输电架空线路弧垂及调整分析

　　摘要：输电架空线路在施工架线和运行中都会碰到观测导线弧垂的工作。弧垂测量对于控制线路的安全运行起到很重要的作用。孤垂值如超差，返工处理工作十分困难。因此，对弧垂进行观测检查和调整，是线路施工中最为重要的—部分。
　　关键词：输电线路；弧垂观测；调整技术；
　　架空线是输电线路中经常采用的形式。在温差大的地区弧垂过小，导线的热胀冷缩使导线在低温天气弧垂过小、张力过大而导致导线断股或断裂的现象；弧垂过大在高温季节会使导线垂得很低，出现安全隐患。另外架空线的放线尺寸如不能精确控制也会导致弧垂大小不一，影响美观。在架空线施工中，控制合理的弧垂量是保证线路安全运行而又使架空线外形美观的关键问题之一。
　　架空线档距内，弧垂是指平行于两悬挂点连线的直线与架空线相切的切点到悬挂点连线之问的悬垂距离，一般用f表示。为了使架空线在任何气象条件下，都能保证线路安全运行及输电导线对地、对被跨越物的距离，符合电气安全技术规范的要求，需确定架空线的适当弧垂。施工时，根据导线张力设计资料及现场实际情况(主要是气温)，按设计要求，计算出观测档的弧垂f值，架线时进行精确的弧垂观测，调整架空线的张力，直至使观测弧垂与计算值相符。
　　正是由于架线施工的复杂性及现场实际情况的多变性，使架空线的弧垂值或多或少有一定误差，220kV及以上的架空输电线路的弧垂值允许偏差±2．5％。为保证新投产的线路安全进行，线路投产前验收时，应对架空线弧垂进行检查、复核。
　　1弧垂观测
　　1．1常用角度法观测弧垂计算公式
　　为了保证弧垂的准确性及提高观测弧垂的效率，在输送电施工中，广泛应用了经纬仪观测弧垂，即角度法观测弧垂。角度法是指用观测架空线弧垂的角度以替代观测垂直距离实现用经纬仪在地面直接控制架空线的弧垂。其优点是对于大档距，用目视观测架空线切点比较模糊，用经纬仪比较清晰，观测比较准确。而且等长法、异长法观测弧垂往往需要作业人员登杆观测，角度法可以直接在地面观测，比较安全方便。
　　用角度法观测弧垂，由于经纬仪摆放位置的不同，分为三种情况：档端角度法、档外角度法、档内角度法。三种角度法中，应优先使用档端角度法(见图1)。
　　
　　因档端角度法的经纬仪摆放在观测档一端的杆塔中心处，观测方便，计算简单，方便信号联络。只有在档端角度法不允许的情况下，方选择其它两种方法。
　　(1)档端角度法：该方法是将仪器支于档距的端点观测弧度。其弧度计算公式为：
　　
　　在观测导线弧度中，运用这种方法最多，但由于视角线很难切到最大弧垂度，有一定的误差。
　　(2)档内角度法：该方法一般用于仪器支于档距端点，俯角观测不到最大弧垂点，只有将仪器移至观测档内才能观测到最大弧垂点时采用。其弧垂计算公式为：
　　
　　这种方法与档端公式比较，由于高差影响，不但计算复杂，而且弧度计算值误差较大。
　　(3)档外角度法：当仪器支于档距端点，仰角或俯角观测不到弧垂，须将仪器移至观测档外才能观测到最大的弧垂点时采用。弧垂计算公式为：
　　
　　此公式在实际使用中，由于观测距离较大，其计算的弧度误差比档内角度法还要大。
　　1．2弧垂观测档的选择
　　紧线段在5档及以下时靠近中间选择一档；在6～l2档时靠近两端各选择—档；在l2档以上时靠近两端及中间各选择—档；观测档宜选择档距较大和悬挂点高差较小及接近代表档的线档；弧垂观测档的数量可以根据现场条件适当增加，但不得减少。观测档位置应分步比较均匀，相邻观测档间距不宜超过4个线档；观测档应具有代表性，如连续倾斜档的高处和低处，较高的悬挂点的前后两侧，相邻紧线段的结合处，重要的跨越物附近的线档应设观测档；宜选择对邻线档监测范围较大的塔号作测站，不宜选邻近转角塔的线档作观测档。
　　1．3弧垂的计算和观测
　　(1)等长法(平行四边形法)观测：在测量导(地)线弧垂时,若气温变化导致架空线温度发生变化,此时应调整观测的弧垂值。其方法是当气温变化不超过±10℃时,保持视点端弧垂板不动,在测站端调整弧垂板:当气温升高时,将弧垂板向下移动一段距离a;当气温降低时,将弧垂板向上移动a(其中a为因气温变化引起观测档弧垂变化值的2倍)。当气温变化超过±10℃时,应将视点端弧垂板按气温变化后的弧垂重新绑扎。所以在观测档相邻两杆塔上，由架线悬空挂点处各向下量距离f绑扎弧垂板或在测站端画印记后设置罗盘仪。然后，在测站端的弧垂处直接用目视或罗盘仪观测。观测弧垂时，使两弧垂板上平面的连线与架空线最低点相切，即达到设计要求。
　　(2)异长法观测：所谓异长法即观测档两端弧垂板绑扎位置不等高进行弧垂观测的方法。如果气温变化时,采用异长法观测弧垂应作调整。即视点端的弧垂板保持不动,观测站端的弧垂板应移动一段距离△a,其值按下式计算:△a=2△f(△f随气温变化架空线弧垂的变化量;a为测站端低于同侧架空线悬挂点的垂直距离)。当观测档的架空线悬挂点间高差较大时，为了保证视线切点靠近弧垂最低点，可采用此方法观测弧垂。
　　（3）.运用角度法观测弧垂时应注意:用角度法观测弧垂对架线工序的质量检查步骤为:架线工序完成后,复查架空线弧垂时,原则上应在观测档上复查,经纬仪摆放位置应尽可能摆放在原来观测弧垂的位置;调平经纬仪后,调整经纬仪的垂直度盘,使望远镜的视线与架空线的轴线相切,读出观测角,利用观测角推算架空线的弧垂;将计算的弧垂值与设计弧垂值相比较确定误差率,在比较时应考虑架空线已释放初伸长的因素。因此也可采用此方法观测弧垂。
　　2弧垂的调整与检查
　　弧垂调整的顺序是：收紧导线，调整距离操作端最远的观测档弧垂，使其合格或者略小于要求弧垂；放松导线，调整距离操作端次远的观测档弧垂，使其合格或者略大于要求弧垂；再收紧，使较近的观测档弧垂符合设计弧垂。依此类推，直至全部观测档调整达到要求为止。不论用何种方法观测相分裂导线的弧垂，均应使用经纬仪配合，以确保各相子导线的弧垂在相同水平位置。同一观测档同相子导线应同为收紧调整或者同为放松调整。张力架线施工中的紧线弧垂调整，可采用“粗调”与“精调”相结合的方法进行。用机动绞磨收紧导线，使紧线段内给定档的弧垂粗调到要求弧垂；再将导(地)线实施线端临时锚固后以线端临锚中的手扳葫芦进行精调弧垂，直至达到设计要求为止。应该特别注意的是，观测弧垂时温度计应挂于通风处，有阳光照射时，温度计宜背向阳光，不宜直射。观测弧垂的气温相差不超过±2.5℃时，其弧垂值可不作调整。
　　3减少误差应注意的问题
　　当视准轴与导线的切点偏离档距中点不超过1／4档距时，可用上述方法，切点偏离档距中点过远时用档端角度法观测弧垂容易引起较大的测量误差。采用档端法，要求经纬仪至悬挂点的垂直距离理a与弧垂f值之间，满足一定的关系，当a／f=4时，b值为O所以，当a≧4f时，就不能用档端角度法检测弧垂了。一般在a<3f时，用上述方法误差在可接受范围内。
　　塔号N428至N429塔号N434至N433塔号N436至N437
　　档距495m档距622m档距684m
　　站点N428站点N434站点N436
　　塔形ZB3-31.5塔形ZB7-44塔形ZK-38
　　计算弧垂30℃时17.78m计算弧垂30℃时26.76m计算弧垂30℃时31.06m
　　悬垂串长度5.270悬垂串长度5.270悬垂串长度5.645
　　截尺1.49m截尺3.13m截尺4.84m
　　挂线点3°50°29〞挂线点7°28°32〞挂线点6°33°47〞
　　弧垂点2°28°21〞弧垂点5°40°52〞弧垂点3°41°00〞
　　温度28℃温度28℃温度25.8℃
　　a值24.74ma值35.60ma值27.52m
　　b值11.86mb值9.74mb值34.66m
　　f值17.71mf值27.09mf值30.99m
　　偏差％－0.4偏差％＋1.2偏差％－0.2
　　
　　
　　某高压送电线路工程的特点是档距较长，平均值有468．4m，弧垂值也较大，一般都有20多m，虽然铁塔较高，但还是能很容易满足a<3f的要求，但为了将误差值减至最小，在实际操作上，尽可能选择使a值接近厂值的铁塔位设置经纬仪。在线路验收中，该方法被实践证明是行之有效的，通过减少a值及观测误差，使准确性较稳定当然对于个别特殊情况只能用等长法(弧垂板)检测弧垂。(表1)列出其中三个档距的检测结果。
　　4结束语
　　综合上述，在进行送电线路紧线施工中弧垂的观测与调整方法时，测量及施工人员应该根据具体的施工环境和条件选择合适的观测和调整方法，尽可能地减小两者之间的误差使施工质量满足相关规范要求，确保送电线路的安全运行。以上调整弧垂的方法也可以用于220kV及500kV送电线路或架空电缆等类似的弧垂调整工作中。
　　验收时,运检方还是按原来的补偿值停止反省,所以有时会招致弧垂不合格。采取的改良措施是:220～500kV弧垂优秀规范是控制弛度不超越规范弧垂值的±2%,观测弧垂时把弧垂看高规范值的1%～1.5%。这样一来导线弧垂就徘徊在较高,但又不影响优秀的位置上,就等于又给了导线一次小小的补偿。使得导线弧垂在架好后直至验收时,都不会低于规范值。为了线路运转平安,就必需在线路施工中做好弧垂观测,为电网平安运转提供牢靠的保证。

《输电架空线路弧垂及调整分析》

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