电线弧垂的快速估算

第６期（总第１５０期）　山　西　电　力　ＮＯ．６（Ｓｅｒ．１５０）　２００８年１２月　ＳＨ　ＡＮＸＩ　ＥＩ　ＥＣＴＲＩＣ　Ｐ０ＷＥＲ　Ｄｅｃ．２００８　电线弧垂的快速估算　温燕萍，苏晓学　（运城市电力设计院，山西运城０４４０００）　摘要：根据高压输电线路设计中需要在现场快速计算电线弧垂的情况，提出一种近似而有效的计　算方法，对于确定杆塔高度、选择线路路径、校验跨越物的安全距离有着十分重要的作用。　关键词：架空线；弧垂；快速计算　中图分类号：ＴＭ７２６．１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７１—０３２０（２００８）０６—００４３－０２　Ｏ　引言　式中：　Ｆ——挡距最大弧垂；　Ｋ——定位模板值；　在高压输电线路设计中，需要在现场快速计算　Ｌ——挡距值。　出电线弧垂的有以下几种情形：高压输电线路的杆　根据导线应力特性曲线，可以确定出某一代表　塔由于地形、地基缺陷等原因需要移动杆塔位　挡距下的定位Ｋ值，从而计算出挡内的最大弧垂。　置，校验交叉跨越距离；线路测量选线过程中，需　当挡距变化△Ｌ时　要初步确定跨越档的杆塔选型，以保证能够安全跨　Ｆ—Ｋ・（Ｌ＋△Ｌ）　／４一　越，从而迅速做出比较，选择出切实合理的线路路　（Ｋ／４）・（Ｌ　＋２Ｌ・△Ｌ＋△Ｌ　）。　径；线路初步设计中需基本确定杆塔选型及数量，　其中，当挡距变化不大时（△Ｌ很小），代表　做出工程费用估算。　挡距基本没有变化，故Ｋ值基本保持不变，Ｋ／４　１　电线弧垂的计算方法　可看做常量；△Ｌ　趋于无穷小，可忽略不计。则增　量２Ｌ・△Ｌ与Ｌ　的比值２ＡＬ／Ｌ即为弧垂增量的百　对于悬挂在２个固定点的１根柔软的且重量沿　分比。　线长均匀分布的绳索，其所形成的形状为“悬链　表１　Ｋ为定值挡距不同时弧垂变化　线”¨１］。在输电线路中，当所使用的挡距足够大时，　挡距　变化挡距　弧垂　变化弧垂变化弧垂考虑△Ｌ时变　Ｌ／ｍ　ＡＬ／ｍ　Ｆ／ｍ　百分比／　△Ｆ／ｍ化弧垂ＡＦ／ｍ　电线材料的刚性影响可以忽略，同时电线的重量系　１０．Ｏ０　０．１０３　沿线长均匀分布，则电线悬挂形状也可认为是“悬　２０．００　０．２１０　链线”。　５．００　０．２０３　１０．００　０．４１０　悬链线方程一般有平抛物线、斜抛物线和双曲　３．３３　０．３０３　６．６７　０．６１０　线３种型式，在丘陵平地上采用平抛物线方程就可　２．５０　０．４０３　０．８１０　满足精度要求。　５．００　２．００　０．５０３　４．００　１．０１０　２档内最大弧垂的计算方法　从表ｌ和表２数据可以看出：杆塔位移越大，　平抛物线法方程　对电线弧垂的影响就越大；随挡距的增大，杆塔位　Ｆ—Ｋ・Ｌ　／４．　移对电线弧垂的影响越小；由△Ｌ　引起的弧垂增　量￣ｔＯＪ，，完全可以忽略不计；随定位Ｋ值的增大，　杆塔位移引起的电线弧垂变化越大。　收稿１３期：２００８—０４—２３，修回日期：２００８—０９—３０　作者简介：温燕萍＜１９７６一），女，山西运城人，１９９８年毕业于太　根据以上讨论，可以快速计算出杆塔位移后引　原理工大学电机及控制专业，工程师；　起的弧垂变化，从而确定设计方案。　苏晓学（１９７６一），男，山西运城人，１９９８年毕业于华　例如，有１挡距为３２４　ｍ，挂线点高度为　北电力大学电气技术专业，工程师。　１５　ｍ，定位Ｋ值为０．０００　３，地势平坦，看杆塔位　・　４３　・　山　西　电　力　２００８年第６期　移８　ｍ弧垂变化有多少，假定挡距值为３００　ｍ，可　以口算得出最大弧垂变化值为３００×８×２×０．０００　３÷　从表３数据可以看出：当交叉点距杆塔较近　时，进行估算时，弧垂变化不大；当交叉点距杆塔　４—０．３６　ｍ，实际弧垂变化值为０．３９４　ｍ，能够满　足误差要求；挡内最大弧垂估算值为３　２０２×　０．０００　３÷４—７．６８　ｍ，实际最大弧垂值为３　２４２×　较远时，估算值与实际值出入较大，宜采用实际值　进行计算；随档距的增大，估算值与实际值出入较　大，宜采用实际值进行计算。　０．０００　３÷４—７．８７　ｍ，同样能够满足误差要求。　表２档距为定值Ｋ值不同时弧垂变化表　档距　Ｌ／ｍ　随杆塔位移值的增大，电线弧垂的变化率增　大；交叉点距杆塔越远，电线弧垂的变化率反而　越小。　Ｋ值　（１０　）　弧垂变化弧垂２０．００　２０．００　变化弧垂考虑△Ｌ时变　ＡＦ／ｍ０．１５　０．２Ｏ　Ｆ／ｍ百分比／　化弧垂ＡＦ／ｍ　根据电线弧垂的计算公式，当杆塔位移ＡＸ　后，交叉点处的弧垂值为　Ｆ—Ｋ・（Ｘ＋ＡＸ）・ｆ（Ｌ＋△Ｘ）一（Ｘ＋　１０．００　１０．００　０．３０　０．４０　６．６７　６．６７　５．ＯＯ　０．４５　０．６Ｏ　０．６０　△Ｘ）｝一Ｋ・　（Ｘ＋ＡＸ）　・　（Ｌ—Ｘ）。　５．００　４．００　４．００　０．８０　０．７５　１．００　４杆塔位置变化后对交叉点处的弧垂影响　分析　电线弧垂的变化率为△Ｘ／Ｘ，因此，弧垂变化　率与杆塔位移值和交叉点位置的比值有关，随其比　３两基杆塔间某点处电线弧垂的计算方法　在实际应用中，除了要确定挡内最大弧垂外，　值的变化而变化，杆塔位移值和交叉点位置的比值　越大，则弧垂变化率越大，比值越小，则弧垂变化　率越小。　根据以上分析，在定位时通过实测现有的交叉　有时还需要确定某一点的电线弧垂变化，特别是在　有交叉跨越物的时侯，必须要知道电线对交叉物的　跨越距离是否满足要求。　按平抛物线法方程，档距内某点的弧垂为　Ｆ—Ｋ・Ｘ・（Ｌ・Ｘ）一Ｋ・（Ｌ・Ｘ—Ｘ　）　跨越距离，就可很快得出位移后的交叉跨越距离是　否满足要求，从而确定杆塔的位移值。需要注意的　是，当交叉点距离杆塔较远时，尽管弧垂的变化率　较小，但是弧垂值的变化却是很大。　当Ｘ值远小于Ｌ时，Ｘ　项引起的弧垂变化值　很小，可以忽略不计，交叉点处的弧垂主要由　Ｌ・ｘ项决定，根据挡距Ｌ值的大小，一般可以近　似取值，快速估算。　表３估算弧垂与实际弧垂比较表　实际　估算　交叉点　估算交　估算　实际　挡距Ｌ／ｍ挡距Ｌ／ｍ　Ｘ／ｍ叉点Ｘ／ｍ弧垂Ｆ／ｍ弧垂Ｆ／ｍ　Ⅲ　１１。　８　１０　５　结束语　综合以上分析，在确定了电线选型、气象条　件、相应的交叉点位置后，可以很快估算出电线的　弧垂变化，从而确定合适的杆塔位置。这种方法仅　适用于高差变化不大的丘陵平地中，对于高差变化　较大的山地一般不适用，仅当２杆塔位高差接近　时，亦可采用。　参考文献：　［１］　国家电力公司东北电力设计院．电力工程高压送电线路设计　手册（第二版）ｒＭ］．北京：中国电力出版社，２００２．　。。ｚ　ｚ　ｚ　。　３１２　３１。　：　８　：　１０　。ｚ　。　５ｌＯ　４　：　１５０　０５３　２１　Ｆａｓｔ　Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｌｉｎｅ’Ｓ　Ｓａｇ　ＷＥＮ　Ｙａｎ—ｐｉｎｇ，ＳＵ　Ｘｉａｏ－ｘｕｅ　（Ｙｕｎｃｈｅｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｙｕｎｃｈｅｎｇ，Ｓｈａｎｘｉ　０４４０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ　ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｆａｓｔ　ａｎｄ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓａｇ．Ｉｔ　ｐｌａｙｓ　ａ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ　ｔｏｗｅｒ　ｈｅｉｇｈｔ，ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　ｌｉｎｅ　ｐａｔｈ　ａｎｄ　ｃｈｅｃｋｉｎｇ　ｓａｆｅ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｓｐａｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｌｉｎｅ；ｓａｇ；ｒａｐｉｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　・　４４　・