輸電線路連續(xù)上下山檔導(dǎo)線弧垂調(diào)整技術(shù)

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摘要：架空輸電線路長期暴露在野外環(huán)境當(dāng)中，隨著線路運(yùn)行時(shí)間的增加及周圍環(huán)境變化，輸電線路導(dǎo)線的弧垂也會發(fā)生變化，造成導(dǎo)線對地或?qū)豢缥锏木嚯x不能滿足安全要求。尤其是地形高差較大的山區(qū)，輸電線路的安全系數(shù)較小，對電線弧垂發(fā)生變化的路段必須及時(shí)調(diào)整，確保導(dǎo)線對地或?qū)ㄖ锏陌踩嚯x。文中簡單介紹了導(dǎo)線長和弧垂之間的關(guān)系，深入研究了輸電線路連續(xù)上下山檔導(dǎo)線弧垂調(diào)整技術(shù)。

關(guān)鍵詞：輸電線路；弧垂觀測；調(diào)整技術(shù)

引言

高山區(qū)送電線路工程一般因山高或連續(xù)上下山等因素，導(dǎo)致相鄰塔位高差和檔距較大，緊線過程中弧垂調(diào)整難度很大。輸電線路弧垂對地距離不足則威脅人們的出行安全和用電質(zhì)量，因此導(dǎo)線弧垂觀測和調(diào)整對送電線路工程建設(shè)中異常重要[1]。本次論文針對高山區(qū)的地形特點(diǎn)，研究220kV及500kV送電線路連續(xù)上下山檔導(dǎo)線弧垂觀測和調(diào)整技術(shù)，以期為我國高山區(qū)架空輸電線路一線人員的工作提供幫助。

1.弧垂觀測與調(diào)整技術(shù)

選擇合適的觀測檔可以全面掌握和控制緊線段的應(yīng)力狀態(tài)，對弧垂的觀測和準(zhǔn)確計(jì)算意義重大，選擇觀測檔時(shí)應(yīng)遵循四點(diǎn)原則：①選擇的觀測檔要具備代表性，例如在重要的被跨越物附近可以設(shè)置觀測檔；②觀測檔的位置設(shè)計(jì)要呈均勻分布狀態(tài)，在相鄰觀測檔中線檔保持在四個(gè)以下；③選擇時(shí)以檔距大，懸掛點(diǎn)高差小的直線檔為優(yōu)先考慮對象；④選擇對鄰近線檔具有極大檢測范圍的塔號。

輸電線路弧垂觀測和調(diào)整必須遵循以下程序：首先收緊導(dǎo)線并調(diào)整距離緊線場最遠(yuǎn)觀測檔的弧垂，確保其滿足導(dǎo)線弧垂要求，之后放松導(dǎo)線并調(diào)整距離緊線場次遠(yuǎn)觀測檔的弧垂，保證弧垂合格或者略大于導(dǎo)線弧垂要求，再收緊導(dǎo)線并調(diào)整距緊線場第三遠(yuǎn)觀測當(dāng)弧垂，調(diào)整合格后以此類推，至所有觀測檔調(diào)整完畢。此項(xiàng)工作完成僅僅是完成了導(dǎo)線弧垂的粗調(diào)，各導(dǎo)線之間的弧垂設(shè)計(jì)存在一定偏差，因此必須通過精調(diào)使弧垂處于允許的誤差范圍之內(nèi)，具體操作為：用手扳動葫蘆對同相子導(dǎo)線進(jìn)行逐根細(xì)調(diào)，盡量調(diào)整導(dǎo)線與十字絲的視線相切，操平后方可在塔上畫印。在觀測和跳線的過程中需要特別指出：要先收緊中相導(dǎo)線再收緊邊相導(dǎo)線，先收緊最高導(dǎo)線再處理低處導(dǎo)線，同相的四根子導(dǎo)線要對稱進(jìn)行，盡量先收緊滑車最邊上的兩根子導(dǎo)線確?；嚻胶?，同相子導(dǎo)線要基本保持同時(shí)收緊且速度不宜過快，而且同一觀測檔中同相子導(dǎo)線要同時(shí)放松或同時(shí)收緊，否則可能導(dǎo)致非觀測檔子導(dǎo)線弧垂出現(xiàn)不平現(xiàn)象。

在高山區(qū)調(diào)線過程中常常因?yàn)樯礁?，塔位的相對高差較大，加之連續(xù)上下山和跨越較大等原因，導(dǎo)致若放松少量導(dǎo)線則松不過塔位，若放松大量導(dǎo)線則緊線場導(dǎo)線弧垂過低難以滿足要求，對于這種情況就必須通過收緊導(dǎo)線是遠(yuǎn)端觀測檔弧垂?jié)M足要求后，使用拉子機(jī)或者白棕繩等借助塔身在受控塔位進(jìn)行空中反向臨錨，以此來保證調(diào)整好的觀測檔弧垂不再變化，于所有觀測檔弧垂均合格后畫印解除臨錨[2]。

2.上下山連續(xù)檔耐張段弧垂調(diào)整

對于上下山連續(xù)檔導(dǎo)線弧垂調(diào)整可以忽略耐張絕緣子串載荷或耐張桿塔傾斜對線長造成的影響。取耐張絕緣字串的E、α，復(fù)測檔選擇K檔，將?k設(shè)為復(fù)測弧垂，將?k0設(shè)為竣工弧垂，則可以得到：

?k = L2k×g/（8σcosΨk）

?k0 = L2k×g/（8σ0cosΨk） （1）

線長與弧垂的關(guān)系式為：

S = L/cosΨ + L3g2cosΨ/（24σ2） （2）

公式中S為線長，L為檔距。將（2）式展開后取前兩項(xiàng)計(jì)算，調(diào)線是應(yīng)力發(fā)生變化導(dǎo)致導(dǎo)線彈性變化量：

Σni=1SEi=（σ0-σ）/E×Σni=1（Li/cos2Ψi）（3）

根據(jù)關(guān)系式可以得出：

耐張段總線長的調(diào)整量△S=耐張段實(shí)際總線長Σni=1Si-耐張段要求總現(xiàn)長Σni=1S0i+耐張段總線長彈性伸縮量Σni=1SEi 。

實(shí)際調(diào)整弧垂時(shí)一般都在耐張塔端進(jìn)行，但是由于調(diào)節(jié)板的調(diào)節(jié)范圍固定，耐張線夾和U型掛環(huán)又存在一定的制造長度，因此得出的△S就存在以下關(guān)系：

△S = n1SX + n2Sb + n3SB + 2n4SU （4）

因?yàn)檫B續(xù)檔耐張段均較長，如果（4）式計(jì)算得出的△S量相對較小，線長微量變化導(dǎo)致弧垂變化量已經(jīng)分散到各個(gè)線檔，弧垂變化量很小，此時(shí)弧垂不可調(diào)；如果△S量相對較大，則表示導(dǎo)線弧垂調(diào)整存在粗差，應(yīng)逐檔調(diào)整，到耐張塔時(shí)按照孤立檔調(diào)整 即可。

3.孤立檔弧垂調(diào)整

對于連續(xù)上下山檔導(dǎo)線孤立檔弧垂調(diào)整來說，因?yàn)閷?dǎo)線掛上之后兩端均安裝有耐張的絕緣子串，因此需要考慮導(dǎo)線載荷對弧垂造成的影響。取絕緣子串的的E、α，將絕緣子串的長度設(shè)為λ，弧垂復(fù)測值為?，經(jīng)竣工要求弧垂設(shè)為?0，則可以得出以下公式：

? = L2×g/（8σcosΨ）K

?0 = L2×g/（8σ0cosΨ）K （5）

導(dǎo)線實(shí)際懸線長度為：

S = L/cosΨ + L3g2/（24σ2）× cosΨ × k2

設(shè)計(jì)的懸線長度為：

S0 = L/cosΨ + L3g2/（24σ02）× cosΨ × k2 （6）

式中 k2表示兩端絕緣子串對線長的影響系數(shù)。調(diào)整線長時(shí)應(yīng)根據(jù)應(yīng)力變化導(dǎo)致的彈性伸縮量為：

SE =（σ0-σ）× L/cosΨ

得到 △S = S - S0 + SE （7）

公式（7）為孤立檔導(dǎo)線變化量與弧垂變化量的關(guān)系，在實(shí)際調(diào)線時(shí)，可以將k的數(shù)值看作1，此外因?yàn)槟蛷埶R時(shí)拉線的松緊程度對弧垂產(chǎn)生的影響，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于因?qū)Ь€自動產(chǎn)生的彈性伸縮梁對弧垂產(chǎn)生的影響，因此SE 量可以忽略不計(jì)，由此可得：

S = L/cosΨ + 8（cos3Ψ/3L）× ?2

將上式作微分處理得到：

△S =16（cos3Ψ/3L）× ?× △?

需要注意的時(shí)（5）式當(dāng)中計(jì)算弧垂時(shí)L在中導(dǎo)線和左右邊導(dǎo)線之間的值是不相同的，只有中導(dǎo)線和設(shè)計(jì)的值相同，其他兩邊導(dǎo)線需要通過實(shí)測檔距并進(jìn)行計(jì)算得其弧垂?；〈沽坑?jì)算出之后，調(diào)整孤立檔導(dǎo)線弧垂的具體方法為：在一側(cè)打好臨時(shí)拉線之后，再于另一側(cè)調(diào)整導(dǎo)線弧垂，直到滿足導(dǎo)線架設(shè)要求為止。

山區(qū)天氣多變，容易遭遇雨雪或者大風(fēng)天氣，其中風(fēng)力對緊線施工會造成很大干擾，在緊線過程中若遇到有風(fēng)天氣，導(dǎo)線擺動嚴(yán)重干擾觀測，會造成子導(dǎo)線及相之間出現(xiàn)不平整的現(xiàn)象，針對這一點(diǎn)，施工人員與高山區(qū)施工時(shí)應(yīng)盡量選擇上午時(shí)段緊線施工，逐一趕線安裝其他的附件設(shè)備，可以有效降低風(fēng)力對緊線的影響。而且大量實(shí)踐證明使用逐檔趕線安裝附件對弧垂進(jìn)行調(diào)整，可以大大降低高山或高原天氣、大風(fēng)及氣溫惡劣環(huán)境的施工難度，不僅可以縮短施工周期，而且也能使得弧垂觀測一步到位，避免因反復(fù)施工造成的人力和材料浪費(fèi)[3]。

4.結(jié)論

高山區(qū)弧垂觀測和調(diào)整有其自身的特點(diǎn)，主要的問題則是明確架空導(dǎo)線長度與弧垂的關(guān)系，當(dāng)設(shè)計(jì)者給定了某一段耐張線的長度時(shí)，之后的工作則是確保架空線的實(shí)際長度與設(shè)計(jì)值相一致，或者盡可能縮小兩者之間的誤差，以此來滿足輸電線路的送電安全要求。總之，通過上述計(jì)算方法用于調(diào)整連續(xù)上下山檔導(dǎo)線弧垂，工作快捷可有效減少檢修線路的停電時(shí)間，提高供電的可靠性，而且也能減輕工作復(fù)雜度，提高工作效率，減低架空線一線工作人人員的勞動強(qiáng)度，經(jīng)濟(jì)效果顯著，可以將其推廣到供電系統(tǒng)當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鴻.架空輸電線路弧垂變化的原因及調(diào)整計(jì)算方法[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，9（02）：17-18.

[2]姚陳果，張磊，李成祥，李宇，左周.基于力學(xué)分析和弧垂測量的導(dǎo)線覆冰厚度測量方法[J].高電壓技術(shù)，2013，14（05）：1204-1209.

[3]聶世民，徐軍.架空輸電線路連續(xù)上下山以及多耐張段連續(xù)緊線的計(jì)算機(jī)算法[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2010，21（02）：122-123.