絕緣導(dǎo)線弧垂計(jì)算的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)

屠海燕

（上海恒能企業(yè)發(fā)展集團(tuán)公司，中國(guó) 上海200122）

0 前言

在配電線路的施工過(guò)程中，施工人員以往經(jīng)常忽視在緊線工作中按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置導(dǎo)線弧垂，尤其是在10kV及以下線路緊線施工往往用目測(cè)替代定量的觀測(cè)導(dǎo)線弧垂這一工作，使得本應(yīng)非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕すに囈幌伦幼兊梅浅：?jiǎn)潔，這給日后的安全運(yùn)行帶來(lái)了很大的隱患。

如果弧垂過(guò)小，則導(dǎo)線會(huì)受過(guò)大張力，安全系數(shù)降低，當(dāng)溫度降低時(shí)，容易因?qū)Ь€過(guò)緊而發(fā)生斷線；如果弧垂過(guò)大，則對(duì)地面距離過(guò)小，影響安全運(yùn)行，溫度升高時(shí)，易產(chǎn)生導(dǎo)線間放電，造成閃絡(luò)事故。

針對(duì)這一情況，上海恒能企業(yè)發(fā)展集團(tuán)公司加強(qiáng)了所屬工程類集體企業(yè)絕緣導(dǎo)線施工技術(shù)管理，要求施工人員在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置導(dǎo)線弧垂，并且使用專用弧垂觀測(cè)器具進(jìn)行測(cè)量。

然而在計(jì)算弧垂的過(guò)程中，計(jì)算量比較大，這給弧垂的計(jì)算帶來(lái)了很多不便，而且計(jì)算過(guò)程中容易出錯(cuò)，因此設(shè)計(jì)一個(gè)弧垂計(jì)算的程序?qū)⒔o實(shí)際計(jì)算帶來(lái)很大方便。

1 弧垂計(jì)算的原理

導(dǎo)線弧垂是指在平坦地面上，相鄰兩基電桿上導(dǎo)線懸掛高度相同時(shí)，導(dǎo)線最低點(diǎn)與兩懸掛點(diǎn)間連線的垂直距離。如果導(dǎo)線在相鄰兩電桿上的懸掛點(diǎn)高度不相同，此時(shí)，在一個(gè)檔距內(nèi)將出現(xiàn)兩個(gè)弧垂，即導(dǎo)線的兩個(gè)懸掛點(diǎn)至導(dǎo)線最低點(diǎn)有兩個(gè)垂直距離，稱為最大弧垂和最小弧垂。本文是針對(duì)平坦地面上的弧垂計(jì)算的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的研究，弧垂計(jì)算的步驟如下。

1.1 觀察檔的選擇

耐張段在5檔以下時(shí)，靠近耐張段中間選擇最大或較大的一檔作為觀察檔；耐張段在6-12檔時(shí)，靠近耐張段兩端各選擇較大的一檔作為觀察檔；耐張段在超過(guò)13檔時(shí)，在耐張段兩端及中間各選擇較大的一檔作為觀察檔。

1.2 計(jì)算耐張段的代表檔距

若耐張段為許多檔距連在一起，則稱為連續(xù)檔距，由于受地形限制，連續(xù)檔內(nèi)各檔距長(zhǎng)度不可能完全相同，為簡(jiǎn)化連續(xù)檔距中的架空線的計(jì)算，可將連續(xù)檔距用一個(gè)等階的孤立檔距代表，此等階的孤立檔距就稱為代表檔距（或稱規(guī)律檔距）。

懸點(diǎn)等高連續(xù)檔距的代表檔距公式為：

式中：l為各檔檔距，lD為代表檔距。

1.3 根據(jù)氣象條件用代表檔距查弧垂

根據(jù)導(dǎo)線、地線的降溫值，直接查安裝曲線表。

1.4 初伸長(zhǎng)補(bǔ)償

架空電力線路的多股導(dǎo)線，當(dāng)它第一次受到拉力以后，發(fā)生的塑性變形叫初伸長(zhǎng)。初伸長(zhǎng)使得導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度增加，弛度增大，應(yīng)力相應(yīng)減小。初伸長(zhǎng)在線路運(yùn)行中要5至10年再趨于穩(wěn)定，緊線時(shí)要對(duì)初伸長(zhǎng)補(bǔ)償，即減小弧垂。補(bǔ)償初伸長(zhǎng)一般有2種方法：

1.4.1 采用降溫法，鋼芯鋁絞線降15-20℃，輕型鋼芯鋁絞線降20-25℃，加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線降15℃，鋼絞線降10℃。

1.4.2 采用減少弧垂法：鋁線減少20%，銅線減少7%-8%，鋼芯鋁絞線減少12%，鋼絞線減少5%。

1.5 計(jì)算觀察檔觀察弧垂

如果采用降溫法，則在1.3查詢安裝曲線表時(shí)相應(yīng)減少溫度，下式即觀察檔觀察弧垂計(jì)算公式。

如果采用減少弧垂法，則溫度不變，再乘以減少的系數(shù)。

式中：fg為觀察檔弧垂，fd為代表檔距弧垂，k為減少的系數(shù)。

2 Visual C++簡(jiǎn)介

Visual C++是Visual Studio中的一個(gè)成員，其中的MFC（Microsoft Foundation Class，微軟基礎(chǔ)類庫(kù)）提供了大量的類供用戶直接調(diào)用，而不需要再為某個(gè)程序界面設(shè)計(jì)而編寫大量代碼，可以把注意力集中在優(yōu)化應(yīng)用程序的功能上。用Visual C++開(kāi)發(fā)出的程序可以在單機(jī)上方便運(yùn)行。

由上面的原理可見(jiàn)，如果以常規(guī)的人工計(jì)算，假設(shè)耐張段有5檔，需要進(jìn)行的計(jì)算量為5次立方，2次求和，1次求商，1次開(kāi)根，1次平方，1次乘法，另外需要一次查表，過(guò)程中如果有一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)而沒(méi)發(fā)現(xiàn)，則會(huì)造成結(jié)果錯(cuò)誤，需要重新計(jì)算，驗(yàn)算過(guò)程也同樣復(fù)雜。而采用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行弧垂計(jì)算就可以充分利用其處理復(fù)雜問(wèn)題能力強(qiáng)、計(jì)算準(zhǔn)確、計(jì)算速度快的優(yōu)點(diǎn)，可以避免大量的人工計(jì)算，而且只要參數(shù)輸入正確，就不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，而檢查參數(shù)的輸入比驗(yàn)算要簡(jiǎn)便的多。

3 程序設(shè)計(jì)

由于本程序針對(duì)的是施工應(yīng)用，無(wú)須根據(jù)導(dǎo)線狀態(tài)方程計(jì)算弧垂曲線，可以直接根據(jù)絕緣導(dǎo)線弧垂表計(jì)算。目前市南地區(qū)主要使用的是JKLYJ-120和JKLYJ-70的絕緣導(dǎo)線，因此本程序也是針對(duì)這兩種型號(hào)的導(dǎo)線而設(shè)計(jì)的。

3.1 弧垂表數(shù)據(jù)的輸入

程序涉及到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量較小，僅有兩個(gè)弧垂表，因此不使用數(shù)據(jù)庫(kù)，而是在程序中直接使用兩個(gè)二維數(shù)組存儲(chǔ)弧垂表，其中第一行各數(shù)據(jù)為弧垂表的溫度，第一列各數(shù)據(jù)為弧垂表的檔距，其他為對(duì)應(yīng)檔距、溫度下的弧垂。

圖1 主程序框圖

3.2 程序框圖

3.2.1 主程序框圖

主程序通過(guò)用戶輸入各種計(jì)算所需的參數(shù)自動(dòng)計(jì)算觀察檔弧垂，框圖如圖1。

3.2.2 查表程序框圖

在程序中有一步查表比較關(guān)鍵，即根據(jù)算出的代表檔距l(xiāng)d以及溫度t查已知的弧垂表a[m][n]，本程序采用順序查找法逐行逐列比較，即先根據(jù)檔距查出行，再根據(jù)溫度查出列，最后由行、列兩個(gè)值確定代表檔距弧垂，在C++中，數(shù)組編號(hào)從0開(kāi)始，所以行、列編號(hào)都從0開(kāi)始，框圖如下：

圖2 查表程序框圖

3.3 程序界面

界面采用Visual C++6.0程序向?qū)ё詣?dòng)生成的對(duì)話框程序，見(jiàn)圖3，主要由靜態(tài)控件、編輯控件、按紐、單選紐、列表框等標(biāo)準(zhǔn)控件組成，操作簡(jiǎn)便，界面友好。

圖3 程序界面截圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本程序在上海恒能企業(yè)發(fā)展集團(tuán)公司下屬工程類集體企業(yè)線路施工中得到應(yīng)用，實(shí)踐證明，該程序的設(shè)計(jì)和運(yùn)算是正確的，利用它進(jìn)行工程輔助設(shè)計(jì)可以大大減少計(jì)算量，提高計(jì)算精確度及工作效率。

［1］[美]Clayton Walnum.Windows 2000編程核心技術(shù)精解[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2002.

［2］鄭莉,董淵.C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2001.

［3］王瓊,藍(lán)耕.配電線路高級(jí)工[M].北京：中國(guó)電力出版社,2000.