3.1 觀測檔內(nèi)未聯(lián)耐張絕緣子串
架空輸電線路觀測檔弧垂的計(jì)算及計(jì)算程序！
[日期：2019-06-26] 來源：云南技能培訓(xùn)網(wǎng) 作者：云南技能培訓(xùn)網(wǎng) 閱讀：11658次
架空輸電線路桿塔上所懸掛的導(dǎo)線和地線都不可能繃直成為直線，而是呈現(xiàn)大小不同的弧形，這個弧形就是弧垂的表現(xiàn)，弧垂的表現(xiàn)就是架線后架空導(dǎo)線和地線的松弛程度，因此許多施工單位習(xí)慣稱弧垂為弛度�；〈挂话阌� f 表示。
1 弧垂觀測檔的選擇
架空輸電線路設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)線路桿塔位時，一般把線路分為若干耐張段，每一個耐張段由一個檔或多個檔組成，僅有一個檔的耐張段稱為孤立檔；由多個檔組成的耐張段，稱為連續(xù)檔。孤立檔按設(shè)計(jì)提供的安裝弧垂或竣工弧垂數(shù)值觀測該檔弧垂即可；在連續(xù)檔中選擇一個或幾個觀測檔進(jìn)行觀測。為了使整個耐張段內(nèi)各檔的弧垂都達(dá)到平衡，應(yīng)根據(jù)連續(xù)檔的多少，確定觀測檔的檔數(shù)和位置。
根據(jù)《110～750KV架空輸電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50233-2014 ）第8.5.3條、《電氣裝置安裝工程 66kV及以下架空電力線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50173-2014)第8.5.3條、《±800kV及以下直流架空輸電線路工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》（DL/T 5235-2010）第8.4.2條規(guī)定，弧垂觀測檔的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定：
（1）緊線段在5檔及以下時應(yīng)靠近中間選擇一檔；
（2）緊線段在6檔~12檔時應(yīng)靠近兩端各選擇一檔；
（3）緊線段在12檔以上時應(yīng)靠近兩端及中間可選3檔~4檔；
（4）觀測檔宜選檔距較大和懸掛點(diǎn)高差較小及接近代表檔距的線檔；
（5）弧垂觀測檔的數(shù)量可根據(jù)現(xiàn)場條件適當(dāng)增加，但不得減少。
如上圖所示，緊線段在5檔觀測檔選擇在靠近中間選擇一檔，既第三檔（檔距
l3）,緊線時我們計(jì)算出第三檔的觀測弧垂就可。另外觀測檔宜在緊線檔內(nèi)均勻布置，相鄰觀測檔相距不超過4個檔距，地形起伏變化較大時，應(yīng)減少觀測檔間距。重要交叉跨越檔宜設(shè)置觀測檔。1000kV 架空輸電線路的弧垂觀測檔選擇參考《1000kV 架空輸電線路張力架線施工工藝導(dǎo)則》（DL/T 5290-2013）第5.2.1條相關(guān)規(guī)定。
2 代表檔距弧垂計(jì)算
觀測檔的弧垂值 f ， 是根據(jù)輸電線路施工圖中的桿塔位明細(xì)表，按觀測檔所在耐張段的代表檔距和緊線時的氣溫查取導(dǎo)(地)線安裝弧垂曲線（一般為代表檔距弧垂曲線或百米檔距弧垂曲線）或架線弧垂表中對應(yīng)的弧垂值，再根據(jù)觀測擋的檔距、高差等因素進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算時，還須考慮觀測檔內(nèi)有、無聯(lián)耐張絕緣子串， 懸掛點(diǎn)高差以及觀測點(diǎn)選擇的位置等條件。
施工圖中的安裝弧垂曲線圖或架線弧垂表中，存在兩種情況：一種情況是曲線圖已按降溫補(bǔ)償法考慮了架空線受到張力后產(chǎn)生的塑性伸長和蠕變伸長（簡稱初伸長）的影響；另外一種情況是曲線圖未考慮架空線受到張力后產(chǎn)生的塑性伸長和蠕變伸長的影響，既未考慮初伸長影響。當(dāng)采用新導(dǎo)（地）線時弧垂計(jì)算應(yīng)降溫考慮初伸長的影響，若對線路進(jìn)行技術(shù)改造利用原線路導(dǎo)（地）線時弧垂計(jì)算不考慮降溫，需要考慮初伸長的影響時一般情況下鍍鋅鋼絞線降溫10℃，鋁包鋼絞線的降溫值可較鍍鋅鋼絞線適當(dāng)提高，鋼芯鋁絞線的降溫按下表的規(guī)定確定。
注：對大鋁鋼截面比的鋼芯鋁絞線或鋼芯鋁合金絞線應(yīng)由制造廠家提供塑性伸長值或降溫值
現(xiàn)在施工圖中采用架線弧垂表（百米弧垂表）較多（如下圖所示），架線弧垂表設(shè)計(jì)一般以100m（或50m）代表檔距起步，代表檔距每隔50m（或100m）的步長，溫度從最低施工溫度至最高施工溫度每隔5℃（或10℃）的步長，計(jì)算出連續(xù)代表檔距的表表檔距弧垂表（百米弧垂表），如下圖所示。
▲圖 導(dǎo)線百米弧垂安裝表
實(shí)際施工中，工程的實(shí)際代表檔一般與導(dǎo)(地)線架線弧垂表（或百米弧垂表）中的代表檔距會存在一定差異的。若實(shí)際工程實(shí)際代表檔距與架線弧垂表所列代表檔距不同，可采用實(shí)際代表檔距相鄰兩側(cè)的代表檔距，采用線性內(nèi)插法計(jì)算出工程中的實(shí)際代表檔距弧垂值(架線弧垂表中各分級溫度下)。以為實(shí)際弧垂并非線性，所以一定要內(nèi)插值，請勿外插值求值，否則誤差過大無法滿足觀測弧垂要求。
如假設(shè)工程中的實(shí)際代表檔距為l ，相鄰兩側(cè)可查代表檔距為l1和l2（l1<l2），查出觀測檔所在耐張段的代表檔距相鄰兩側(cè)代表檔距的的架線弧垂分別為fdb1和fdb2（fdb1<fdb2），則實(shí)際代表檔距l(xiāng) 的架線弧垂fdb計(jì)算公式為
從上知道，施工圖中的導(dǎo)(地)線安裝弧垂曲線一般按不同的代表檔距從最低氣溫至最高氣溫，每隔一定的步長（一般為5℃或10℃）經(jīng)計(jì)算而繪制的安裝弧垂表。導(dǎo)線及地線安裝時，是在不同氣溫下進(jìn)行的。緊線施工前，為了計(jì)算架線弧垂，應(yīng)根據(jù)觀測時的溫度和觀測檔所在耐張段的代表檔距（根據(jù)上面公式計(jì)算）查出架線弧垂。若實(shí)際溫度與所列溫度不同，可采用線性內(nèi)插法求其值。如假設(shè)實(shí)測溫度為 t，相鄰兩側(cè)可查溫度為t1和t2（t1<t2），根據(jù)前面計(jì)算的查出觀測檔所在耐張段的代表檔距在溫度t1和t2時的架線弧垂分別為fdb1和fdb2，則溫度的架線弧垂為
以上是根據(jù)工程實(shí)際代表檔距計(jì)算的代表檔距弧垂，當(dāng)安裝弧垂曲線為百米檔距弧垂曲線時公式中的弧垂值應(yīng)為代表檔距百米弧垂相應(yīng)的值。
3 連續(xù)檔的觀測弧垂值計(jì)算 （1）觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)高差 h＜10% l 時，觀測檔的弧垂 f 為：
式中:
f —— 觀測檔的架空導(dǎo)(地)線弧垂觀測值（指平行四邊形切點(diǎn)的垂度），m，根據(jù)連續(xù)檔或孤立檔、是否聯(lián)有耐張絕緣子串情況計(jì)算的實(shí)際觀測檔弧垂；
f0 —— 當(dāng)懸掛點(diǎn)高差 h＜10% l 時，觀測檔未聯(lián)耐張絕緣子串的檔距中點(diǎn)架空導(dǎo)(地)線弧垂，m；
fφ —— 當(dāng)懸掛點(diǎn)高差h ≥10% l 時，觀測檔未聯(lián)耐張絕緣子串的檔距中點(diǎn)架空導(dǎo)(地)線弧垂，m；
ldb —— 耐張段架空導(dǎo)(地)線的代表檔距，m；
fdb —— 對應(yīng)于代表檔距的架空導(dǎo)(地)線弧垂，m；
f100——對應(yīng)于代表檔距的百米檔距架空導(dǎo)(地)線弧垂，m；
l —— 觀測檔架空導(dǎo)(地)線的檔距，m；
h —— 觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)的高差，m；前側(cè)高 h 取正值，前側(cè)低h 取負(fù)值
φ —— 觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)的高差角，(°)，φ=arctan(h/l)
3.2 觀測檔內(nèi)一側(cè)聯(lián)耐張絕緣子串 （1）觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)高差 h＜10% l 時，觀測檔的弧垂 f 為：
式中:
γλ —— 耐張絕緣子串的比載，Ｎ／m·mm2 ，γλ=Gλ /(n·λ·A)，其中Gλ 為絕緣子串重量（N），A為導(dǎo)線截面積（mm2）,n為耐張絕緣子串所聯(lián)導(dǎo)（地）線的根數(shù)；
λ —— 耐張絕緣子串的長度，m；
γ1 —— 架空導(dǎo)(地)線的比載，Ｎ／m·mm2。
4 孤立檔的觀測弧垂值計(jì)算 兩個相鄰桿塔位耐張桿塔形成的檔距為孤立檔距，簡稱孤立檔。孤立檔的耐張絕緣子串使全檔承受不均勻荷載，其應(yīng)力（或張力）與弧垂應(yīng)考慮絕緣子串的影響。尤其對檔距較小的孤立檔，以為絕緣子串的下垂的距離，幾乎占據(jù)了弧垂的一半或更多，如果仍然按導(dǎo)線自重均布荷載的原則進(jìn)行計(jì)算導(dǎo)線弧垂產(chǎn)生很大的誤差。這些誤差在孤立檔跨越小，導(dǎo)線型號越細(xì)時，其數(shù)值越大，若誤差不大于±2.5％為標(biāo)準(zhǔn)（跨越通航河流的大跨越檔弧垂±1％，正偏差不應(yīng)超過1m），如果大于±2.5％宜考慮孤立檔中絕緣子串的影響。設(shè)計(jì)考慮孤立檔中絕緣子串的影響時，設(shè)計(jì)一般會為所有的孤立檔單出出孤立檔架線弧垂安裝表，如下圖所示。
若孤立檔檔距較大，絕緣子串對弧垂影響較小，誤差小于±2.5％(110KV+50%,-2.5%)，此時孤立檔弧垂可按連續(xù)檔計(jì)算。當(dāng)設(shè)計(jì)未提供孤立檔架線弧垂及孤立檔檔距較大絕緣子對觀測弧垂的影響可以按下列的要求進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
4.1 觀測檔內(nèi)一端聯(lián)有耐張絕緣子串
在孤立檔緊線時，架空導(dǎo)(地)線的固定端已聯(lián)有耐張絕緣子串，其弧垂觀測值 f 應(yīng)根據(jù)架空導(dǎo)(地)線兩端懸掛點(diǎn)的高差 h 的大小，分別按連續(xù)檔的弧垂觀測值計(jì)算中的觀測檔內(nèi)一側(cè)聯(lián)耐張絕緣子串的兩種公式進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算公式參考3.2節(jié)。
4.2 觀測檔內(nèi)兩端聯(lián)有耐張絕緣子串 在孤立檔掛線后復(fù)測弧垂時，架空導(dǎo)(地)線的兩端已連有耐張絕緣子串，其弧垂復(fù)測值按下方法計(jì)算。
（1）觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)高差 h＜10% l 時，觀測檔的弧垂 f 為：
從以上連續(xù)檔與孤立檔中我們知，其計(jì)算我們需要知道代表檔距及其相應(yīng)弧垂、觀測檔檔距及其高差、耐張絕緣子串的長度及其比載、導(dǎo)（地）線比載。
以上公式中代表檔距弧垂、導(dǎo)（地）線截面可以通過查設(shè)計(jì)出版的導(dǎo)(地)線安裝弧垂表獲得，也可以通過小編前面介紹過的《[基礎(chǔ)課堂]架空輸電線路導(dǎo)、地線線的安裝弧垂計(jì)算應(yīng)用》計(jì)算而得。耐張絕緣子串重量及長度可以查閱施工設(shè)計(jì)圖紙的絕緣子串組裝圖獲得，代表檔距、觀測檔檔距及高差可以通過桿塔明細(xì)表獲得。獲得基礎(chǔ)參數(shù)后我們就可以計(jì)算出觀測檔的相應(yīng)弧垂。以上弧垂觀測計(jì)算人工計(jì)算相對麻煩，可以通過EXCEL編制小程序進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，小編編制的計(jì)算程序界面如下圖所示。
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