利用锚固状态无应变线长不变法计算连续倾斜地形的爬山值

【摘要】由于输电线路工程的不固定性，地形变化大的情况，给紧线及附件安装带来很多麻烦，为了解决这一问题，本文介绍了利用锚固状态无应变线长不变法计算连续倾斜地形的爬山值，解决了这一问题。

【关键词】附件安装爬山值连续倾斜架空输电线路

中图分类号：F407文献标识码： A

1.前言

对于山区连续倾斜地形的架空输电线路，情况有所不同。此时，一般线档架空线悬挂点间的高差较大，且在线路前进方向上架空线悬挂点的高程逐档累加，而线档的档距也互不接近。连续倾斜地形紧线施工计算的主要任务是确定架空线在放线在放线滑轮中收紧时各线档架空线应有的水平张力和弧垂，以及附件安装时各直线型杆塔处的悬垂线夹的安装位置，从而使安装后的各线档的架空线的水平张力符合设计要求。

锚固状态无应变现场不变法，就是利用连续倾斜档耐张段的架空线在放线滑车中收紧并在两终端锚固状态时的无应变总线长，与架空线移装于悬垂线夹后在设计要求状态时的无应变总线长相等的原则建立的看，计算条件比较符合实际。

2.计算方法及步骤

(1)计算中使用的公式

①耐张段架空线水平安装应力的计算

-------------------------------------------------------------1

------耐张段架空线水平安装应力，（单位：N/mm2）；

g------架空线的自重比载，（单位：N/(m•mm2)）；

l-------观测档档距，（m）；

f-------观测弧垂，（m）；

------高差角，（，h：各档架空线悬挂点高差，（单位：m））。

②观测弧垂

-------------------------------------------------------------2

f(100)------观测档所处耐张段代表档距下的百米弧垂（m）。

将2式计算的结果带入1式，得出水平安装应力。

③等效小弧垂（山上线档架空线最低点到滑轮顶点间的垂直距离）；等效大弧垂（山下线档架空线最低点到滑轮顶点间的垂直距离）,(单位：m)。

第1档等效大弧垂F’1：

-------------3

第2档等效小弧垂F2：

-------------4

第2档等效大弧垂F’2：

-------------5

第3档等效小弧垂F3：

-------------6

依此类推，可得以下结论。

第n-1档等效大弧垂F’n-1：

------------7

第n档等效小弧垂Fn：

-----------8

l1， l2， l3，…，ln ------1，2，3，…，n号档的档距，（单位：m）

θ1，θ2，θ3，…，θn------1，2，3，…，n号档的悬挂点高差角。

h1， h2， h3，…，hn----------1，2，3，…，n号档的悬挂高差，（单位：m）

将等效大弧垂和等效小弧垂的计算结果带入第9，10，11式，计算出整个耐张段的折算高差。

④折算高差的计算(单位：m)

前提：架空线在放线滑轮中收紧、悬垂绝缘子串偏斜状态下。

a：2号档架空线最低点对1号档架空线最低点的折算高差y12的计算

----------------------------------------------------------9

b：3号档架空线最低点对2号档架空线最低点的折算高差y23的计算

---------------------------------------------------------10

依此类推，可得一下结论。

c：n号档架空线最低点对(n-1)号档架空线最低点的折算高差yn-1,n的计算

----------------------------------------------11

d：3，4，5，…，n号档架空线最低点对1号档架空线最低点的折算高差的计算

------------------------------------------------------------12

------------------------------------------------13

依此类推，可得以下结论。

-------14

⑤用锚固状态无应变线长不变法计算水平紧线应力（逐一试算）

--------------------------15

⑥根据计算出的 求其余各档水平紧线应力

------------------16

⑦各线档线长调整量的计算

-----------17

L1，L2，L3，…，Ln------1,2,3,…,n号档架空线长的调整量（正值表示调减，负值表示调增），单位：m

⑧各直线塔安装悬垂线夹时，对各自画印的相应移印长度计算

-------------18

S2,S3,S4,…Sn------直线塔2，3，4，…，n处安装悬垂线夹时对各自画印点的移印长度（正值表示自画印点向山下移动，负值表示自画印点向山上移动），单位：m

⑨耐张塔移印长度的检验。耐张塔线夹悬垂挂点不得有移动，故该点的移印长度是否为0作为检验施工运算的判断依据。则耐张塔的移印长度为：

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3.利用Microsoft Excel进行实例计算

工程实际情况：

导线的自重比载g为0.032666 N/m・mm2，紧线温度为30℃，弹性系数E为72570N/mm2。确定安装线夹时的移印长度。

参照设计图纸，根据公式1，公式2计算出水平安装应力为31.0974 N/mm2。再根据挂点高差和档距计算高差角余弦值。

将已知数据使用Microsoft Excel建立起来，如下图：

将上述1～18的计算公式正确输入Microsoft Excel中，如下：

单击D4单元格(COSφ)，输入“=COS(ATAN(C4/B4))”；

单击H4单元格(观测弛度f)，输入“=F4*B4^2/8/E4/D4”；

单击I5单元格(等效大弧垂F’)，输入“=H4*(1+C4/4/H4)^2”；

单击J6单元格(等效小弧垂F)，输入“=H6*(1-C6/4/H6)^2”；

单击K5单元格(相邻档折算高差y(n-1,n))，输入“=I5/D4-J6/D6”；

单击L5单元格(每档对第一档的折算高差y1n)，输入“=L3+K5”；

M4单元格(施工应力δ1)为试求值。当输入的数值使得O32=P32。同时，R32=S32，移印值T30为0，这时施工应力δ1为所求值；

单击M6单元格(施工应力δ)，输入“=$M$4+F4*L5”；

单击N4单元格(施工弛度f’),输入“=F4*B4^2/8/M4/D4”；

单击O4单元格(计算施工应力中间系数1)，输入“=B4^3*D4”；

单击P4单元格(计算施工应力中间系数2)，输入“=B4/D4^2”；

单击Q4单元格(计算施工应力中间系数3)，输入“=04/($M$4+F4*L3)^2”；

单击R4单元格(计算施工应力中间系数4)，输入“=P4*($M$4+F4*L3)”；

单击S4单元格(线长调整量L),输入

“=F4^2*B4^3*D4/24*(1/M4^2-1/E4^2)+B4*(E4-M4)/G4/D4^2”；

单击T4单元格(移印值s)，输入“=0+S4”；

单击T6单元格(移印值s)，输入“=T4+S6”；

单击O32单元格，输入“=F4^2/24*SUM(Q4:Q31)-1/G4*SUM(R4:R31)”；

单击P32单元格，输入“=F4^2/24/E4^2*SUM(O4:O31)-E4/G4*SUM(P4:31)”；

单击R32单元格，输入“=032-P32”；

单击S32单元格，输入“=SUM(S4:S31)”。

以上除了M4、T4、O32、P32、R32、S32单元格，其余都选中各自单元格，将鼠标放置单元格右下角，出现“+”符号后，按住鼠标拖至表格最下方。

将公式输入完成后，得出的结果如下图：

备注：移印长度指从横担挂点做铅垂线至导线表面画印，从画印点量取移印值。移印值为“+”表示向小号侧移动，移印值为“-”表示向大号移动。

4.应用情况

此方法在塔吉克500kV输电线路工程、埃塞400kV输电线路工程、塔吉克220kV输电线路工程等境外工程得到了广泛的应用，在施工中取得了显著的效果。

5.结束语

根据现场施工实际使用情况，利用锚固状态无应变现场不变法计算连续倾斜地形的爬山值，此方法计算条件比较符合实际。而利用变量微分关系法，在一定条件和范围内应用为宜。

【参考文献】

高压架空输电线路施工技术手册（第二版）李博之编著

【作者简介】

陶楠，男，1984年08月生，毕业于东北电力大学输配电工程系输电线路工程专业。