输电线路通用计算器的开发应用

黄双得 梁介众

摘 要：针对输电线路运维人员在线路验收和运行维护过程中，使用手工计算方式计算相关参数工作量大、效率低的问题，研制了一种输电线路通用计算器，编制计算程序，将其应用于终端APP进行输电线路常用参数计算，可省略计算过程，操作简单，在线路运维方面具有极大的推广应用价值。

关键词：输电线路常用计算;终端APP;通用计算器

0 引言

随着我国经济不断发展以及基础设施建设的加快，输电线路运行面临着极大的考验。尤其近几年，在输电线路通道内架设铁路、修建高速公路的现象突出，严重威胁着输电线路的安全稳定运行。

为了消除安全隐患，保证供电可靠性，首先需要保证输电线路与建筑物、高速公路、铁路和其他电力线路等重要交叉跨越物保持足够的安全距离，因此输电线路弧垂、交跨距离的测量计算就显得非常重要。其次，还要保证线路在运行和新投产验收时，设备尺寸及杆塔运行参数符合要求，例如，压接管对边距尺寸、杆塔倾斜、弧垂观测导线需调整量和代表档距等参数。工作人员在日常工作中经常需要对这些参数进行测量计算，以保证线路的安全稳定运行，因此亟需研制一种通用、快捷、准确的输电线路常用计算器。

1 研制背景

目前，非专业线路设计单位进行输电线路计算时仍使用手工计算方式，计算工作量大，且容易出错。在线路运行过程中，工作人员常需要对现场数据进行计算，工作人员掌握公式的能力参差不齐，经常浪费大量时间仍不能得出正确结果。为了解决这个问题，提高工作效率，本小组特别研制了输电线路通用计算器程序以解决输电线路常用计算问题。经实践证明，该计算器程序方法达到了简化计算过程、提高工作效率、减轻人员劳动强度的目的。

在输电线路验收或运行维护过程中，工作人员需要对导地线弧垂、交叉跨越距离、压接管对边距尺寸、杆塔倾斜、弧垂观测导线需调整量和代表档距等数据进行计算。目前线路运行人员的素质无法完全满足要求，难以开展计算工作，基于此，本文随机对57名输电线路运维人员进行了计算能力调查，结果如表1所示。

从表1可知，目前对输电线路常用计算有了解的人员占大部分，能基本掌握计算公式的人员占少数，能熟练应用计算公式的人少之又少，可见输电线路常用计算普及率极低。手工计算方法导致重复性工作很多，需要花费大量时间和精力，且常常可能因为数据的来回迭代及公式复杂而导致计算失误，造成计算结果不准确，误判输电线路状况。此外，在工作现场往往没有足够时间进行手工计算，导致运行人员每次在现场不能及时发现线路隐患。

2 输电线路通用计算器的開发

为了解决上述问题，提高工作效率，减轻计算人员劳动强度，本文编写了输电线路通用计算器程序，并将其应用于手机APP进行计算，可实现省略计算过程、操作简单的目的，可随时随地对输电线路相关参数进行计算。

2.1    梳理计算过程，收集整理计算所需数据、公式及参数

根据《电力工程高压送电线路设计手册》要求，需对输电线路新投产和运行中的导地线弧垂、交叉跨越距离、压接管对边距尺寸、杆塔倾斜、弧垂观测导线需调整量和代表档距6种常用参数进行公式整理计算，并画出示意图。

2.1.1    弧垂计算

当观测档内两杆高度不等，而弧垂最低点不低于两杆基部连线时，可采用异长法观测弧垂。采用异长法测量弧垂示意如图1所示。

异长法测量弧垂公式：

式中，a、b表示两侧驰度板长度（m）。

2.1.2    交叉跨越距离计算

h=L（tan α-tan β）

式中，h为交叉跨越距离，输出结果;L为水平距离，L=k（上丝-下丝），k为视距常数，k=100，过程值;上丝读数，输入值;下丝读数，输入值;α为高观测角，输入值;β为低观测角，输入值。

2.1.3    压接管对边距尺寸（压后）

压接管对边距尺寸测量示意如图2所示。

压接管对边距尺寸计算公式：

S=0.866kD+0.2

式中，S为压接管六边形的对边距，输出结果;D为管外直径，输入值;k为压接管六边形的压接系数，设置为可选0.993或0.997。钢芯、镀锌钢绞线、720 mm2及以下导地线压接管的k取0.993，720 mm2以上导地线压接管k取0.997。

2.2    准确性校验

在计算软件无误的前提下，利用其他计算方法进行结果比对，已验证计算结果的准确性。

针对同一组数据，手工计算、Excel计算公式与输电线路通用计算器对比结果如表2所示，表明输电线路通用计算器的计算结果准确。

3 该工具现场应用情况

目前，我局已使用该通用计算器进行线路运维过程中的各种计算，在线路运维人员中得到广泛使用。应用计算器计算，解决了手工计算步骤繁琐等问题，并且操作简单，容易掌握。使用人员只要能看懂输入输出界面即可。从研制成功到现在，结合输电线路“三跨”的隐患排查，已经在输电管理所运行班组的掌机上安装该应用程序，在500 kV七圭甲线、七圭乙线、西圭甲线、西圭乙线等线路计算测试了10处导地线弧垂、50处交叉跨越距离、24处压接管对边距尺寸、15处杆塔倾斜和30处代表档距，现场使用非常方便，效果良好，保证了输电线路的安全稳定运行。

4 结语

本文设计开发了一种应用于手机APP的输电线路通用计算器，以解决输电线路新投产和运行中的导地线弧垂、交叉跨越距离、压接管对边距尺寸、杆塔倾斜、弧垂观测导线需调整量和代表档距等参数的计算问题，操作简单，携带方便，可作为线路运维人员的常备计算工具。

[参考文献]

[1] 110～750 kV架空输电线路施工及验收规范：GB 50233—2014[S].

[2] 110～750 kV架空输电线路设计规范：GB 50545—2010[S].

收稿日期：2019-11-05

作者简介：黄双得（1981—），男，云南曲靖人，高级工程师，主要从事架空输电线路运行与维护管理工作。