耐張塔地面錨線繩長度確定及錨固位置分析

呂寶生

(江蘇省送變電公司，南京　210028)

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耐張塔地面錨線繩長度確定及錨固位置分析

呂寶生

(江蘇省送變電公司，南京210028)

摘要：針對在緊線場地面錨線情況下，錨線繩過短或位置錯誤將改變導線線型，造成導線在錨線點層間磨損和塑性變形的問題，介紹地面錨線繩長度最小值的計算方法，分析在錨線繩長度一定時，導線上的錨固位置，通過工程實例，驗證了該方法的合理性，建議在輸電線路工程中推廣使用。

關(guān)鍵詞：地面錨線繩；長度；錨固位置；線型

目前，張力放線牽張段長度基本按照耐張段進行選擇。展放的導線在牽、張場進行地面錨固，中間耐張塔采用平衡或半平衡掛線，牽張場的耐張塔一般選擇掛后盡頭。但是，當中間耐張塔因地形原因無法緊線時，則需在牽張場的耐張塔上進行緊線。在牽張場耐張塔上緊線時，地面的錨線繩會隨著導線運動，錨線繩的長度會影響導線的線型，同時附加給導線集中荷載。為了不改變導線線型，保證導線結(jié)構(gòu)不受損傷，需要合理選擇錨線繩的長度及其在導線上錨固點的位置。通過軌跡方程分析，確定所需最短的錨線繩，同時分析在不同錨線繩長度下，在導線上的錨固位置。

1耐張塔緊線換位施工方法簡述

耐張段內(nèi)一側(cè)導線已掛好，另一側(cè)導線錨于地面，該側(cè)需要進行緊線操作，見圖1，具體施工步驟：絕緣子吊裝。絕緣子串末端串接緊線滑車組，滑車組另一端連接緊線器，置于地面。導線劃印。將滑車組與導線連接，啟動絞磨，當導線弧垂達到設(shè)計值時，停止牽引，高空人員用劃印繩標記位置。割線壓接。將導線重新松至地面，比量劃印繩，計算斷線位置，切割導線后壓接。掛線。重新將滑車組與導線連接，連接點與耐張管距離不宜過長，一般控制在2～3 m。

圖1　緊線施工方法

啟動機動絞磨，高空掛線。緊線順序。對于四分裂導線，先緊①④號線，后緊②③號線。拆除工器具。掛線結(jié)束，緩慢松出滑車組牽引繩，然后拆除滑車組和錨線工具。

若在上述施工過程中，地面錨線繩偏短，就會

出現(xiàn)圖2的現(xiàn)象。由于錨線繩的約束，改變了導線原拋物線軌跡，相當于在導線上作用一個集中荷載。如果再短些，引起線型改變的折角越明顯，對導線結(jié)構(gòu)的損傷也更嚴重，同時增加了導線的使用張力，嚴重的情況會使得導線張力超過牽引時所產(chǎn)生的張力。為了消除這些不安全因素，確定錨線繩長度和錨固位置尤為重要。

圖2　導線線型狀態(tài)

2錨線繩錨固模型及極值證明

2.1數(shù)學模型

為確定錨線繩長度，需要根據(jù)工程實體建立數(shù)學模型。以導線最低點作為原點，建立二維坐標系，如圖3，A點為導線懸掛點，C點為導線上的錨固點，B點為地面錨固點。

圖3　拋物線法二維坐標系

根據(jù)實際情況，各點坐標定義如下：

在該坐標線下，導線線型按拋物線計算[1]，則有

(1)

(2)

2.2定理證明

錨線繩長度方程求解極值較為復雜，需要進行變換處理。所以，需要證明如下定理。

(2)若x=x0點處f(x) 不可導，f′(x0)不存在，但仍滿足f′(x)在x=x0處兩側(cè)符號相反。F(x)在x=x0的去心鄰域內(nèi)可導，但在x=x0處不可導。

3錨線繩相關(guān)參數(shù)計算及分析

3.1最短錨線繩計算

當u′(x)=0，u″(x)>0時，u(x)有極小值。

該一元三次方程，可以通過Excle表中單變量求解功能計算x0，從而確定u(x)最小值，進一步確定出f(x0)和C點位置(x0，y0)。這樣就計算出錨線繩的最小值和在導線上的錨固位置。

3.2單變量求解[2]

單變量求解是解決假定一個公式要取的某一結(jié)果值，其中變量的引用單元格應取值為多少的問題。

在Office Excel中根據(jù)所提供的目標值，將引用單元格的值不斷調(diào)整，直至達到所需要求的公式的目標值時，變量的值才確定。

用單變量求解的具體操作步驟如下：

a. 選定包含想產(chǎn)生特定數(shù)值的公式的目標單元格。

b. Excel 2000/2003選擇“工具”菜單中的“單變量求解”命令；Excel 2007/2010選擇“數(shù)據(jù)”-“假設(shè)分析”-“單變量求解”，會出現(xiàn)“單變量求解”對話框。此時，“目標單元格”框中含有的剛才選定的單元格。

c. 在“目標值”框中輸入想要的解。

d. 在“可變單元格”框中輸入變化的單位格地址。

e. 單擊“確定”按鈕，計算出結(jié)果。

3.3錨線位置分析

錨線繩長度不得小于上述計算的最小值，否則在緊線過程中，就會增加導線荷載。錨線繩過長，也不適用，一是會受地形(河流、魚塘、上坡等)影響，無法錨線，二是掛線后，拆除錨線工具，需要出線的距離遠。一般選在錨線繩長度比最小值長3～5 m。

對于平原丘陵地區(qū)的短耐張段，檔距分別為l1，…，lk，…，ln，懸掛點高差角分別為φ1，…，φk…，φn，其中控制檔為k檔。

導線弧垂增大，與耐張段內(nèi)導線線長變化量之間的關(guān)系式，

(3)

計算出除緊線檔外，導線需要調(diào)整長度L2、緊線檔所需導線長度L3以及錨固點和懸掛點之間的距離L1，這樣就可以確定導線錨固點的具體位置。

4工程實例

某500 kV輸電線路工程，導線采用4×JL/LB1A-630/45型式，地面錨線點位置距離鐵塔中心30 m，緊線時溫度為20 ℃，該溫度下N26-N27和N27-N28導線弧垂分別為9.759 m和9.708 m，水平張力38.759 kN。緊線前，觀測檔N26-N27導線弧垂為19.580 m，上相導線掛點距離地面55.5 m，橫擔寬度2.2 m(由鐵塔參數(shù)確定)。在該種情況下，確定錨線繩的長度和錨固點位置，具體見表1、表2。

表1導線參數(shù)

導線型號直徑/mm截面面積/mm2單位質(zhì)量/(kg·m-1)計算拉斷力/kN最大使用張力/kN平均運行張力/kNJL/LB1A-630/4533.60666.552.06141.2655650635316

表2N24-N28桿塔明細表

樁號塔型基面高程檔距/m水平轉(zhuǎn)角備注N24SJT16-336.1N25SZT26C-395.6N26SZT26C-456.1N27SZT26C-395.5N28SJT16-275.2381372387386左0°16'36″后盡頭N26-N27觀測檔右1°30'37″前盡頭

4.1各點坐標值的確定

4.2錨線繩最小長度計算

將各參數(shù)代入下式中，

4.3錨線繩長度確定及錨固位置

通過2點間距離公式，可以計算出錨固點和懸掛點之間的距離L1分別為49.259 m和16.523 m。

根據(jù)線長調(diào)整公式，該耐張段內(nèi)N24-N27之間導線調(diào)整長度L2為6.169 m。同時，按照線長公式，N27-N28所需導線長度L3為386.846 m。

從N27懸垂線夾中心向錨固點量取導線長度L3-L2-L1，即是錨線繩的錨固位置邊界，見圖4。通過實際運算，導線錨固點的范圍在331.418～364.154 m。

圖4　調(diào)整示意(單位：m)

5結(jié)束語

通過計算錨線繩最小長度，確定錨線繩的合理長度，對錨固位置進行分析，選擇理想錨固位置，使得導線在緊線過程中，不受錨線繩集中荷載的影響，具有現(xiàn)實意義，施工中應認真對待錨線繩長度問題。

參考文獻：

[1]李博之.高壓架空輸電線路架線施工(第二版)[M].2版.北京：中國電力出版社，2008.

[2]趙增敏，秦笑舒.excle 2007實用教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

本文責任編輯：丁力

Analysis of Ground Anchor Rope and Determine Length of Anchor Position

Lv Baosheng

(Jiangsu Power Transmission and Transformation Corporation,Nanjing 210028,China)

Abstract:In a tight line ground anchor line and anchor rope too short or position errors will change wire line,causing the wire between the anchor line layer wear and plastic deformation.In order to eliminate the effect,this paper introduces a ground anchor rope length minimum value calculation method and the length of anchor rope, wire anchor position analysis.Through the engineering example,the rationality of the method is verified,and it is suggested that the application of the transmission line project.

Key words:ground anchor rope;length;anchoring position;linear

收稿日期：2015-12-26

作者簡介：呂寶生(1981-)，男，工程師，主要從事輸電線路施工技術(shù)與管理工作。

中圖分類號：TM863

文獻標志碼：B

文章編號：1001-9898(2016)03-0057-03