架空输电线路耐张塔引流线安装长度计算

中国科技期刊数据库 工业C

2015年42期 209

电子技术

架空输电线路耐张塔引流线安装长度计算

李宽亮 韩威锋 朱 鹏

陕西送变电工程公司，陕西 西安 710014

摘要：架空输电线路耐张塔引流跳线安装在工程实际作业中均是利用普通棕绳进行现场比测后确定耐张塔引流跳线的安装长度。根据不同材质线体间物理特性不同，笔者认为可通过建立适当数学模型，利用公式计算出耐张塔引流线安装的实际长度。 关键词：架空输电线路；耐张塔；引流线；安装长度 中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)42-0209-03

1 引言

架空输电线路耐张塔引流跳线安装在工程实际作业中均是利用普通棕绳进行现场比测后确定耐张塔引流跳线的安装长度。根据不同材质线体间物理特性不同，笔者认为可通过建立适当数学模型，利用公式计算出耐张塔引流线安装的实际长度。

2 利用数学模型计算引流线长度

借鉴数学悬链线方程等公式，利用数学模型计算引流线长度应该有下面三个问题：

2.1 确定数学物理模型

曲线应该采用什么样的数学物理模型，这个问题还是应该首先确定的，历来采用的有抛物线、椭圆等，这些计算模型都有它合理的内核，施工计算中差不多都用过。不过大多模式似乎都把它当成无内力、无重量的“纯数学”曲线(即对于其物理性质考虑较少)，且多偏重于曲线长度计算，比如几乎没有涉及控制电气间隙。个人认为，还是应该把它回归到它最接近的悬链线，并且从控制电气间隙出发一并解决。试述如下：

在标准坐标(低点在原点)中，悬链线的方程是：

如图，设p 点为接地点(耐张绝缘子串第一个瓷瓶或跳线平面与横担平面该侧边缘交点)，q 点为悬链线上满足间隙的点。

很明显，q 点应满足以下两个条件：1.q 点在悬链线和间隙圆上，即pq 等于允许间隙d ；2.悬链线在q 点的斜率等于间隙圆在q 点的斜率，或曰悬链线在q 点的法线通过p 点。更能表明其工程物理意义的说法是：悬链线在q 点的密切圆半径通过p 点(可以证明，悬链线的密切圆半径大大大于间隙圆半径)。

悬链线在点q 的斜率为(对悬链线方程求导)： dy/dx=sinh(γ·x 切 /σ0) (x=x 切 )

间隙圆在点q 的斜率可以直接写出(pq 线斜率的负倒数)： k=－(x 切－x0)/(y 切－y0) 得如下两个方程：

(x 切-－x0)2+(y 切－y0)2=d2 (d 为允许电气间隙) sinh(γ·x 切 /σ0)= －(x 切－x0)/(y 切－y0)

加上悬链线方程，我们共有三个独立方程。需要求解的未知数是：σ0 、x 切 和y 切 ，也是三个。就是说，其解理论上是存在的。

2.2 关于电线材料的刚性影响

经验表明，这个问题一定要有工程处理，这在别人的研究中也多次被提到。可以预料，解出的应力肯定很小，因此其刚性影响不能不予以充分注意。因为在我们这套求解模式中，应力虽小(大小是相对而言的)，但没有它，就什么也说不成了。

拟将所谓刚性影响作如下处理。

注意到引流把是充分刚性的，现假设其刚性延长到电线上某一点，把此点作为悬链线的悬挂点，如图的A 、B 两点。基于这个假设，把刚性长度定为引流把长度的2倍，并取引流把和压接管的交角为90°。在整个计算模式中，只有这一个假设。

各种规格的电线材料刚性不同，要之，大截面电线较小截面电线刚性强。就这个假设对计算结果的影响来说，取大了，引流趋短、放电间隙较紧张；取小了，引流趋长、放电间隙较宽裕。

2.3 空间坐标计算

引流长度计算方法中，都强调空间坐标计算的准确性。在我们这套计算模式中，对坐标计算的要求也就高些。目前微机应用已很普遍，计算应该不是问题。除了上面所说的挂点应算到刚性长度点外，还有双串接地点偏移等。这里主要谈坐标的平移变换。

工程计算中，一般取横担中点为原点来计算各空间坐标值。实际上也只能这样，我们只能把坐标取在已经确定的物理点上，导致我们无法直接使用悬链线的标准方程。

如图，设以横担中心为原点的坐标(OXY)为旧坐标，以弧垂最低点为原点的坐标(OXY )为新坐标(我们取耐张串高的一端为控制端，即串倾角小的一端，并始终把它放在第一象限)。现在的问题是求出旧坐标原点在新坐标中的坐标值。

套用线路术语见图1，x 方向的平移值h ，应该等于高端垂直档距减去高端挂点的x 坐标值(即减去A 点的横坐标)；y 方向的平移值k ，应该等于高端挂点垂高减去高端挂点的y 坐标值(即减去A 点的纵坐标)。垂距和垂高的计算公式不再列出。有了h 和k ，就可以直接应用悬链线标准方程，在对接地点坐标作平移变换后，用以上三个方程，就可能得到我们想得到的结果。

根据以上三点分析，以云南某输电线路工程施工的实际计算耐张塔跳线引流线长度：

2.3.1 计算模式

计算在Excel 表计算软件平台上进行。 2.3.2原始数据见表1

Y

X

O

P (X 0，q (X 切 ，Y 切)

接地

悬链切