架空线路施工弧垂曲线的绘制技巧及其应用＊

王华伟，俞庆生

（湖州电力局，浙江 湖州313000）

0 引 言

在架空线路的架线施工或升塔施工中，如能根据工程施工的实际提前绘制出导地线的弧垂曲线用于指导施工，将使得在架线施工过程中张力的控制与弧垂的关系显得更加直接明了，对安全施工，保证施工质量有很大的益处.下面用EXCEL计算一档或多档的导线弧垂，对CAD 自动绘制弧垂曲线的方法和应用情况进行研究.

1 数据计算

1.1 计算参数的收集

在计算前需收集以下相关数据：初选一个张力值或年平均运行张力；导线自重力；档距；塔位地面高程；杆塔呼称高或悬挂线点高；滑车挂具长或悬垂串长.

1.2 两个基本公式

1.2.1 平视档距

由《架线施工计算原理》公式知［1］：

式中：l为 线档的档距（m）；h为架空线两悬挂点的高差（m）；w为架空线单位长度的自重力（N／m）；H为架空线最低点的水平张力（N）.

计算平视档距的目的是为了找到弧垂最低点与两杆塔的平距（弧垂最低点0为x、y直角坐标系的原点）.

1.2.2 架空线任意点弧垂

由《架线施工计算原理》公式知，距架空线最低点（直角坐标系原点）水平距离x处的弧垂fx为：

式中：x为架空线任意点对弧垂最低点的水平距离（m）.

1.3 计算过程

（1）将每档档距分成100等分，并按等分值在该档内累加lx：

（2）任意点对最低点的水平距离x值为：

x＝lx－la.

（3）档距分成100等分，每等分的高差按高差值在该档内两悬点斜线等分高lh.lh（等分高）＝塔位地面高程＋杆塔护程高－滑车挂具长＋等高分差，

（4）档距分成100等分，每等分的弧垂fx参照架线施工计算原理公式.

（5）线路里程L.

牵张段每一档均分100等分，每一等分累加，即每一点在直角坐标系的x轴数值.

（6）fx弧垂点高D.D＝lh－fx，即每一点在直角坐标系的y轴数值.

（7）x、y坐标值.根据线路平断面图的纵、横比例，X值＝1∶500；Y值＝1∶5000；y轴的数值扩大10倍.

在EXCEL 表格中（表1），AA6单元格的表达式＝V6＆“，”＆Z6＊10.

表1 EXCEL表

（8）选取各种放线张力和导线（钢丝绳）的自重力，计算x、y坐标值.并生成相应的放线曲线.

（9）选中x、y坐标值区域并复制.

2 CAD 绘制弧垂曲线

2.1 操作命令

打开CAD 图纸，将x、y坐标值数据粘贴到CAD 命令行，即可自动生成相应张力下的弧垂曲线.命令操作如下：

（1）击活CAD 命令行，输入命令：line、回车.

（2）右键点击命令行，弹出菜单，选中粘贴并回车.

此时CAD 自动生成弧垂曲线，此时曲线为不连续的线段.进一步编辑多线段，使弧垂曲线变成整根多线段.

（3）击活CAD 命令行，输入命令：pedit、回车.

（4）输入命令：m、回车.

（5）选择对象：拖拉鼠标将弧垂曲线全部选中、回车.

（6）输入命令：y、回车.

（7）输入命令：j、回车，再敲一个回车.

（8）在CAD 图纸中点击右键，弹出菜单选择确定.

2.2 确定控制档的线张力

将多线段曲线移动到相应的挂点，即完成了平断面图与通过excel绘制的弧垂曲线拼接.在excel更改张力值，并在CAD 新的图层中绘制相应张力下的弧垂曲线，可以很直观的选择牵张力，确定控制档的放线张力.

3 将弧垂曲线的绘制技巧运用于张力放线的模板制作

为了保证张力牵张作业的安全和不影响线下的交通运行，对张力机端分制张力和牵引机端的牵引力均需作适当控制，使导线的腾空程度能满足《750kV 架空送电线路张力架线施工工艺导则》DL／T 5343－2006对线下地面、地物及水面的垂直净空距离的要求.

以下摘录DL／T 5343－2006条文：

5.3.5规定：牵放过程中，导线与地面及被跨越物的距离应不小于如下规定：

a）一般区段，导线距离地面3m.

b）通行行人及少量车辆的道路，施工时只需设岗监护而不需搭设跨越架者，导线距离路面5m.

c）风沙较大区段，导线距离地面5m.

d）平衡锤距离跨越架架顶lm.

e）距通航河流水面10m.

图1 220kV 白龙变线路1＃～5＃牵线段放线

为此，根据设计提供的CAD 版平断面图，它的上面已清楚的表明各被交跨物的里程和高度以及各种弧垂曲线.

在某一牵张段，先选择一个放线张力（比年平均运行张力小），并以每1500N 张力间隔，制作CAD 放线曲线，在平断面上分别找出符合5.3.5要求的放线张力（每个被交跨物与张力放线导线的垂直距离可在图上明确量取）.

在220kV 白龙变线路1＃～5＃牵张段放线施工中，按照事先设定的张力绘制出曲线，见图1.

根据计算和CAD 作图，当放线张力为1.6吨力时，导线对4＃～5＃间，距4＃塔267米处，高12.0米的10kV 电力线的交跨仅为1.5米，仅够符合规程DL／T 5106－1999表5.1.14跨越架面与10kV 的垂直距离.若平衡锤距离跨越架架顶lm 时，放线张力还将提高.

4 将曲线的绘制技巧运用于升高导线悬点高度后的曲线

将原先杆塔的各种参数输入公式中，制作原先的弧垂曲线，再次将新的杆塔参数输入，制作新的弧垂曲线.它们的张力一般选择年平均运行张力或最高温时张力.用以两曲线前后比对，并检查导、地线新弧垂曲线对交跨物的安全距离.

在excel计算中，当平视档距la出现负值时，即弧垂最低点已在档外，那么此处的绝缘子串就要采取防止上拔的措施.如在浙江湖州220kV 兴雀2446线的改造施工时，绘制出的下导线弧垂曲线变化示意图如图2所示，即可很直观看出新21＃塔需采取防止上拔的措施.

图2 下导线弧垂曲线变化示意图

5 小 结

通过以上两个实例的应用可以看出，只要在EXCEL 表格中输入相应的数据和张力值，就可以在CAD中得出每个张力对应的弧垂曲线，以及各弧垂曲线与各交跨的关系，减少了逐一验算交跨的烦琐计算过程，提高了效率，又能直观简洁的指导施工.

［1］李博之.高压架空输电线路施工技术手册［M］.北京：中国电力出版社，1997：1～14.