懸掛點高差引起的弧垂變化計算及施工中的控制

楊文岳

摘要：在輸電線路施工中，為確保輸電線路符合設計及質量要求，往往會對輸電線路進行特別設計，嚴格計算弧垂值并進行觀測和檢查，確保線路在應力許可范圍內，與地面、被跨越物之間存在充足安全距離，保證施工質量。基于此，文章對弧垂應力計算條件進行分析，深入探究因懸掛點高差引起的線長調整問題，及具體施工控制措施，以確保線路投入使用后安全運行。

關鍵詞：懸掛點高差;弧垂變化;線長調整;施工控制

弧垂也被稱為弛度，是架線后架空線的松弛程度，常見弧垂類型主要有架空線等高與架空線不等高兩種情況。弧垂計算，也叫弛度計算，條件及已知條件不同，計算公式也各不相同，如借助張力進行計算，連續上下山地形條件下依據竣工弧垂計算觀測弧垂，或者依據設計圖紙給出的百米弧垂數或檔距下百米弧垂度極端不同溫度下的弧垂等[1]。在實際施工中，輸電線路施工地形往往較為復雜，存在一定相鄰檔高差大或者耐張段短的情況，僅考慮部分因素進行計算容易出現各種施工問題，對施工質量嚴重影響，必須明確懸掛點高差對弧垂變化產生的影響，合理計算導線線長，并進行適當調整，以確保施工質量。

1 弧垂應力計算條件

在輸電線路架設施工中，造成弧垂調整的因素有很多，包括人工因素：弧垂觀測、劃印及測量失誤;客觀因素：耐張桿塔傾斜、放線滑車轉動故障等，都會造成導線收緊后弧垂不標準，需要適當進行收緊或放松調整[2]。同時，導線規格和氣象條件也會對輸電線路弧垂應力造成影響，弧垂過大，在風力影響下，容易發生鞭擊現象，弧垂過小，導線應力增大，其自身機械負荷隨之增加，容易受到損傷，縮短其使用壽命。從導線規格方面看，在計算弧垂應力時，首先需要確定導線規格，依據導線規格確定其各項參數，最終根據計算公式計算出許可應力，具體如下：

式中，δp指代瞬時破壞應力，α指代溫度線脹系數，Kc指代安全系數。

從氣象條件方面看，輸電線路建成運行之后，線路周圍環境溫度及氣象變化會對其產生較大影響，繼而影響線路荷載、電線張拉應力、長度及弧垂，其中氣溫變化、風及覆冰這三個因素對線路影響較大。在實際計算輸電線路弧垂應力時，需要綜合考慮最高氣溫、最低氣溫、最大風速、覆冰厚度、覆冰風速等，此外，針對部分存在極端氣候條件的地區，還應考慮其歷年氣候變化情況，才能確保弧垂應力計算的準確性。

2 懸掛點高差引起的線長調整問題

在分析懸掛點高差引起的線長調整問題時，要綜合考量其產生原因，再分析其計算方法。在觀測弧垂時，導線均放置在放線滑車中，所有子導線均處于持平狀態，而當完成附件后，導線處于耐張及懸垂線夾之中，此時完成上下子導線安裝工作后，其懸掛高度會產生變化，出現一定差異。在直線塔之間，倘若同一根子導線變化高度相同，那么引起弧垂變化的主要原因，在于直線塔和耐張塔之間導線掛緊和安裝附件后子導線改變的高度相同[3]。具體的懸掛點高差導線長度計算公式如下：

式中，L指代導線長度，l指代兩個懸掛點之間的檔距， 指代高差角的余弦函數，f指代該檔弧垂觀測值。

文章以某實際輸電線路工程案例進行分析，對其直線塔、耐張塔之間的高差變化對線長影響展開具體分析，具體數據見表1。

根據表1數據及導線長度計算公式最終可推導出弧垂的具體計算公式，如下：

式中，L為252.318m，l為254m，經過計算后可知， 為0.90172，f為8.192m，繼而可知當完成附件安裝工作后，對弧垂程度進行觀測可知，弧垂超標程度高達14.16%，難以滿足實際驗收標準，必須進行返工，與實際施工情況符合。

3 弧垂觀測問題解決及導線線長調整

依據上文計算分析結果可知，懸掛點高差變化會嚴重影響弧垂變化，弧垂變化量取決于 變化程度， 變化程度越大，弧垂變化程度越大，在具體施工中必須采取措施進行解決，有效解決高差角變化產生的影響，滿足施工要求[4]。

假設，在公式 中，檔距L屬于固定值， 變化量取決于實際情況，假設式中F在完成附件安裝后不發生任何變化，那么就需要調整導線長度，此時，可將公式 代入表1中相關數值，計算可知附件安裝后弧垂數值不變情況下導線長度的數據，即緊線時與附件安裝后線長差距為0.247m，因此，需要適當增加導線長度0.247m，同理可得子導線線長變化量為0.054m。

3 施工中具體控制措施

3.1 認真檢查和調整弧垂

一般情況下，輸電線路弧垂調整順序為導線收緊——導線放松——再次收緊，按照這種方法依次進行調整，以確保所有觀測檔符合設計要求。值得注意的是，在首次收緊導線時，要確保調整后的弧垂程度達到相關標準或者略小于標準要求，在放松導線時，要求弧垂符合要求或略大于規定標準。同時，無論采用哪種方法觀測分裂后的導線弧度，都需要采用經緯儀進行配合，以確保最終展現成功符合要求，即所有子導線均處于同一水平位置[5-6]。

3.2 合理調控子導線垂直誤差

在輸電線路施工中，一般會采用分裂導線的方法，因此，在調整弧垂的同時還應調整子導線弧垂，避免因子導線調整不當導致的較大垂度誤差，將誤差控制在合理范圍內。為此，可以先觀測子導線確定各導線相差，將相差最小的子導線當做參考點，對其他子導線進行調整。

3.3 準確計算線長變化

在輸電線路施工過程中，通常在掛線時已經排列好了各子導線，高差變化多體現在直線塔附近，在計算線長變化時，可以采用相同方法進行計算，確定導線需要多開或少開，正值少開，負值多開，同時考量掛線處變化情況，最終確定具體施工標準。

4 結束語

綜上可知，當檔距較小，高差較大時，懸掛點高差變化會嚴重影響導線弧垂長度;采用分裂導線施工方法時，垂直排列時，子導線長度各不相同，需要分別進行計算，確定線長，最終確保竣工時各導線弧垂滿足驗收標準，保障施工質量。

參考文獻

[1]孫曉偉. 放線滑車特殊懸掛位置下緊線時弧垂控制方法概述[J]. 科學與信息化， 2018， （026）：P.77-77.

[2]朱建剛. 輸電線路緊線施工中弧垂觀測與調整措施[J]. 通訊世界， 2018， （011）：185-186.

[3]姬波， 楊文東， 張馳，等. 基于GA-SVM的高壓輸電線路弧垂預測模型[J]. 鄭州大學學報（理學版）， 2018， 50（04）：97-103.

[4]張永清， 何勇軍， 王鐸，等. 裝配式架線工藝在特高壓導地線架設中的應用[J]. 山東電力技術， 2018， 045（006）：31-34，49.

[5]黃鵬， 李洋， 劉寧. 輸電線路觀測弧垂計算公式的應用與調整分析[J]. 城市建設理論研究（電子版）， 2020， No.322（04）：6-6.

[6]郭永喜、曾令通、王雪鋒、江明鏡、朱俊武. 用于弧垂微調的架空輸電線路電線力學計算[J]. 廣西電力， 2020， v.43;No.186（05）：38-41.