基于基准线理论的双挂点与多分裂装配式架线线长计算模型_王志远.pdf

电力与能源第 44 卷第 3 期2023 年 6 月基于基准线理论的双挂点与多分裂装配式架线线长计算模型王志远，王海波，张传成，李海洋（北京送变电有限公司，北京 102401）摘要：针对目前输电线路装配式架线施工工艺在多挂点、多分裂导线中存在线长精确计算的需求，提出了基于基准线理论的装配式架线线长计算模型。通过计算双挂点八分裂特高压装配式架线的导线线长实践，验证了所建立计算模型能够精确计算多挂点装配式架线的导线长度。关键词：基准线理论；装配式架线；导线长度作者简介：王志远（1985），男，工学博士，高级工程师，主要从事输变电施工项目和技术管理工作。中图分类号：TM75 文献标志码：A 文章编号：2095-1256（2023）03-0268-03A Calculation Model for the Line Length of Double Hanging Points and Multiple Split Assembly Line Based on Reference Line TheoryWANG Zhiyuan，WANG Haibo，ZHANG Chuancheng，LI Haiyang（Beijing Power Transmission and Transformation Co.，Ltd.，Beijing 102401，China）Abstract：In view of the accurate length calculation requirement of conductors with multi-hanging points and multi-split in the current prefabricated wiring construction of transmission lines，a calculation model of line length of prefabricated wiring based on baseline theory was proposed.Through the practice of calculating the wire length of double-hanging point eight-split UHV prefabricated wiring，it was verified that the calculation model could accurately calculate the wire length of multi-hanging point prefabricated wiring.Key words：reference line theory，prefabricated wiring，conductor length装配式架线是指在架线施工前先根据导线弧垂计算出架线段内每根子导线所需的长度，然后在地面依次完成导线的测量、断线、压接耐张线夹等操作，最后现场实施导线展放、挂线和附件安装等施工。与常规架线方式相比，装配式架线减少了弧垂观测、划印和高空压接等工序，减少了高空作业量，缩短了施工周期，提高了施工安全性和质量工艺水平，适用于有时间和空间限制的架线工程。目前针对装配式架线的研究较多，文献 1-6从档距、高差、杆塔挠度、塑蠕伸长和导线弹性模量等角度研究了影响装配式架线导线长度计算的因素，并建立了导线长度的数学计算模型；文献7 采用激光扫描和激光测速仪等现代化测量设备进行挂点坐标和导线线长精确测量，从而实现装配式架线测量快速化；文献 8 提出采用模拟各相导线转角度数来推导双挂点内外肢调整长度的方式来计算双挂点时的导线线长。综上所述，现有研究都表明精确计算导线线长是装配式架线的关键点，但是多挂点的存在导致不能直接精确计算导线线长。本文通过建立基于基准线理论的装配式架线多挂点导线线长计算模型，配合相应串长测量方法，精确计算多挂点时装配式架线多分裂导线的长度，解决装配式架线多挂点导线线长的计算难题，使得多挂点、多分裂导线输电线路装配式架线工艺更进一步。1基准线计算模型装配式架线工艺的要点之一是精确计算导线DOI：10.11973/dlyny202303014268王志远，等：基于基准线理论的双挂点与多分裂装配式架线线长计算模型的长度，以将弧垂误差控制在规程规范要求的范围内。耐张绝缘子串多挂点的存在造成每一根子导线在铁塔横担上没有对应的直接挂点，如图 1所示。同时推算每一根子导线在铁塔横担上的挂点又难度很大，导致不能直接精确计算装配式架线所需的每一根子导线的长度。为解决由于多挂点产生的导线线长计算问题，建立了基于基准线理论的多挂点装配式架线导线线长计算模型。外肢挂点在铁塔横担上的挂点 为SG外，内 肢 挂 点 在 铁 塔 横 担 上 的 挂 点 为SG内，如图 2 所示。首先通过挂点SG外点做外肢的垂线，建立计算基准线，第 i号子导线在计算基准线上的虚拟挂点为JXGi，如图 3所示。从图 2 可以得出，第 i 号子导线的计算档距LLJS档距i和计算高差 LLJS高差i分别与以外肢挂点为基准点的档距和高差是一致的，因此可以按下式计算：LLJS档距 i=l（1）LLJS高差 i=h（2）式中l以外肢挂点为基准点的水平距离，m；h以外肢挂点为基准点的挂点高差，m。则第 i号子导线的高差角为=arctanhl（3）第 i号子导线的水平张力 H可按下式计算：H=l28f cos(1+2cos2l20-)（4）式中f第 i 号子导线所在相的导线竣工弧垂，m；导线单位长度重力，N m1；0耐张绝缘子串折算单位长度重力，N m1；第 i号子导线虚拟耐张绝缘子串长度，即为按外肢调整长度计算的与基准线理论相对应的耐张绝缘子串长度，m。耐张绝缘子串折算单位长度重力0按下式计算：0=G0n（5）式中G0耐张绝缘子串自重力，N；n每相导线子导线的分裂数。则有第 i号子导线虚拟挂点间的架空悬线长度9为Li虚=lcos+l32224H2cos K（6）式中K两端悬挂点有耐张绝缘子串时的线长增大系数。当一端有绝缘子串时K取K1，两端均有绝缘子串时K取K2。K1和K2分别按式（7）和式（8）计算：K1=1+6(0-1)(l)2+4(0-1)(0-2)(l)3-3(0-1)(l)4（7）K2=1+12(0-1)(l)2+8(0-1)(0-2)(l)3（8）则有第 i号子导线实际导线长度为Li实=Li虚-（9）从上述计算过程可以得出，从第 i号子导线的实际导线长度可以按照以外肢挂点为基准点的基于基准线理论的装配式架线多挂点导线线长计算图 2双挂点耐张绝缘子内外肢示意图 1双挂点耐张绝缘子串示意图 3基准线理论计算示意269王志远，等：基于基准线理论的双挂点与多分裂装配式架线线长计算模型模型进行计算。2线长计算实例基于基准线理论的多挂点装配式架线线长计算模型在 1 000 kV张北雄安特高压交流线路工程 1S002-1S003耐张段进行了工程应用。首先采用全站仪测量两个耐张塔挂点间的水平距离和高差，如图 4所示。1S002-1S003耐张段各相外肢挂点间的水平距离和高差测量结果如表 1所示。根据测量的外肢挂点间的水平距离和高差，采用所建立的计算模型计算各相子导线的虚拟架空悬线长度、虚拟耐张绝缘子串长度和每根子导线的实际线长，结果如表 2 所示。通过测量导线的竣工弧垂及子导线分裂间距并进行检验，结果表明采用该计算模型计算的导线线长进行的装配式架线符合规程规范要求。3结语本文建立的基于基准线理论的装配式架线计算模型能够精确计算多挂点与多分裂导线输电线路装配式架线导线的线长，并且已经成功应用于 1 000 kV张北雄安特高压交流线路工程。实践证明，采用该模型计算的多挂点装配式架线的导线线长精度满足输电线路工程规程规范的要求，可为以后类似工程施工积累了经验。参考文献：1朗福堂，王志勇，紫献韬.500 kV 四分裂导线破口工程施工工艺 J.电力建设，2013，12（12）：116-122.2姜鹏，王镯.装配式架线线长精确计算方法 J.工业技术创新，2017，4（1）：62-65.3陈广朋，魏恒朴，常少杰，等.装配式架线工艺在特高压架线施工中的应用 J.河北电力技术，2017，36（6）：16-18.4徐大成，岳浩，徐乾坤，等.输电线路装配式架线工程应用 J.电力勘测设计，2018（6）：55-59.5张景辉，王文义，王勇，等.输电线路重要跨越架线施工技术研究与应用 J.河北电力技术，2020，39（6）：31-32.6吕宝生.双分裂孤立档导线装配式架线施工 J.黑龙江电力，2014，36（1）：84-87.7毛伟敏，金伟强，周雪涛.装配式快速定长架线技术在输电线路施工中的应用 J.河北电力技术，2020，39（6）：37-39.8张永清，何勇军，王铎，等.装配式架线工艺在特高压导地 线 架 设 中 的 应 用 J.山 东 电 力 技 术，2018，45（6）：31-34.9李博之.高压架空输电线路施工技术手册 M.北京：中国电力出版社，1998.收稿日期：2023-01-27(本文编辑：赵艳粉）图 41S002-1S003 耐张段挂点间的水平距离和高差测量示意表 11S002-1S003 耐张段各相外肢挂点间的水平距离和高差测量结果耐张段1S0021S003相序上相中相下相1S002挂点编号246810121416182022241S003挂点编号1357911131517192123测量数据/m挂点平距168.518169.410225.342226.430166.099166.944225.553226.665164.391165.207224.795225.887挂点高差0.1310.1170.1700.1810.1190.1340.1540.1490.1050.1410.1850.206表 21S002-1S003 耐张段右上相导线线长计算结果 m相序第 1 号第 2 号第 3 号第 4 号第 5 号第 6 号第 7 号第 8 号虚拟架空悬线长度169.798169.798169.798169.798169.798169.798169.798169.798虚拟串长32.60731.84533.14731.28531.28533.14731.84532.607实际线长137.191137.953136.651138.513138.513136.651137.953137.191270