1.前言

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　　在線路運(yùn)行中經(jīng)常遇到巡線時(shí)遇到地面的地形變化或者樹(shù)木生長(zhǎng)導(dǎo)致視角上感覺(jué)該檔導(dǎo)線在最大弧垂時(shí)對(duì)地面或樹(shù)木等距離不夠;還有在線路設(shè)計(jì)或者施工時(shí)鉆越已建線路。以上兩種情況此時(shí)我們都需要知道該線路跨越點(diǎn)或交叉點(diǎn)的最大弧垂情況，判斷導(dǎo)線對(duì)地或樹(shù)木距離是否滿(mǎn)足，我們待建線路是否能正常鉆越該線路。

　　2.任一意點(diǎn)最大弧垂計(jì)算

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　　一般情況下我們通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 該點(diǎn)導(dǎo)線距離線路小號(hào)的距離(Lx)，然后查閱原線路資料，查出該檔的檔距、懸掛點(diǎn)高差，最大弧垂控制條件，相應(yīng)的應(yīng)力及比載，求出最大弧垂，然后利用下列公式求出該點(diǎn)的最大弧垂：

　　以上是小編習(xí)慣采用的公式，也可以采用下列公式：

　　式中：

　　fm —— 該檔的最大弧垂(m)，計(jì)算公式如下：

　　l —— 該檔的檔距，m

　　lx —— 測(cè)量點(diǎn)距離小號(hào)側(cè)的水平距離，m

　　γ (b,0) —— 最大弧垂氣象比載(覆冰無(wú)風(fēng)或最高氣溫比載;b表示覆冰厚度，0表示無(wú)風(fēng))，MPa/m

　　σ0 —— 最大弧垂時(shí)氣象條件下的應(yīng)力(覆冰無(wú)風(fēng)或最高氣溫弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力)，MPa

　　β —— 高差角，°

　　3.通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量弧垂算任一意點(diǎn)最大弧垂

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　　3.1 情況概述

　　從上可知當(dāng)我們測(cè)量出需要計(jì)算點(diǎn)距離小號(hào)側(cè)的距離就能求出該點(diǎn)的最大弧垂。但有時(shí)我們會(huì)遇到該線路因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)間較久，種種原因無(wú)法查到該線路的設(shè)計(jì)資料(這是經(jīng)常遇到微信朋友在咨詢(xún)的問(wèn)題)，無(wú)法知道該線路的詳細(xì)資料，故無(wú)法計(jì)算出該檔線路的最大弧垂;有時(shí)候我們雖然能收集到線路資料，但可能施工誤差導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際弧垂與設(shè)計(jì)弧垂有一點(diǎn)差異，故雖然能計(jì)算出最大弧垂，但存在實(shí)際最大弧垂與設(shè)計(jì)最大弧垂不一致的情況。

　　假設(shè)我們無(wú)法收集到該線路的資料，只要該線路運(yùn)行我們就能收集到該線路的導(dǎo)線型號(hào)(如輸電運(yùn)檢室的臺(tái)賬，調(diào)度的參數(shù)等方式)，也能通過(guò)一定渠道收集到該地區(qū)的線路運(yùn)行的氣象條件(參考其他工程等方式)。可能因不知道線路的安全系數(shù)，故無(wú)法求處該檔的各種氣象條件的弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力(含最大弧垂)，導(dǎo)致無(wú)法求任一點(diǎn)的最大弧垂。下面小編就通過(guò)收集到線路型號(hào)及氣象資料這兩樣資料介紹怎么計(jì)算該點(diǎn)最大弧垂。

　　3.2 常規(guī)參數(shù)測(cè)量

　　我們先通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量該點(diǎn)導(dǎo)線距離線路小號(hào)的距離(Lx)、該點(diǎn)導(dǎo)線的弧垂(fx )，測(cè)量該點(diǎn)距離地面的最小垂直距離(hd),測(cè)量出該檔的檔距(L)，大小號(hào)側(cè)懸掛點(diǎn)高差(h,大號(hào)側(cè)高為正，反之為負(fù))，同時(shí)記錄測(cè)量時(shí)的溫度(tx )((如果非孤立檔需要測(cè)量出整個(gè)耐張段的檔距與懸掛點(diǎn)高差計(jì)算代表檔距用)。

▲ 現(xiàn)場(chǎng)可以測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)

　　通過(guò)以上測(cè)量因?yàn)榛〈共皇亲畲蠡〈箷r(shí)的弧垂點(diǎn)，故測(cè)量改點(diǎn)對(duì)地的最小垂直距離hd 不是最小安全距離。想知道改點(diǎn)對(duì)地的最小垂直距離，我們需要在最大弧垂時(shí)才能測(cè)量，但這肯定不現(xiàn)實(shí)，故我們只需要將測(cè)量的參數(shù)計(jì)算出改點(diǎn)的最大弧垂fxmax，則最大對(duì)地的最小距離為hdmin==(fx +hd)-fxmax。

　　3.3 比載計(jì)算

　　一般我們?nèi)ガF(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)線路都不會(huì)覆冰時(shí)去測(cè)量，故此時(shí)測(cè)量時(shí)與最高氣溫時(shí)的比載都是導(dǎo)線自重比載，既γ 1(0,0) ，覆冰無(wú)風(fēng)時(shí)的垂直總比載為γ 3(b,0)，其計(jì)算公式如下：

　　式中：

　　q —— 導(dǎo)、地線的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/km

　　A —— 導(dǎo)、地線的截面，mm2

　　g -—— 重力加速度，g = 9.80665 m/s2

　　d —— 導(dǎo)、地線的外徑，mm

　　b —— 覆冰厚度，mm

　　ρ —— 0.9×10-3，kg/cm3;

　　3.4 測(cè)量氣象條件弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算

　　當(dāng)我們計(jì)算導(dǎo)線比載后，然后我們通過(guò)測(cè)量出來(lái)的任意一點(diǎn)的弧垂fx，求出測(cè)量時(shí)溫度tx下的弧垂最低點(diǎn)的應(yīng)力為：

　　3.5 判斷該檔線路的最大弧垂氣象條件

　　從前面的介紹可以得出測(cè)量時(shí)的導(dǎo)線自重比載γ 1(0,0) 、溫度tx 、 及弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力σ0x 。通過(guò)收集到的氣象資料可以知道最高氣溫的γ 1(0,0) 、溫度tmax ， 通過(guò)狀態(tài)方程式可以求出最高氣溫的弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力σmax 。狀態(tài)方程如下：

　　注：式中的 L 為代表檔距，若為孤立檔則為實(shí)際檔距。

　　式中：

　　α ——導(dǎo)、地線的線性溫度膨脹系數(shù)。

　　E ——導(dǎo)、地線的彈性系數(shù)。

　　通過(guò)以上求出最高氣溫的弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力σmax后然后采用臨界比載判定法確定最大弧垂的氣象條件是最高氣溫還是覆冰無(wú)風(fēng)，先通過(guò)下列公式計(jì)算出臨界溫度：

　　式中：

　　tb —— 覆冰無(wú)風(fēng)氣象時(shí)的溫度。

　　從上計(jì)算出來(lái)后當(dāng)臨界比載(γj)與覆冰無(wú)風(fēng)時(shí)的垂直總比載為(γ 3(b,0))比較，當(dāng)γj >γ 3(b,0)時(shí)，則最大弧垂發(fā)生在最高氣溫氣象條件;當(dāng) γj< γ 3(b,0) 時(shí)，則最大弧垂發(fā)生在覆冰無(wú)風(fēng)氣象條件。

　　3.6 任一點(diǎn)最大弧垂計(jì)算

　　如果最大弧垂發(fā)生在最高氣溫氣象條件，則利用前面計(jì)算的最高氣溫的弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力σmax 代入下列公式求出該檔的最大弧垂(fm)。

　　然后根據(jù)下列公式求出測(cè)量點(diǎn)(也可以求出任意一點(diǎn))的最大弧垂：

　　如果最大弧垂發(fā)生在覆冰無(wú)風(fēng)氣象條件時(shí)，通過(guò)狀態(tài)方程求出覆冰無(wú)風(fēng)的弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力σb (計(jì)算中的檔距為代表檔距)代入以列公式求出該檔的最大弧垂(fm)，然后求出該點(diǎn)的最大弧垂。

　　通過(guò)以上求出任意一點(diǎn)的最大弧垂，然后根據(jù)前面我們闡述，就能求出對(duì)地的最小垂直距離((fx +hd)-fxmax)，然后判斷是否滿(mǎn)足安全要求。

▲ 計(jì)算界面(弧垂)

　　3.7 其他測(cè)量方法

　　許多線路運(yùn)行人員因非專(zhuān)業(yè)測(cè)量人員，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)可能無(wú)法準(zhǔn)確的測(cè)量需要測(cè)量點(diǎn)的弧垂，如下圖所示。但我們可以測(cè)量出大小號(hào)側(cè)檔距(距離)與相關(guān)點(diǎn)高差。所以可以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量該點(diǎn)導(dǎo)線距離線路小號(hào)的距離(Lx)、該點(diǎn)導(dǎo)線與小號(hào)側(cè)懸掛點(diǎn)的高差(hx ，相對(duì)小號(hào)側(cè)高為正，反之為負(fù) )，測(cè)量該點(diǎn)距離地面的最小垂直距離(hd),測(cè)量出該檔的檔距(L)，大小號(hào)側(cè)懸掛點(diǎn)高差(h，相對(duì)小號(hào)側(cè)高為正，反之為負(fù))同時(shí)記錄測(cè)量時(shí)的溫度(tx )(如果非孤立檔需要測(cè)量出整個(gè)耐張段的檔距與懸掛點(diǎn)高差計(jì)算代表檔距用)。

▲ 現(xiàn)場(chǎng)可以測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)

　　從上圖我們可以得到 Lx / L = (fx+hx)/ h ，則可以求出任意點(diǎn)測(cè)量時(shí)的弧垂fx = Lx ?h /L -hx 。求出任意一點(diǎn)測(cè)量弧垂后采用上面我們介紹的方法求出測(cè)量時(shí)的弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力，通過(guò)狀態(tài)方程求出并判斷最低弧垂氣象，然后求出該檔最大弧垂后通過(guò)任意一點(diǎn)最大弧垂計(jì)算公式計(jì)算出該點(diǎn)的最大弧垂，然后判斷出對(duì)地距離是否滿(mǎn)足安全要求。

▲ 計(jì)算界面(高差)