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(shè)計及質(zhì)量要求，往往會對輸電線路進(jìn)行特別設(shè)計，嚴(yán)格計算弧垂值并進(jìn)行觀測和檢查，確保線路在應(yīng)力許可范圍內(nèi)，與地面、被跨越物之間存在充足安全距離，保證施工質(zhì)量?；诖?，文章對弧垂應(yīng)力計算條件進(jìn)行分析，深入探究因懸掛點高差引起的線長調(diào)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(yùn)行。

關(guān)鍵詞：懸掛點高差;弧垂變化;線長調(diào)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(jìn)行計算，連續(xù)上下山地形條件下依據(jù)竣工弧垂計算觀測弧垂，或者依據(jù)設(shè)計圖紙給出的百米弧垂數(shù)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(fù)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(jìn)行計算容易出現(xiàn)各種施工問題，對施工質(zhì)量嚴(yán)重影響，必須明確懸掛點高差對弧垂變化產(chǎn)生的影響，合理計算導(dǎo)線線長，并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以確保施工質(zhì)量。

1 弧垂應(yīng)力計算條件

在輸電線路架設(shè)施工中，造成弧垂調(diào)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(zhuǎn)動故障等，都會造成導(dǎo)線收緊后弧垂不標(biāo)準(zhǔn)，需要適當(dāng)進(jìn)行收緊或放松調(diào)整[2]。同時，導(dǎo)線規(guī)格和氣象條件也會對輸電線路弧垂應(yīng)力造成影響，弧垂過大，在風(fēng)力影響下，容易發(fā)生鞭擊現(xiàn)象，弧垂過小，導(dǎo)線應(yīng)力增大，其自身機(jī)械負(fù)荷隨之增加，容易受到損傷，縮短其使用壽命。從導(dǎo)線規(guī)格方面看，在計算弧垂應(yīng)力時，首先需要確定導(dǎo)線規(guī)格，依據(jù)導(dǎo)線規(guī)格確定其各項參數(shù)，最終根據(jù)計算公式計算出許可應(yīng)力，具體如下：

式中，δp指代瞬時破壞應(yīng)力，α指代溫度線脹系數(shù)，Kc指代安全系數(shù)。

從氣象條件方面看，輸電線路建成運(yùn)行之后，線路周圍環(huán)境溫度及氣象變化會對其產(chǎn)生較大影響，繼而影響線路荷載、電線張拉應(yīng)力、長度及弧垂，其中氣溫變化、風(fēng)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(yīng)力時，需要綜合考慮最高氣溫、最低氣溫、最大風(fēng)速、覆冰厚度、覆冰風(fēng)速等，此外，針對部分存在極端氣候條件的地區(qū)，還應(yīng)考慮其歷年氣候變化情況，才能確?；〈箲?yīng)力計算的準(zhǔn)確性。

2 懸掛點高差引起的線長調(diào)整問題

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

式中，L指代導(dǎo)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(shù)，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(jìn)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(shù)據(jù)見表1。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)及導(dǎo)線長度計算公式最終可推導(dǎo)出弧垂的具體計算公式，如下：

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

3 弧垂觀測問題解決及導(dǎo)線線長調(diào)整

依據(jù)上文計算分析結(jié)果可知，懸掛點高差變化會嚴(yán)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(jìn)行解決，有效解決高差角變化產(chǎn)生的影響，滿足施工要求[4]。

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

3 施工中具體控制措施

3.1 認(rèn)真檢查和調(diào)整弧垂

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

3.2 合理調(diào)控子導(dǎo)線垂直誤差

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

3.3 準(zhǔn)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(jīng)排列好了各子導(dǎo)線，高差變化多體現(xiàn)在直線塔附近，在計算線長變化時，可以采用相同方法進(jìn)行計算，確定導(dǎo)線需要多開或少開，正值少開，負(fù)值多開，同時考量掛線處變化情況，最終確定具體施工標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

綜上可知，當(dāng)檔距較小，高差較大時，懸掛點高差變化會嚴(yán)重影響導(dǎo)線弧垂長度;采用分裂導(dǎo)線施工方法時，垂直排列時，子導(dǎo)線長度各不相同，需要分別進(jìn)行計算，確定線長，最終確?？⒐r各導(dǎo)線弧垂?jié)M足驗收標(biāo)準(zhǔn)，保障施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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