輸電線路連續上下山檔導線弧垂調整技術

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摘要：架空輸電線路長期暴露在野外環境當中，隨著線路運行時間的增加及周圍環境變化，輸電線路導線的弧垂也會發生變化，造成導線對地或對交跨物的距離不能滿足安全要求。尤其是地形高差較大的山區，輸電線路的安全系數較小，對電線弧垂發生變化的路段必須及時調整，確保導線對地或對建筑物的安全距離。文中簡單介紹了導線長和弧垂之間的關系，深入研究了輸電線路連續上下山檔導線弧垂調整技術。

關鍵詞：輸電線路；弧垂觀測；調整技術

引言

高山區送電線路工程一般因山高或連續上下山等因素，導致相鄰塔位高差和檔距較大，緊線過程中弧垂調整難度很大。輸電線路弧垂對地距離不足則威脅人們的出行安全和用電質量，因此導線弧垂觀測和調整對送電線路工程建設中異常重要[1]。本次論文針對高山區的地形特點，研究220kV及500kV送電線路連續上下山檔導線弧垂觀測和調整技術，以期為我國高山區架空輸電線路一線人員的工作提供幫助。

1.弧垂觀測與調整技術

選擇合適的觀測檔可以全面掌握和控制緊線段的應力狀態，對弧垂的觀測和準確計算意義重大，選擇觀測檔時應遵循四點原則：①選擇的觀測檔要具備代表性，例如在重要的被跨越物附近可以設置觀測檔；②觀測檔的位置設計要呈均勻分布狀態，在相鄰觀測檔中線檔保持在四個以下；③選擇時以檔距大，懸掛點高差小的直線檔為優先考慮對象；④選擇對鄰近線檔具有極大檢測范圍的塔號。

輸電線路弧垂觀測和調整必須遵循以下程序：首先收緊導線并調整距離緊線場最遠觀測檔的弧垂，確保其滿足導線弧垂要求，之后放松導線并調整距離緊線場次遠觀測檔的弧垂，保證弧垂合格或者略大于導線弧垂要求，再收緊導線并調整距緊線場第三遠觀測當弧垂，調整合格后以此類推，至所有觀測檔調整完畢。此項工作完成僅僅是完成了導線弧垂的粗調，各導線之間的弧垂設計存在一定偏差，因此必須通過精調使弧垂處于允許的誤差范圍之內，具體操作為：用手扳動葫蘆對同相子導線進行逐根細調，盡量調整導線與十字絲的視線相切，操平后方可在塔上畫印。在觀測和跳線的過程中需要特別指出：要先收緊中相導線再收緊邊相導線，先收緊最高導線再處理低處導線，同相的四根子導線要對稱進行，盡量先收緊滑車最邊上的兩根子導線確保滑車平衡，同相子導線要基本保持同時收緊且速度不宜過快，而且同一觀測檔中同相子導線要同時放松或同時收緊，否則可能導致非觀測檔子導線弧垂出現不平現象。

在高山區調線過程中常常因為山高，塔位的相對高差較大，加之連續上下山和跨越較大等原因，導致若放松少量導線則松不過塔位，若放松大量導線則緊線場導線弧垂過低難以滿足要求，對于這種情況就必須通過收緊導線是遠端觀測檔弧垂滿足要求后，使用拉子機或者白棕繩等借助塔身在受控塔位進行空中反向臨錨，以此來保證調整好的觀測檔弧垂不再變化，于所有觀測檔弧垂均合格后畫印解除臨錨[2]。

2.上下山連續檔耐張段弧垂調整

對于上下山連續檔導線弧垂調整可以忽略耐張絕緣子串載荷或耐張桿塔傾斜對線長造成的影響。取耐張絕緣字串的E、α，復測檔選擇K檔，將?k設為復測弧垂，將?k0設為竣工弧垂，則可以得到：

?k = L2k×g/（8σcosΨk）

?k0 = L2k×g/（8σ0cosΨk） （1）

線長與弧垂的關系式為：

S = L/cosΨ + L3g2cosΨ/（24σ2） （2）

公式中S為線長，L為檔距。將（2）式展開后取前兩項計算，調線是應力發生變化導致導線彈性變化量：

Σni=1SEi=（σ0-σ）/E×Σni=1（Li/cos2Ψi）（3）

根據關系式可以得出：

耐張段總線長的調整量△S=耐張段實際總線長Σni=1Si-耐張段要求總現長Σni=1S0i+耐張段總線長彈性伸縮量Σni=1SEi 。

實際調整弧垂時一般都在耐張塔端進行，但是由于調節板的調節范圍固定，耐張線夾和U型掛環又存在一定的制造長度，因此得出的△S就存在以下關系：

△S = n1SX + n2Sb + n3SB + 2n4SU （4）

因為連續檔耐張段均較長，如果（4）式計算得出的△S量相對較小，線長微量變化導致弧垂變化量已經分散到各個線檔，弧垂變化量很小，此時弧垂不可調；如果△S量相對較大，則表示導線弧垂調整存在粗差，應逐檔調整，到耐張塔時按照孤立檔調整 即可。

3.孤立檔弧垂調整

對于連續上下山檔導線孤立檔弧垂調整來說，因為導線掛上之后兩端均安裝有耐張的絕緣子串，因此需要考慮導線載荷對弧垂造成的影響。取絕緣子串的的E、α，將絕緣子串的長度設為λ，弧垂復測值為?，經竣工要求弧垂設為?0，則可以得出以下公式：

? = L2×g/（8σcosΨ）K

?0 = L2×g/（8σ0cosΨ）K （5）

導線實際懸線長度為：

S = L/cosΨ + L3g2/（24σ2）× cosΨ × k2

設計的懸線長度為：

S0 = L/cosΨ + L3g2/（24σ02）× cosΨ × k2 （6）

式中 k2表示兩端絕緣子串對線長的影響系數。調整線長時應根據應力變化導致的彈性伸縮量為：

SE =（σ0-σ）× L/cosΨ

得到 △S = S - S0 + SE （7）

公式（7）為孤立檔導線變化量與弧垂變化量的關系，在實際調線時，可以將k的數值看作1，此外因為耐張塔臨時拉線的松緊程度對弧垂產生的影響，遠遠大于因導線自動產生的彈性伸縮梁對弧垂產生的影響，因此SE 量可以忽略不計，由此可得：

S = L/cosΨ + 8（cos3Ψ/3L）× ?2

將上式作微分處理得到：

△S =16（cos3Ψ/3L）× ?× △?

需要注意的時（5）式當中計算弧垂時L在中導線和左右邊導線之間的值是不相同的，只有中導線和設計的值相同，其他兩邊導線需要通過實測檔距并進行計算得其弧垂。弧垂量計算出之后，調整孤立檔導線弧垂的具體方法為：在一側打好臨時拉線之后，再于另一側調整導線弧垂，直到滿足導線架設要求為止。

山區天氣多變，容易遭遇雨雪或者大風天氣，其中風力對緊線施工會造成很大干擾，在緊線過程中若遇到有風天氣，導線擺動嚴重干擾觀測，會造成子導線及相之間出現不平整的現象，針對這一點，施工人員與高山區施工時應盡量選擇上午時段緊線施工，逐一趕線安裝其他的附件設備，可以有效降低風力對緊線的影響。而且大量實踐證明使用逐檔趕線安裝附件對弧垂進行調整，可以大大降低高山或高原天氣、大風及氣溫惡劣環境的施工難度，不僅可以縮短施工周期，而且也能使得弧垂觀測一步到位，避免因反復施工造成的人力和材料浪費[3]。

4.結論

高山區弧垂觀測和調整有其自身的特點，主要的問題則是明確架空導線長度與弧垂的關系，當設計者給定了某一段耐張線的長度時，之后的工作則是確保架空線的實際長度與設計值相一致，或者盡可能縮小兩者之間的誤差，以此來滿足輸電線路的送電安全要求。總之，通過上述計算方法用于調整連續上下山檔導線弧垂，工作快捷可有效減少檢修線路的停電時間，提高供電的可靠性，而且也能減輕工作復雜度，提高工作效率，減低架空線一線工作人人員的勞動強度，經濟效果顯著，可以將其推廣到供電系統當中。

參考文獻：

[1]王鴻.架空輸電線路弧垂變化的原因及調整計算方法[J].江西電力職業技術學院學報，2011，9（02）：17-18.

[2]姚陳果，張磊，李成祥，李宇，左周.基于力學分析和弧垂測量的導線覆冰厚度測量方法[J].高電壓技術，2013，14（05）：1204-1209.

[3]聶世民，徐軍.架空輸電線路連續上下山以及多耐張段連續緊線的計算機算法[J].內蒙古科技與經濟，2010，21（02）：122-123.