架空線路施工弧垂曲線的繪制技巧及其應(yīng)用＊

王華偉，俞慶生

（湖州電力局，浙江 湖州313000）

0 引 言

在架空線路的架線施工或升塔施工中，如能根據(jù)工程施工的實(shí)際提前繪制出導(dǎo)地線的弧垂曲線用于指導(dǎo)施工，將使得在架線施工過(guò)程中張力的控制與弧垂的關(guān)系顯得更加直接明了，對(duì)安全施工，保證施工質(zhì)量有很大的益處.下面用EXCEL計(jì)算一檔或多檔的導(dǎo)線弧垂，對(duì)CAD 自動(dòng)繪制弧垂曲線的方法和應(yīng)用情況進(jìn)行研究.

1 數(shù)據(jù)計(jì)算

1.1 計(jì)算參數(shù)的收集

在計(jì)算前需收集以下相關(guān)數(shù)據(jù)：初選一個(gè)張力值或年平均運(yùn)行張力；導(dǎo)線自重力；檔距；塔位地面高程；桿塔呼稱高或懸掛線點(diǎn)高；滑車掛具長(zhǎng)或懸垂串長(zhǎng).

1.2 兩個(gè)基本公式

1.2.1 平視檔距

由《架線施工計(jì)算原理》公式知［1］：

式中：l為 線檔的檔距（m）；h為架空線兩懸掛點(diǎn)的高差（m）；w為架空線單位長(zhǎng)度的自重力（N／m）；H為架空線最低點(diǎn)的水平張力（N）.

計(jì)算平視檔距的目的是為了找到弧垂最低點(diǎn)與兩桿塔的平距（弧垂最低點(diǎn)0為x、y直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)）.

1.2.2 架空線任意點(diǎn)弧垂

由《架線施工計(jì)算原理》公式知，距架空線最低點(diǎn)（直角坐標(biāo)系原點(diǎn)）水平距離x處的弧垂fx為：

式中：x為架空線任意點(diǎn)對(duì)弧垂最低點(diǎn)的水平距離（m）.

1.3 計(jì)算過(guò)程

（1）將每檔檔距分成100等分，并按等分值在該檔內(nèi)累加lx：

（2）任意點(diǎn)對(duì)最低點(diǎn)的水平距離x值為：

x＝lx－la.

（3）檔距分成100等分，每等分的高差按高差值在該檔內(nèi)兩懸點(diǎn)斜線等分高lh.lh（等分高）＝塔位地面高程＋桿塔護(hù)程高－滑車掛具長(zhǎng)＋等高分差，

（4）檔距分成100等分，每等分的弧垂fx參照架線施工計(jì)算原理公式.

（5）線路里程L.

牽張段每一檔均分100等分，每一等分累加，即每一點(diǎn)在直角坐標(biāo)系的x軸數(shù)值.

（6）fx弧垂點(diǎn)高D.D＝lh－fx，即每一點(diǎn)在直角坐標(biāo)系的y軸數(shù)值.

（7）x、y坐標(biāo)值.根據(jù)線路平斷面圖的縱、橫比例，X值＝1∶500；Y值＝1∶5000；y軸的數(shù)值擴(kuò)大10倍.

在EXCEL 表格中（表1），AA6單元格的表達(dá)式＝V6＆“，”＆Z6＊10.

表1 EXCEL表

（8）選取各種放線張力和導(dǎo)線（鋼絲繩）的自重力，計(jì)算x、y坐標(biāo)值.并生成相應(yīng)的放線曲線.

（9）選中x、y坐標(biāo)值區(qū)域并復(fù)制.

2 CAD 繪制弧垂曲線

2.1 操作命令

打開CAD 圖紙，將x、y坐標(biāo)值數(shù)據(jù)粘貼到CAD 命令行，即可自動(dòng)生成相應(yīng)張力下的弧垂曲線.命令操作如下：

（1）擊活CAD 命令行，輸入命令：line、回車.

（2）右鍵點(diǎn)擊命令行，彈出菜單，選中粘貼并回車.

此時(shí)CAD 自動(dòng)生成弧垂曲線，此時(shí)曲線為不連續(xù)的線段.進(jìn)一步編輯多線段，使弧垂曲線變成整根多線段.

（3）擊活CAD 命令行，輸入命令：pedit、回車.

（4）輸入命令：m、回車.

（5）選擇對(duì)象：拖拉鼠標(biāo)將弧垂曲線全部選中、回車.

（6）輸入命令：y、回車.

（7）輸入命令：j、回車，再敲一個(gè)回車.

（8）在CAD 圖紙中點(diǎn)擊右鍵，彈出菜單選擇確定.

2.2 確定控制檔的線張力

將多線段曲線移動(dòng)到相應(yīng)的掛點(diǎn)，即完成了平斷面圖與通過(guò)excel繪制的弧垂曲線拼接.在excel更改張力值，并在CAD 新的圖層中繪制相應(yīng)張力下的弧垂曲線，可以很直觀的選擇牽張力，確定控制檔的放線張力.

3 將弧垂曲線的繪制技巧運(yùn)用于張力放線的模板制作

為了保證張力牽張作業(yè)的安全和不影響線下的交通運(yùn)行，對(duì)張力機(jī)端分制張力和牽引機(jī)端的牽引力均需作適當(dāng)控制，使導(dǎo)線的騰空程度能滿足《750kV 架空送電線路張力架線施工工藝導(dǎo)則》DL／T 5343－2006對(duì)線下地面、地物及水面的垂直凈空距離的要求.

以下摘錄DL／T 5343－2006條文：

5.3.5規(guī)定：牽放過(guò)程中，導(dǎo)線與地面及被跨越物的距離應(yīng)不小于如下規(guī)定：

a）一般區(qū)段，導(dǎo)線距離地面3m.

b）通行行人及少量車輛的道路，施工時(shí)只需設(shè)崗監(jiān)護(hù)而不需搭設(shè)跨越架者，導(dǎo)線距離路面5m.

c）風(fēng)沙較大區(qū)段，導(dǎo)線距離地面5m.

d）平衡錘距離跨越架架頂lm.

e）距通航河流水面10m.

圖1 220kV 白龍變線路1＃～5＃牽線段放線

為此，根據(jù)設(shè)計(jì)提供的CAD 版平斷面圖，它的上面已清楚的表明各被交跨物的里程和高度以及各種弧垂曲線.

在某一牽張段，先選擇一個(gè)放線張力（比年平均運(yùn)行張力?。⒁悦?500N 張力間隔，制作CAD 放線曲線，在平斷面上分別找出符合5.3.5要求的放線張力（每個(gè)被交跨物與張力放線導(dǎo)線的垂直距離可在圖上明確量?。?

在220kV 白龍變線路1＃～5＃牽張段放線施工中，按照事先設(shè)定的張力繪制出曲線，見(jiàn)圖1.

根據(jù)計(jì)算和CAD 作圖，當(dāng)放線張力為1.6噸力時(shí)，導(dǎo)線對(duì)4?！?＃間，距4＃塔267米處，高12.0米的10kV 電力線的交跨僅為1.5米，僅夠符合規(guī)程DL／T 5106－1999表5.1.14跨越架面與10kV 的垂直距離.若平衡錘距離跨越架架頂lm 時(shí)，放線張力還將提高.

4 將曲線的繪制技巧運(yùn)用于升高導(dǎo)線懸點(diǎn)高度后的曲線

將原先桿塔的各種參數(shù)輸入公式中，制作原先的弧垂曲線，再次將新的桿塔參數(shù)輸入，制作新的弧垂曲線.它們的張力一般選擇年平均運(yùn)行張力或最高溫時(shí)張力.用以兩曲線前后比對(duì)，并檢查導(dǎo)、地線新弧垂曲線對(duì)交跨物的安全距離.

在excel計(jì)算中，當(dāng)平視檔距l(xiāng)a出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，即弧垂最低點(diǎn)已在檔外，那么此處的絕緣子串就要采取防止上拔的措施.如在浙江湖州220kV 興雀2446線的改造施工時(shí)，繪制出的下導(dǎo)線弧垂曲線變化示意圖如圖2所示，即可很直觀看出新21＃塔需采取防止上拔的措施.

圖2 下導(dǎo)線弧垂曲線變化示意圖

5 小 結(jié)

通過(guò)以上兩個(gè)實(shí)例的應(yīng)用可以看出，只要在EXCEL 表格中輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)和張力值，就可以在CAD中得出每個(gè)張力對(duì)應(yīng)的弧垂曲線，以及各弧垂曲線與各交跨的關(guān)系，減少了逐一驗(yàn)算交跨的煩瑣計(jì)算過(guò)程，提高了效率，又能直觀簡(jiǎn)潔的指導(dǎo)施工.

［1］李博之.高壓架空輸電線路施工技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，1997：1～14.