0、前言

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的全面鋪開(kāi)，運(yùn)行中的電力線路經(jīng)常需要進(jìn)行改造。在耐張段保持不動(dòng)的情況下，一般有增加直線桿塔、個(gè)別直線桿塔移位升高等改造方式，因架空輸電線路建成后，耐張段的導(dǎo)線長(zhǎng)度已為一定值，如線路進(jìn)行改造，該耐張段的線長(zhǎng)勢(shì)必發(fā)生變化，如不對(duì)線長(zhǎng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，導(dǎo)線對(duì)地距離、導(dǎo)線安全系數(shù)、桿塔受力條件等技術(shù)參數(shù)將發(fā)生較大的變化，甚至可能直接影響到線路安全運(yùn)行。通常辦法是將改造的耐張段按應(yīng)力弧垂曲線重新緊線，并調(diào)整各懸垂線夾在導(dǎo)線上的固定位置，但這種方法現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)場(chǎng)面大，安全風(fēng)險(xiǎn)大，施工費(fèi)用高。

　　為保證導(dǎo)線對(duì)地距離、導(dǎo)線安全系數(shù)、桿塔受力條件等，都符合線路原來(lái)的設(shè)計(jì)要求，必須對(duì)改造后的線長(zhǎng)變量進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償。因此，在這類(lèi)改造工程的設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中，重點(diǎn)需要研究解決的是線路改造前后的導(dǎo)地線線長(zhǎng)變量問(wèn)題。但是，對(duì)導(dǎo)線線長(zhǎng)變量理論計(jì)算的過(guò)程相對(duì)比較復(fù)雜，本文提出一種較為簡(jiǎn)單方便，實(shí)用的計(jì)算方法供參考使用。

　　1、線路改造前后，線長(zhǎng)變量的計(jì)算

　　眾所周知，線路改造前后，引起線長(zhǎng)變化一般有以下幾個(gè)方面的因素：

　　1、改造前后桿塔的高度變化引起的線長(zhǎng)變化。

　　2、改造前后代表檔距變化后引起應(yīng)力、弧垂變化引起的線長(zhǎng)變化。

　　3、改造前后氣溫的變化引起的線長(zhǎng)變化。

　　一般來(lái)說(shuō)，線長(zhǎng)變量計(jì)算時(shí)，改造前后所取的氣溫條件相同，且導(dǎo)線應(yīng)力變化非常小，因此氣溫和導(dǎo)線應(yīng)力變化引起的線長(zhǎng)變化非常小，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可忽略不計(jì)，線長(zhǎng)變化主要是由桿塔高度變化和耐張段代表檔距變化后弧垂應(yīng)力變化引起的，這也是計(jì)算的重點(diǎn)。

　　1.1、桿塔的高度變化引起的線長(zhǎng)變化

　　假設(shè)某檔導(dǎo)線相鄰桿塔導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高度相等，不考慮弧垂影響，此時(shí)，導(dǎo)線的線長(zhǎng)為該檔的水平檔距;如果相鄰桿塔導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高度不相等，不考慮弧垂影響，此時(shí)導(dǎo)線的線長(zhǎng)為該檔導(dǎo)線水平檔距與懸點(diǎn)高差所形成的斜邊距，由于高差引起的線長(zhǎng)計(jì)算通用公式為：

L1=L/cosΦ

　　對(duì)于同一耐張段，由于改造前后桿塔高度變化引起的線長(zhǎng)變化為ΔL1

ΔL 1=∑Li/cosΦi-∑Lii/cosΦii

　　耐張段改造前高差產(chǎn)生的總線長(zhǎng)(不計(jì)弧垂影響)：

ΔL i=∑Li/cosΦi

　　耐張段改造后高差產(chǎn)生的總線長(zhǎng)(不計(jì)弧垂影響)：

ΔL ii=∑Lii/cosΦii

tgΦi=Hi/Li

tgΦii=Hii/Lii

　　Li、Lii 分別為線路改造前后的水平檔距。

　　Hi、Hii 分別為線路改造前后的相臨桿塔的掛線點(diǎn)高差，如地形高差較大時(shí)，應(yīng)計(jì)入地形高差。

　　此部分線長(zhǎng)變量計(jì)算比較簡(jiǎn)單，只是普通的幾何計(jì)算。

　　1.2、代表檔距變化引起的線長(zhǎng)變化

　　由于線路存在弧垂，必然導(dǎo)致某一檔的實(shí)際線長(zhǎng)比水平檔距略大，由于弧垂引起的線長(zhǎng)計(jì)算通用公式為：

L2=g2L3 cosΦ/24δ2

　　對(duì)于同一耐張段，由于改造前后代表檔距變化引起的線長(zhǎng)變化為ΔL2

ΔL 2=∑g2Li3 cosΦi/24δi2 -∑g2Lii3 cosΦii/24δii2

　　耐張段改造前的弧垂產(chǎn)生的總線長(zhǎng)：

ΔL i=∑g2Li3 cosΦi/24δi2

　　耐張段改造后的弧垂產(chǎn)生的總線長(zhǎng)：

ΔLii=∑g2Lii3 cosΦii/24δii2

　　δi、δii為線路改造前后的應(yīng)力。

　　g 為導(dǎo)線的比載，線路改造前后不發(fā)生變化。

　　CosΦi對(duì)弧垂產(chǎn)生的線長(zhǎng)的影響極小，可忽略不計(jì)，簡(jiǎn)化計(jì)算后

ΔL 2=∑g2Li3 /24δi2 -∑g2Lii3 /24δii2

　　根據(jù)代表檔距定義 Ld =∑Li3/l 推導(dǎo)出 ∑Li3 = Ld2l

　　l為耐張段長(zhǎng)度，Ld代表檔距

ΔL 2= g2Ldi2 l/24δi2 - g2Ldii2 l/24δii2

ΔL 2 = g2 l/24(Ldi2/δi2 - Ldii2/δii2)

　　根據(jù)上式，除改造后的代表檔距和導(dǎo)線應(yīng)力外，其它數(shù)據(jù)均為已知量，待求數(shù)據(jù)量比較少，避免了煩瑣的計(jì)算，因此計(jì)算也十分簡(jiǎn)便、快捷、精確。

　　注意事項(xiàng)：

　　在利用上式進(jìn)行線長(zhǎng)計(jì)算時(shí)，線路改造前后應(yīng)采用導(dǎo)線控制工況條件下的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，該條件下計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)是：氣溫相同，應(yīng)力相同，并為一確定值，如一般情況下控制工況為平均運(yùn)行應(yīng)力控制或最低氣溫控制，此時(shí)導(dǎo)線的應(yīng)力為一確定值，避免了查表產(chǎn)生誤差，既精確又簡(jiǎn)便。如在其它工況條件下，應(yīng)力需查曲線表，會(huì)產(chǎn)生誤差，并且代表檔距發(fā)生變化，雖然應(yīng)力相差很小，但微小的應(yīng)力差也將產(chǎn)生較大的線長(zhǎng)差值，對(duì)較長(zhǎng)耐張段，足以影響到弧垂的是否滿(mǎn)足規(guī)程要求。

　　總的線長(zhǎng)變量ΔL=ΔL1+ΔL2，如為正值，則意味線路改造后，線長(zhǎng)有多余部分，如為負(fù)值，則意味線路改造后，線長(zhǎng)加長(zhǎng)。

　　2、線長(zhǎng)變量的調(diào)整補(bǔ)償方法

　　通過(guò)計(jì)算，得出了線路改造線長(zhǎng)調(diào)整量后，下一步的工作就是設(shè)法對(duì)線長(zhǎng)變量進(jìn)行調(diào)整補(bǔ)償。

　　對(duì)線長(zhǎng)需加長(zhǎng)時(shí)，一般的處理辦法有：

　　1、調(diào)節(jié)調(diào)整板眼位。一般耐張絕緣子串中有調(diào)整板，施工時(shí)，通常將調(diào)整板放中間位置，改造時(shí)可調(diào)整量有3厘米、6厘米兩種可供選擇。

　　2、添加連接金具、耐張瓷瓶(不宜超過(guò)2片)。

　　3、當(dāng)線長(zhǎng)調(diào)整量較大，無(wú)法通過(guò)金具、瓷瓶調(diào)整時(shí)，可根據(jù)線長(zhǎng)變量計(jì)算值對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行定量補(bǔ)充，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)比量后確定補(bǔ)充導(dǎo)線長(zhǎng)度，此時(shí)可直接壓接重新壓接耐張線夾后直接掛線，而無(wú)需通過(guò)觀測(cè)弧垂劃印來(lái)確定割線位置。

　　對(duì)線長(zhǎng)需縮短時(shí)，一般的處理辦法有：

　　1、調(diào)節(jié)調(diào)整板眼位。通常，線路調(diào)整板放中間位置，可調(diào)整量為3厘米、6厘米兩種。

　　2、減少連接金具，瓷瓶換爬距大的，片數(shù)減少。(此法不宜采用)

　　3、當(dāng)線長(zhǎng)調(diào)整量較大，無(wú)法通過(guò)金具、瓷瓶調(diào)整時(shí)，可根據(jù)線長(zhǎng)變量計(jì)算值對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行開(kāi)斷，重新壓接耐張線夾后直接掛線，而無(wú)需通過(guò)觀測(cè)弧垂劃印來(lái)確定割線位置。如割線位置正好在耐張線夾位置時(shí)，可考慮增大割線長(zhǎng)度，不足部分通過(guò)添加連接金具、耐張瓷瓶來(lái)解決。

　　3、線長(zhǎng)調(diào)整補(bǔ)償對(duì)弧垂影響的分析

　　通過(guò)計(jì)算，知道了線長(zhǎng)的調(diào)整量，并采取了措施對(duì)線長(zhǎng)變量進(jìn)行了補(bǔ)償，但是，有時(shí)線長(zhǎng)變量不能完全得到補(bǔ)償，或者有些線長(zhǎng)變量數(shù)值很小，是否有必要采取措施補(bǔ)償，現(xiàn)在對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行定量得分析如下：

　　對(duì)線長(zhǎng)變量具體調(diào)整到何種程度才能滿(mǎn)足要求呢?一般來(lái)說(shuō)，導(dǎo)線張力的微小變化對(duì)桿塔、基礎(chǔ)的受力無(wú)較大影響，關(guān)鍵是弧垂的變化，弧垂變化后，必須確保對(duì)各種交跨物的距離滿(mǎn)足安全規(guī)程的要求。

　　在一耐張段中，由于導(dǎo)線弧垂產(chǎn)生的線長(zhǎng)Lf= g2lLd2/24δ2

　　根據(jù)fd= Ld2g/8δ 推導(dǎo)出

Lf=8 fd2l/3Ld2 ①

　　當(dāng)存在線長(zhǎng)變量K 時(shí)，

Lf+K=8 fdK2 l / 3Ld2 ②

　　此時(shí)代表檔距不變，耐張段長(zhǎng)度不變，②/ ① 得出

fd K/ fd = (Lf+K)/Lf

　　根據(jù)GB 50233-2014《110～750KV架空輸電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)緊線的要求，弧垂允許偏差為：110kV +5%，-2.5%;220kV +2.5%，-2.5%。如對(duì)110 kV線路fdK/fd在0.975和1.05范圍內(nèi)，對(duì)220 kV線路fdK/fd在0.975和1.025范圍內(nèi)，此時(shí)線路弧垂?jié)M足要求，可不再調(diào)整線長(zhǎng)變量，但應(yīng)校核該耐張段各檔交跨距離，如交跨距離都滿(mǎn)足要求，也可不作調(diào)整。

　　4、結(jié)論

　　在線路設(shè)計(jì)、施工前，對(duì)線路改造前后線長(zhǎng)變量進(jìn)行計(jì)算分析，確切地知道線路改造前后的線長(zhǎng)變化值，在改造時(shí)采取切實(shí)可行的措施，對(duì)線長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整，如只需通過(guò)調(diào)整板來(lái)調(diào)節(jié)線長(zhǎng)，可以減少和避免不必要的松線、緊線工作以及由此帶來(lái)的搭設(shè)越線架，既可減少現(xiàn)場(chǎng)工作量，提高工作效率，又可節(jié)約施工費(fèi)用，對(duì)安全生產(chǎn)也可帶來(lái)很大的幫助，可以說(shuō)，通過(guò)計(jì)算，得知確切的線長(zhǎng)變量，據(jù)此確定設(shè)計(jì)、施工方案，可以達(dá)到事半功倍的效果。

　　經(jīng)過(guò)筆者若干改造工程的實(shí)踐證明，采用該方法計(jì)算線路改造時(shí)的線長(zhǎng)變量簡(jiǎn)單實(shí)用，避免了煩瑣的計(jì)算，準(zhǔn)確性較高，完全可以滿(mǎn)足線路改造中設(shè)計(jì)、施工對(duì)線長(zhǎng)變量的計(jì)算需要。