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）

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。

图1 双挂点耐张绝缘子串示意

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。

图2 双挂点耐张绝缘子内外肢示意

图3 基准线理论计算示意

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：

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φ为

第i号子导线的水平张力H可按下式计算：

式中f——第i号子导线所在相的导线竣工弧垂，m；ω——导线单位长度重力，N·m-1；ω0——耐张绝缘子串折算单位长度重力，N·m-1；λ——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ω0按下式计算：

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

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：

则有第i号子导线实际导线长度为

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。

图4 1S002-1S003 耐张段挂点间的水平距离和高差测量示意

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。

表1 1S002-1S003 耐张段各相外肢挂点间的水平距离和高差测量结果

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。

表2 1S002-1S003 耐张段右上相导线线长计算结果 m

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。