掛點(diǎn)間的水平距離和高差測(cè)量結(jié)果如表1 所示。

表1 1S002-1S003 耐張段各相外肢掛點(diǎn)間的水平距離和高差測(cè)量結(jié)果

根據(jù)測(cè)量的外肢掛點(diǎn)間的水平距離和高差，采用所建立的計(jì)算模型計(jì)算各相子導(dǎo)線的虛擬架空懸線長(zhǎng)度、虛擬耐張絕緣子串長(zhǎng)度和每根子導(dǎo)線的實(shí)際線長(zhǎng)，結(jié)果如表2 所示。通過測(cè)量導(dǎo)線的竣工弧垂及子導(dǎo)線分裂間距并進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果表明采用該計(jì)算模型計(jì)算的導(dǎo)線線長(zhǎng)進(jìn)行的裝配式架線符合規(guī)程規(guī)范要求。

表2 1S002-1S003 耐張段右上相導(dǎo)線線長(zhǎng)計(jì)算結(jié)果 m

3 結(jié)語

本文建立的基于基準(zhǔn)線理論的裝配式架線計(jì)算模型能夠精確計(jì)算多掛點(diǎn)與多分裂導(dǎo)線輸電線路裝配式架線導(dǎo)線的線長(zhǎng)，并且已經(jīng)成功應(yīng)用于1 000 kV 張北—雄安特高壓交流線路工程。實(shí)踐證明，采用該模型計(jì)算的多掛點(diǎn)裝配式架線的導(dǎo)線線長(zhǎng)精度滿足輸電線路工程規(guī)程規(guī)范的要求，可為以后類似工程施工積累了經(jīng)驗(yàn)。