屠海燕
(上海恒能企業(yè)發(fā)展集團(tuán)公司,中國(guó) 上海200122)
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。
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。
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。
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。
根據(jù)導(dǎo)線、地線的降溫值,直接查安裝曲線表。
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%。
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)。
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。
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。
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
3.2.1 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
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
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。
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