輸電線路通用計(jì)算器的開(kāi)發(fā)應(yīng)用

黃雙得 梁介眾

摘 要：針對(duì)輸電線路運(yùn)維人員在線路驗(yàn)收和運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，使用手工計(jì)算方式計(jì)算相關(guān)參數(shù)工作量大、效率低的問(wèn)題，研制了一種輸電線路通用計(jì)算器，編制計(jì)算程序，將其應(yīng)用于終端APP進(jìn)行輸電線路常用參數(shù)計(jì)算，可省略計(jì)算過(guò)程，操作簡(jiǎn)單，在線路運(yùn)維方面具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：輸電線路常用計(jì)算;終端APP;通用計(jì)算器

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快，輸電線路運(yùn)行面臨著極大的考驗(yàn)。尤其近幾年，在輸電線路通道內(nèi)架設(shè)鐵路、修建高速公路的現(xiàn)象突出，嚴(yán)重威脅著輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

為了消除安全隱患，保證供電可靠性，首先需要保證輸電線路與建筑物、高速公路、鐵路和其他電力線路等重要交叉跨越物保持足夠的安全距離，因此輸電線路弧垂、交跨距離的測(cè)量計(jì)算就顯得非常重要。其次，還要保證線路在運(yùn)行和新投產(chǎn)驗(yàn)收時(shí)，設(shè)備尺寸及桿塔運(yùn)行參數(shù)符合要求，例如，壓接管對(duì)邊距尺寸、桿塔傾斜、弧垂觀測(cè)導(dǎo)線需調(diào)整量和代表檔距等參數(shù)。工作人員在日常工作中經(jīng)常需要對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，以保證線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此亟需研制一種通用、快捷、準(zhǔn)確的輸電線路常用計(jì)算器。

1 研制背景

目前，非專(zhuān)業(yè)線路設(shè)計(jì)單位進(jìn)行輸電線路計(jì)算時(shí)仍使用手工計(jì)算方式，計(jì)算工作量大，且容易出錯(cuò)。在線路運(yùn)行過(guò)程中，工作人員常需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，工作人員掌握公式的能力參差不齊，經(jīng)常浪費(fèi)大量時(shí)間仍不能得出正確結(jié)果。為了解決這個(gè)問(wèn)題，提高工作效率，本小組特別研制了輸電線路通用計(jì)算器程序以解決輸電線路常用計(jì)算問(wèn)題。經(jīng)實(shí)踐證明，該計(jì)算器程序方法達(dá)到了簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程、提高工作效率、減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。

在輸電線路驗(yàn)收或運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，工作人員需要對(duì)導(dǎo)地線弧垂、交叉跨越距離、壓接管對(duì)邊距尺寸、桿塔傾斜、弧垂觀測(cè)導(dǎo)線需調(diào)整量和代表檔距等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。目前線路運(yùn)行人員的素質(zhì)無(wú)法完全滿足要求，難以開(kāi)展計(jì)算工作，基于此，本文隨機(jī)對(duì)57名輸電線路運(yùn)維人員進(jìn)行了計(jì)算能力調(diào)查，結(jié)果如表1所示。

從表1可知，目前對(duì)輸電線路常用計(jì)算有了解的人員占大部分，能基本掌握計(jì)算公式的人員占少數(shù)，能熟練應(yīng)用計(jì)算公式的人少之又少，可見(jiàn)輸電線路常用計(jì)算普及率極低。手工計(jì)算方法導(dǎo)致重復(fù)性工作很多，需要花費(fèi)大量時(shí)間和精力，且常?？赡芤?yàn)閿?shù)據(jù)的來(lái)回迭代及公式復(fù)雜而導(dǎo)致計(jì)算失誤，造成計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確，誤判輸電線路狀況。此外，在工作現(xiàn)場(chǎng)往往沒(méi)有足夠時(shí)間進(jìn)行手工計(jì)算，導(dǎo)致運(yùn)行人員每次在現(xiàn)場(chǎng)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路隱患。

2 輸電線路通用計(jì)算器的開(kāi)發(fā)

為了解決上述問(wèn)題，提高工作效率，減輕計(jì)算人員勞動(dòng)強(qiáng)度，本文編寫(xiě)了輸電線路通用計(jì)算器程序，并將其應(yīng)用于手機(jī)APP進(jìn)行計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)省略計(jì)算過(guò)程、操作簡(jiǎn)單的目的，可隨時(shí)隨地對(duì)輸電線路相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

2.1? ? 梳理計(jì)算過(guò)程，收集整理計(jì)算所需數(shù)據(jù)、公式及參數(shù)

根據(jù)《電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)》要求，需對(duì)輸電線路新投產(chǎn)和運(yùn)行中的導(dǎo)地線弧垂、交叉跨越距離、壓接管對(duì)邊距尺寸、桿塔傾斜、弧垂觀測(cè)導(dǎo)線需調(diào)整量和代表檔距6種常用參數(shù)進(jìn)行公式整理計(jì)算，并畫(huà)出示意圖。

2.1.1? ? 弧垂計(jì)算

當(dāng)觀測(cè)檔內(nèi)兩桿高度不等，而弧垂最低點(diǎn)不低于兩桿基部連線時(shí)，可采用異長(zhǎng)法觀測(cè)弧垂。采用異長(zhǎng)法測(cè)量弧垂示意如圖1所示。

異長(zhǎng)法測(cè)量弧垂公式：

式中，a、b表示兩側(cè)馳度板長(zhǎng)度（m）。

2.1.2? ? 交叉跨越距離計(jì)算

h=L（tan α-tan β）

式中，h為交叉跨越距離，輸出結(jié)果;L為水平距離，L=k（上絲-下絲），k為視距常數(shù)，k=100，過(guò)程值;上絲讀數(shù)，輸入值;下絲讀數(shù)，輸入值;α為高觀測(cè)角，輸入值;β為低觀測(cè)角，輸入值。

2.1.3? ? 壓接管對(duì)邊距尺寸（壓后）

壓接管對(duì)邊距尺寸測(cè)量示意如圖2所示。

壓接管對(duì)邊距尺寸計(jì)算公式：

S=0.866kD+0.2

式中，S為壓接管六邊形的對(duì)邊距，輸出結(jié)果;D為管外直徑，輸入值;k為壓接管六邊形的壓接系數(shù)，設(shè)置為可選0.993或0.997。鋼芯、鍍鋅鋼絞線、720 mm2及以下導(dǎo)地線壓接管的k取0.993，720 mm2以上導(dǎo)地線壓接管k取0.997。

2.2? ? 準(zhǔn)確性校驗(yàn)

在計(jì)算軟件無(wú)誤的前提下，利用其他計(jì)算方法進(jìn)行結(jié)果比對(duì)，已驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

針對(duì)同一組數(shù)據(jù)，手工計(jì)算、Excel計(jì)算公式與輸電線路通用計(jì)算器對(duì)比結(jié)果如表2所示，表明輸電線路通用計(jì)算器的計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確。

3 該工具現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

目前，我局已使用該通用計(jì)算器進(jìn)行線路運(yùn)維過(guò)程中的各種計(jì)算，在線路運(yùn)維人員中得到廣泛使用。應(yīng)用計(jì)算器計(jì)算，解決了手工計(jì)算步驟繁瑣等問(wèn)題，并且操作簡(jiǎn)單，容易掌握。使用人員只要能看懂輸入輸出界面即可。從研制成功到現(xiàn)在，結(jié)合輸電線路“三跨”的隱患排查，已經(jīng)在輸電管理所運(yùn)行班組的掌機(jī)上安裝該應(yīng)用程序，在500 kV七圭甲線、七圭乙線、西圭甲線、西圭乙線等線路計(jì)算測(cè)試了10處導(dǎo)地線弧垂、50處交叉跨越距離、24處壓接管對(duì)邊距尺寸、15處桿塔傾斜和30處代表檔距，現(xiàn)場(chǎng)使用非常方便，效果良好，保證了輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種應(yīng)用于手機(jī)APP的輸電線路通用計(jì)算器，以解決輸電線路新投產(chǎn)和運(yùn)行中的導(dǎo)地線弧垂、交叉跨越距離、壓接管對(duì)邊距尺寸、桿塔傾斜、弧垂觀測(cè)導(dǎo)線需調(diào)整量和代表檔距等參數(shù)的計(jì)算問(wèn)題，操作簡(jiǎn)單，攜帶方便，可作為線路運(yùn)維人員的常備計(jì)算工具。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 110～750 kV架空輸電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范：GB 50233—2014[S].

[2] 110～750 kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50545—2010[S].

收稿日期：2019-11-05

作者簡(jiǎn)介：黃雙得（1981—），男，云南曲靖人，高級(jí)工程師，主要從事架空輸電線路運(yùn)行與維護(hù)管理工作。