1.前言

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　　在線路運(yùn)行中經(jīng)常遇到巡線時遇到地面的地形變化或者樹木生長導(dǎo)致視角上感覺該檔導(dǎo)線在最大弧垂時對地面或樹木等距離不夠;還有在線路設(shè)計或者施工時鉆越已建線路。以上兩種情況此時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)線對地或樹木距離是否滿足，我們待建線路是否能正常鉆越該線路。

　　2.任一意點(diǎn)最大弧垂計算

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　　一般情況下我們通過現(xiàn)場測量 該點(diǎn)導(dǎo)線距離線路小號的距離(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)，計算公式如下：

　　l —— 該檔的檔距，m

　　lx —— 測量點(diǎn)距離小號側(cè)的水平距離，m

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

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

　　β —— 高差角，°

　　3.通過現(xiàn)場測量弧垂算任一意點(diǎn)最大弧垂

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　　3.1 情況概述

　　從上可知當(dāng)我們測量出需要計算點(diǎn)距離小號側(cè)的距離就能求出該點(diǎn)的最大弧垂。但有時我們會遇到該線路因?yàn)檫\(yùn)行時間較久，種種原因無法查到該線路的設(shè)計資料(這是經(jīng)常遇到微信朋友在咨詢的問題)，無法知道該線路的詳細(xì)資料，故無法計算出該檔線路的最大弧垂;有時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)場實(shí)際弧垂與設(shè)計弧垂有一點(diǎn)差異，故雖然能計算出最大弧垂，但存在實(shí)際最大弧垂與設(shè)計最大弧垂不一致的情況。

　　假設(shè)我們無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(如輸電運(yùn)檢室的臺賬，調(diào)度的參數(shù)等方式)，也能通過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)致無法求任一點(diǎn)的最大弧垂。下面小編就通過收集到線路型號及氣象資料這兩樣資料介紹怎么計算該點(diǎn)最大弧垂。

　　3.2 常規(guī)參數(shù)測量

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

▲ 現(xiàn)場可以測量點(diǎn)數(shù)據(jù)

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

　　3.3 比載計算

　　一般我們?nèi)ガF(xiàn)場測量時線路都不會覆冰時去測量，故此時測量時與最高氣溫時的比載都是導(dǎo)線自重比載，既γ 1(0,0) ，覆冰無風(fēng)時的垂直總比載為γ 3(b,0)，其計算公式如下：

　　式中：

　　q —— 導(dǎo)、地線的單位長度質(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 測量氣象條件弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力計算

　　當(dāng)我們計算導(dǎo)線比載后，然后我們通過測量出來的任意一點(diǎn)的弧垂fx，求出測量時溫度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量時的導(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風(fēng)，先通過下列公式計算出臨界溫度：

　　式中：

　　tb —— 覆冰無風(fēng)氣象時的溫度。

　　從上計算出來后當(dāng)臨界比載(γj)與覆冰無風(fēng)時的垂直總比載為(γ 3(b,0))比較，當(dāng)γj >γ 3(b,0)時，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，則最大弧垂發(fā)生在覆冰無風(fēng)氣象條件。

　　3.6 任一點(diǎn)最大弧垂計算

　　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)生在覆冰無風(fēng)氣象條件時，通過狀態(tài)方程求出覆冰無風(fēng)的弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力σb (計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，就能求出對地的最小垂直距離((fx +hd)-fxmax)，然后判斷是否滿足安全要求。

▲ 計算界面(弧垂)

　　3.7 其他測量方法

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

▲ 現(xiàn)場可以測量點(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)測量時的弧垂fx = Lx ?h /L -hx 。求出任意一點(diǎn)測量弧垂后采用上面我們介紹的方法求出測量時的弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力，通過狀態(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任意一點(diǎn)最大弧垂計算公式計算出該點(diǎn)的最大弧垂，然后判斷出對地距離是否滿足安全要求。

▲ 計算界面(高差)