连续倾斜地形紧线施工计算软件开发和应用

祝一帆，李高宁，高梓瑞，李彦锋

(1.三峡大学 电气与新能源学院，湖北 宜昌 443002；2.国网白银供电公司，甘肃 白银 730900；3.云南电网有限责任公司大理供电局，云南 大理 671000)

连续倾斜地形紧线施工计算软件开发和应用

祝一帆1，李高宁2，高梓瑞3，李彦锋3

(1.三峡大学 电气与新能源学院，湖北 宜昌 443002；2.国网白银供电公司，甘肃 白银 730900；3.云南电网有限责任公司大理供电局，云南 大理 671000)

针对连续倾斜地形紧线施工计算工作量大，施工设计十分复杂的问题，本文通过研究和分析现有连续倾斜地形紧线施工计算的有关理论，归纳总结出一套关于连续倾斜地形紧线施工计算的标准计算流程。在此基础上本文基于VB 6.0的编程环境，按照所提出的标准计算流程，开发出一套用于连续倾斜地形紧线施工的计算软件。最后，通过人工理论计算与软件计算相对比的方法，验证了标准计算流程与开发软件的正确性。

连续倾斜地形；紧线施工；计算流程；VB 6.0

1 引言

在输电线路工程进行紧线施工时，输电线路会遇到连续上下山的情况，由于地形连续倾斜的原因，会造成连续倾斜档。杆塔两侧相邻档架空线的水平张力出现不等的情况，致使导线上的悬垂绝缘子串以及放线滑车向山顶方向偏移[1]。所以，在倾斜档架线施工的过程时，需要知道各档的水平应力、观测弧垂以及安装悬垂线夹时的移印距离。由于其计算过程复杂，若采用人工计算，浪费人力、物力，而且影响施工进度，同时，大量的复杂运算过程，正确率方面没法保证。因此，本文通过归纳总结出一套关于连续倾斜地形紧线施工计算的标准计算流程，并将之开发为一款计算软件，计算便捷、精度较高、适用性较强，具有一定的实际工程意义。

2 连续倾斜地形紧线法施工计算原理

在山区连续倾斜地形放线，紧线结束后悬垂绝缘子串和放线滑车均向山顶方向倾斜的情况，如图1所示。由于滑轮左右架空线的水平张力不相等，图1中的滑轮右侧(山顶侧)架空线的水平张力比左侧(山下侧)架空线的水平张力大，迫使悬垂绝缘子串和放线滑车向山上侧方向偏斜[2]。

连续倾斜地形紧线施工计算，主要是确定架空线在放线滑轮中平衡稳定时各线档架空线水平张力、最大弧垂，以及安装悬垂线夹时调整各线档架空线线长而使其水平张力统一于设计要求值H[3]。

图1 连续倾斜档示意图

2.1 相邻两档最低点间折算高差计算原理

各相邻两线档架空线最低点间的真实折算高差：

(1)

由于每个相邻两档架空线的最低点间真实折算高差的精确计算极为复杂，但注意到悬垂绝缘子偏斜时，每相邻两档架空线两最低点间的折算高差与悬垂绝缘子铅垂时各对应的折算高差差别较小。因此，在工程计算中，往往可取悬垂绝缘子铅垂时的对应数值进行替代[4]，于是有:

(2)

(3)

···

(4)

由以上各式，可以求得y12，y13，…，y1n，即：

y13=y12+y23；

y14=y12+y23+y34=y13+y34；

…

y1n=y12+y23+y34+…+yn-1,n=y1,n-1+yn-1,n

(5)

式中，y1n为第1和i档弧垂最低点之高差，m；n为耐张段档数。

2.2 悬垂绝缘子串偏斜状态各档架空线的水平张力

H1是架空线在放线滑轮中已经收紧、悬垂绝缘子串处于偏斜状态下的连续倾斜最低处第1档架空线水平张力。根据两端锚固的连续倾斜档，各档架空线分别在水平张力H1，H2，H3，…,Hn状态时的总无应变线长与当各档架空线均为水平张力状态时的总无应变线长相等的原则可得[5]：

(6)

式中，E为架空线的最终弹性系数，N/mm2(或MPa)

根据每个杆塔架空线在放线滑轮中、悬垂绝缘子串偏斜状态下各档架空线力的平衡，得到：

H2=H1+y12ω

H3=H1+y13ω

…

Hn=H1+y1nω

(7)

2.3 悬垂绝缘子串偏斜状态观测档的最大弧垂测控值

如果要在i档观测弧垂，则根据已求出的i档导线水平张力Hi采用下式确定弧垂观测值并将导线收紧

(8)

2.4 悬垂线夹安装位置

导线的紧线弧垂测量控制完毕后，当各档导线均处于放线的滑轮中时，如图2所示，即在各直线杆塔横担中间垂球线与导线之交点处画印。为避免因悬垂绝缘子串偏斜所引起的档距变化，故应以垂球画印点为基准偏移一段移印长度，再在新画印点安装悬线夹，从而调整各线档内架空线的线长，以改变各线档架空线在紧线整定弧垂时的水平张力H1、H2、H3、…、Hn，使之均为设计要求值H[6]。

n号架空线的实际综合线长调整量为：

(9)

图2 悬垂线夹的安装位置

式中，ΔLi的值为正值，表示为调减量；反之为调增量。

则各直线杆塔移印长度为

SB=ΔL1

SC=SB+ΔL2=ΔL1+ΔL2

SD=SC+ΔL3=ΔL1+ΔL2+ΔL3

⋮

SF=SE+ΔLn-1=ΔL1+ΔL2+ΔL3+…+ΔLn-1

(10)

式中，SB、SC、SD、…、SF为直线型杆塔B、C、D、…、F处安装悬垂线夹时，对架空线各自垂球画印点的移印长度，正值时，表示移印方向为自画印点向山下侧移；为负值时，移印以自画印点向山上侧移。

对于末端耐张型杆塔G处对画印点的移印长度

SG=SF+ΔLn=ΔL1+ΔL2+ΔL3+…+ΔLn

(11)

由于杆塔G处为耐张段终端，不能移动，故对画印点的移印长度是否为零，是检验施工运算有误差错的判据。

3 连续倾斜地形紧线法施工计算流程

连续倾斜地形紧线法施工计算模块设计流程图，如图3所示，对于连续倾斜档的弧垂观测以及移印长度计算，计算的步骤比较单一，但计算过程中还是会有一些连加计算，使得计算的过程较为复杂。

4 计算软件设计

如图4所示为计算软件设计图，软件使用界面友好、美观、直接，操作者可以较好的使用本软件。对于本软件，只需将计算所需参数输入相应的位置后，即可以求得每一基杆塔悬垂线夹安装位置，输出的数据能够满足施工方案制定以及施工技术研究的需要。

图3 连续倾斜地形紧线法施工计算设计流程图

图4 计算软件设计图

5 计算软件计算精度分析

本文通过图4中的计算实例，选择部分数据分别对人工计算理论值与本计算软件计算值进行对比，以对本软件的正确性进行判断说明，对比结果如表1所示。

表1 人工计算理论值与软件计算值

绝缘子串偏斜状态下指定档最大弧垂人工理论计算结果：6.982m；绝缘子串偏斜状态下指定档最大弧垂计算机计算结果：6.987m。

计算机计算结果与理论计算结果误差分析：连续倾斜地形紧线法施工计算中，人工理论计算的数据结果与计算机计算的数据结果基本上是一致的，其中存在较小的误差在于人工理论计算过程中部分数据有效数字的位数保留与计算机计算的有效数字的位数保留不同造成的。因此，可以证明，本计算软件的计算结果是正确的。

6 结论

本文开发的连续倾斜地形紧线施工计算软件，是基于现有的理论基础，通过对现有连续倾斜地形紧线施工理论的研究及分析，归纳总结出了一套关于连续倾斜地形紧线施工计算的标准计算流程，根据此流程基于VB6.0开发出相应的计算软件。最后，对本软件计算结果与人工理论计算结果进行分析分析，两种计算结果基本相同。因此，本软件的计算结果符合实际工程需要，对实际工程操作具有一定的指导意义。

[1] 孟遂民,孔伟.架空输电线路设计[M].北京：中国电力出版社,2007.08.

[2] 李博之.高压架空输电线路施工技术手册 架线工程计算部分[M].2版.北京:中国电力出版社,1998.

[3] 韩文光.架空线代表档距与线长的关系[J].电力建设,1987,1:19-22.

[4] 李博之.连续档中含有大高差(大跨距)档的紧线施工计算[J].电力建设,2001,2:12-17.

[5] 黄俊杰.杆塔架线连续倾斜档施工计算方法的探讨[J].电力建设,2006,3:43-45.

[6] 李博之.高压架空输电线路架线施工计算原理[M].2版.北京：中国电力出版社，2008.01.

Development and Application of Calculation Software for the Construction of Continuous Sloping Terrain

ZHU Yi-fan1,LI Gao-ning2,GAO Zi-rui3,LI Yan-feng3

(1.College of Electronic Engineering & New Energy,China Three Gorges University,Yichang 443002,China;2.State Gird Baiyin electric power supply company,Baiyin 730900,China;3.Yunnan power Grid Co.Ltd.Dali Power Supply Bureau,Dali 671000,China)

It is very complicated to calculate the construction of the continuous sloping terrain,This paper summarizes a set of standards of the Construction of Continuous Sloping Terrain calculation process through researching exised theories about the Construction of Continuous Sloping Terrain calculation.Besides that,the calculation process is designed to a calculation software for the Construction of Continuous Sloping Terrain calculation which is based on VB 6.0 programming environment.Finally,the correctness of the standard calculation process and the software is verified by the comparison of the theoretical calculation and the software calculation.

continuous sloping terrain;stringing construction;calculation flow;VB 6.0

1004-289X(2017)01-0028-04

TM72

B

2016-07-29

祝一帆(1992 -)，男，硕士研究生，主要研究方向：输电线路工程技术方向。