关于输电线路弧垂计算简易计算器的制作和应用

Science &Technology Vision 科技视界0前言在配电线路的施工过程中,施工人员以往经常忽视在紧线工作中按标准设置导线弧垂,尤其是在10kV 及以下线路紧线施工往往用目测替代定量的观测导线弧垂这一工作,使得本应非常严谨的施工工艺一下子变得非常简洁,这给日后的安全运行带来了很大的隐患。

如果弧垂过小,则导线会受过大张力,安全系数降低,当温度降低时,容易因导线过紧而发生断线;如果弧垂过大,则对地面距离过小,影响安全运行,温度升高时,易产生导线间放电,造成闪络事故。

针对这一情况,上海恒能企业发展集团公司加强了所属工程类集体企业绝缘导线施工技术管理,要求施工人员在施工过程中严格按照标准设置导线弧垂,并且使用专用弧垂观测器具进行测量。

然而在计算弧垂的过程中,计算量比较大,这给弧垂的计算带来了很多不便,而且计算过程中容易出错,因此设计一个弧垂计算的程序将给实际计算带来很大方便。

1弧垂计算的原理导线弧垂是指在平坦地面上,相邻两基电杆上导线悬挂高度相同时,导线最低点与两悬挂点间连线的垂直距离。

如果导线在相邻两电杆上的悬挂点高度不相同,此时,在一个档距内将出现两个弧垂,即导线的两个悬挂点至导线最低点有两个垂直距离,称为最大弧垂和最小弧垂。

本文是针对平坦地面上的弧垂计算的计算机实现的研究,弧垂计算的步骤如下。

1.1观察档的选择耐张段在5档以下时,靠近耐张段中间选择最大或较大的一档作为观察档;耐张段在6-12档时,靠近耐张段两端各选择较大的一档作为观察档;耐张段在超过13档时,在耐张段两端及中间各选择较大的一档作为观察档。

1.2计算耐张段的代表档距若耐张段为许多档距连在一起,则称为连续档距,由于受地形限制,连续档内各档距长度不可能完全相同,为简化连续档距中的架空线的计算,可将连续档距用一个等阶的孤立档距代表,此等阶的孤立档距就称为代表档距(或称规律档距)。

悬点等高连续档距的代表档距公式为:l D =∑l 3∑l √式中:l 为各档档距,l D 为代表档距。

[基础课堂]架空输电线路导、地线线的安装弧垂计算应用1.前言小编在前面介绍过架空输电线路的气象条件确定；导、地线参数最大使用应力的计算；导、地线比载计算；导、地线控制气象条件判定，既求临界档距；各种气象条件下导、地线应力的计算，既状态方程求解应力；各种气象条件下最大弧垂的判定，任意一点的最大弧垂计算；导、地线最大、最低、档距中央、任意点应力及弧垂计算；导地线线长计算，导、地线对地平均高度及平均应力计算等（具体见本文底部相关专题部分）。

前面我们介绍的都是架空输电线路设计中计算的最基础的知识，我们要将此类知识应用与实际设计工程中，这也是小编今后与大家探讨的重点。

前阶段介绍内容计算关系如下：▲ 相关计算关系图为方便施工和维护单位观测检查弧垂，需要制作架空线在自重和无风气象下的弧垂随温度和档距变化的曲线，称为安装曲线，亦称放线曲线。

今天我们就介绍架空输电线路的施工的安装曲线。

2. 安装弧垂计算导、地线架设安装时，可能在不同气温下进行的，由于一般导、地线架线施工不在大风与覆冰情况下施工，因此架空施工的气象条件是无风、无冰和施工时的实际气温，故导、地线垂直比载就是导、地线自重比载，气温就是施工时的实际气温（如一天早中晚气温的变化）。

导、地线施工紧线是一般都是采用事前做好的安装弧垂曲线或安装弧垂表格，查出各种施工气温下的导、地线架线弧垂，以确定导、地线的松紧程度，以保证导、地线在运行中任何气象条件下的应力（张力）都不超过最大使用应力（张力），且满足耐振条件，导、地线任何情况下档距中任意一点对地面、水面、被跨越物与钻越物之间的距离符合相关规程规范要求。

2.1 百米档距弧垂导、地线安装曲线以档距为横坐标、弧垂为纵坐标，一般从最高施工气温至最低施工气温每隔5℃（10℃）绘制一条弧垂曲线。

为了使其使用方便，提高绘图精度，对不同的档距，可根据其应力绘制成百米档距弧垂。

百米弧垂采用以下公式计算：观察档距l 的弧垂可由下式进行换算：式中：γ1——导、地线自重比载，MPa/mσ0 ——施工气温条件下代表档距的导、地线弧垂最低点应力，MPal——观察档档距，mβ——高差角，°f100 ——百米档距弧垂，mf——观察档距l的弧垂，m。

架空输电线路最⼤弧垂的判定计算应⽤图⽚部分点击放⼤阅读）1.前⾔⼩编在前⾯介绍过架空输电线路的⽓象条件确定、导、地线参数最⼤使⽤应⼒的计算。

通过⽓象条件及导、地线参数我们能求出导、地线⽐载，因此我们介绍了导、地线⽐载的计算，具体见《架空输电线路导、地线的⽐载计算应⽤⽰例》。

我们知道了最⼤使⽤应⼒，但该最⼤使⽤应⼒属于那种⽓象条件？为此我们通过⽓象条件、导、地线参数及⽐载我们判断控制⽓象条件，既求临界档距，因此我们介绍了控制⽓象条件判断，见《架空输电线路有效临界档距的判定（控制⽓象条件）计算应⽤》。

我们知道了控制⽓象条件的应⼒，但温度的变化导线的应⼒发⽣相应的变化，所以我们⼜介绍了各种⽓象条件下导、地线应⼒的计算，见《[基础课堂]各种⽓象条件下导、地线应⼒的计算应⽤（状态⽅程式求解）》。

前⾯我们介绍的关系如下：▲相关计算关系图通过前⾯的介绍我们能求出各种⽓象条件下导、地线的垂直⽐载就知道过导、地线的垂直荷载（导、地线垂直⽐载、截⾯与垂直档距之积）、⽔平荷载（既风压荷载，导、地线⽔平⽐载、截⾯与⽔平档距之积）。

能求出各种⽓象条件下弧垂最低点处的应⼒，则我们就知道过导、地线的纵向荷载（最低点⽔平应⼒与导、地线与截⾯之积，通过此可以求出⾓度荷载，不平衡张⼒等，后期⼩编会陆续系统介绍）。

前⾯我们介绍的都是弧垂最低的⽔平应⼒，那导线上任何⼀点的应⼒呢，我们前⾯经常提到的弧垂最低的弧垂到底多少呢，我们导线上任意⼀点弧垂⼜是多少，计算弧垂是判断导线对线下的地⾯、建筑物或其他跨越物安全距离确定的参数之⼀。

通过前⾯⼩编的介绍我们知道应⼒随⽓象条件发⽣变化⽽变化，所以弧垂也会随⽓象条件发⽣变化⽽变化，那到底什么时候弧垂最⼤，对地⾯、建筑物或其他跨越物安全距离最⼩呢，本期专题⼩编就介绍怎么判断在什么⽓象条件下弧垂最⼤，最⼤值是多少，后续我们将陆续介绍怎么计算导、线档中、弧垂最低点⼏上任意⼀点的应⼒与弧垂。

2. 最⼤弧垂及计算我们架空输电线路中说的最⼤弧垂是指导、地线在⽆风⽓象条件下垂直平⾯内弧垂的最⼤值。

关于输电线路弧垂计算简易计算器的制作和应用发表时间：2017-01-06T15:15:18.793Z 来源：《电力技术》2016年第10期作者：郭元东[导读] 针对上述问题，经过反复研究思考，理论联系实际，认为通过计算机实现手动输入自动计算显得十分必要。

国网宁夏电力公司固原供电公司宁夏固原 756000摘要：为了保证架空输电线路的安全运行和弧垂验收等工作，我们经常会使用档端角度法检测导地线的弧垂，但是，对于测量结果如果使用传统的手工方法来进行计算，不仅计算量大，而且容易出错。

针对这一情况，我们研发出了简易的弧垂计算器，巧妙地利用excel表格自带的函数计算功能轻松地实现了弧垂的自动计算。

采用弧垂计算器，只要手动输入自变量，就可以自动完成导地线测量弧垂的计算、分析和判断，并显示结果是否合格，对于不合格的项用加粗红色字体醒目显示。

大大提高了工作效率，降低了计算强度，节约了计算时间（约需手动计算时间的20%），易于广泛推广应用。

关键词：档端角度法；函数；十进制角度；弧垂换算弧垂计算包括观测弧垂计算、标准弧垂计算、误差计算、结果分析、制作数据报表和存档等等内容。

不仅需要计算人员掌握一定的理论水平，而且由于涉及参数多，计算过程复杂，使用计算器计算时间较长，工作效率较低，还会带来许多人为的错误。

针对上述问题，经过反复研究思考，理论联系实际，认为通过计算机实现手动输入自动计算显得十分必要。

1档端角度法测量弧垂的原理档端角度法测量弧垂单线示意图如下：图中A、B两点分别为导地线弧垂切线与杆塔的交差点，f为中点弧垂，a、b为相对于测量仪器位置的导地线近悬点和远悬点的垂直截距，则2计算器的设计思路2.1设计思路在excel表格中，根据角度的输入方式不同，分为“三格输入法”和“单格输入法”两种。

“三格输入法”比较简单，但输入麻烦，需要把度、分、秒三个值分别输入到三列表格中；“单格输入法”输入和转换计算比较复杂，但是输入比较简单，可以在一列中一次性输完度分秒值。

试论输电线路观测弧垂计算公式的实施要点及调整问题【摘要】架空线路的弧垂问题是影响线路运行安全的重要因素，所以在观测与维护中首先应当利用精度高且易于操作的技术措施进行观测，同时控制观测中的不良因素。

最后在调整中应当注意协调和配合，提高作业的精度，这样才能保证弧垂控制工作的有效进行。

【关键词】弧垂测量；角度测量；精度提高；调整要点引言架空线路中，导线需要在杆塔之间进行悬挂，这样导线就会在杆塔之间形成一个因重力而形成的弧度，这个弧度就是通常说的弧垂，其具体的高度就是指导线悬挂的两点之间的连线到导线最低点的距离，这个距离也是最大的弧垂，其中在观测中控制的就是最大的弧垂。

在高压线路施工中控制弧垂是一项重要的工作，因为新架设的线路在经过一段时间的运行后就会出现不同程度的下垂，未来安全起见弧垂应被适当的调整，所以在实际的运行管理中弧垂的检查和调整是十分重要的工作内容。

1 弧垂观测与计算的公式1.1 角度法测量为了在检查中对弧垂进行准确的观测并提高整个观测的效率，送电网络施工的过程中，广泛的被应用的是经纬仪的观测方式，即角度法测量弧垂的程度。

角度法就是观测架空线路弧垂的角度以此替代观测垂直距离的高度，实现利用经纬仪在地面之间观测的技术措施和计算方法。

优势是对大档距的观察，如果仅仅依靠目测其切入点模糊，而经纬仪相对准确，观测效果精度较高。

而且等长法、异长发观测需要登杆塔进行，所以角度法相对比较安全。

采用角度法对弧垂进行观测，因为经纬仪测量的角度不同，位置不同，有三种不同的情况，即档端角度、档外角度、档内角度。

三种方法都是角度法的不同技术措施，应当优先选择的是档端角度测量。

以为档端角度法选择的经纬仪位置是观测档区内的一端的杆塔中心，观测起来较为方便。

计算简单且方便技术人员相互联络，只有在档端法受到限制时才利用其它方法。

1.2 角度法计算公式在利用三种测量方法时，其计算的公式也会不同，1）档端角度测量，方法是将仪器支架在档距的端点对弧垂进行观测，其计算公式为：在观测弧度的时候，利用这样的方式最为常见也很方便，但是视角切换不易控制，最大弧垂的测量有一定的误差。

“输电线路导、地线张力弧垂及杆塔荷载计算程序”使用说明书江苏省电力设计院2008年10月11日前言杆塔承受的电线荷载，就是电线通过悬挂点施加到杆塔上的力。

该力在无风情况下通常分解为相互垂直的三个分量，即竖向垂直荷载TG、纵向张力荷载TQ（顺线路方向的水平张力）、横向张力荷载TS（垂直于线路方向的水平张力，包括通过电线传递的风荷载）。

电线荷载一般需计算5种工况(覆冰、大风、不均匀脱冰、事故、安装)下的荷载，对于钢管塔还需考虑大风上拔，必要时杆塔设计还要校验验算工况。

在各种工况下组合垂直荷载、纵向荷载、横向荷载是一个很繁琐的过程，简单的靠人工或电子表格计算工作量大，且很容易出错。

“输电线路导、地线张力弧垂及杆塔荷载计算程序”集成了导地线张力及弧垂计算和杆塔荷载计算的功能，只需输入最原始的设计参数，计算结果可直接的以图形或表格的方式输出，直观且提高工作效率。

根据《110~750kV架空输电线路设计规范》（国标报批稿）、《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T 5154-2002），并参照《电力工程高压送电线路设计手册》（第二版，以下简称《手册》）和我院原“500kV杆塔荷载计算程序”的有关公式，结合杆塔设计的经验，编制了本程序。

其特点如下：1．与导地线张力计算绑定编程，避免了开列杆塔荷载时导地线参数和气象条件的多次重复输入，无需借助于其它软件便可独立完成导地线的张力及荷载计算；2．设置了导地线、气象区及绝缘子串型数据库；3．具有计算数据自动保存和读取Excel荷载计算书中设计参数的功能，如要修改原荷载中某数据，只需操作“读取杆塔数据”按钮，修改某数据后再进行计算，无需再次输入全部数据，操作方便、快捷；4．荷载表中列出了导地线参数、气象条件、绝缘子、金具、线路参数及中间数据，同时在Excel上设有自校验功能，可从中获取荷载的详细计算公式，便于校核；5．可同时计算6组导、地线力学特性和架线弧垂表，生成的CAD图表可直接出版；6．可计算三层导线及地线，双回路塔的荷载可一次性开列完成。

配网线架空线路导线应力弧垂计算软件简介（使用说明书）一、概述1、软件研发背景架空线路应力弧垂其电气距离计算是架空线路设计和线路运行分析必不可少的计算工作，目前配网架空线路这方面的计算工具还只能借用主网的有关软件，但该软件对配网来说还存在一定的局限性，比如不能计算配网线路孤立档弧垂、不能验算线间距离，并且该软件操作对于配网线路过于复杂，应用不广，很难解决孤立档杆塔选型和大档距杆型设计计算等问题，只能用excel表格进行手工计算，计算很繁琐，且容易出错。

本软件是旨在解决设计过程中“效率低、出错率高”等问题而研究开发的计算软件。

现已广泛应用于配网架空线路各种工况下的导线应力弧垂特性、架线弧垂、孤立档计算及导线线间距离计算中，为10kV配网架空线路设计了提供一个高效、便捷而又轻松的设计计算平台。

2本软件的最大特点本软件的最大特点是操作简单方便，计算快速准确，不易出错。

本软件只需进行简单设计输入，选择导线型号和气象条件等几个参数，确定后即可根据自己的需要自动进行计算并将计算结果导出到excel表中，整个过程几分钟。

是一套真正适用于配网的架空线路导线力学计算的软件。

3本软件的应用场境：（1）架空线路施工图设计中①导线架线弧表图。

有些特殊设计，无标准图可套用时，就必需用软件计算才可。

②孤立档杆塔选型强度计算。

孤立档导线张力与连续档张力差较大。

孤立档杆塔承若较大的张力差。

杆塔强度计算时需考虑该差值。

③特殊设计时，大档距杆塔线间距离验算。

档距较大时，需验算杆塔横担的长度需满足档距中央线间距离的要求。

1.架空线运行事故分析。

根据导线的张力性计算，可得出不同工况下的导线张力和弧垂特性，为事故分析提供可靠的技术支持。

二. 使用说明1、运行环境1）、操作系统：32位或64位XP、win7操作系统。

2 ）、支持软件：VB6.0、office2007及以上版本、Autocad20082、安装和初始化将压缩文件dxlxjs.zip解压到c盘根目录下即可。

浅谈输电线路弧垂的简易计算摘要：本文主要针对输电线路弧垂的计算进行分析，明确了输电线路弧垂计算的基本理念，以及基本的理论要求，进而简单论述了输电线路弧垂的计算方法和计算的过程，供参考和借鉴。

关键词：输电线路；弧垂；简易计算前言针对输电线路弧垂的计算问题，我们要进一步总结和分析，探讨其计算的要求和要点，才能够为今后进一步研究输电线路弧垂的相关问题奠定基础，提高研究水平。

1基于弧垂的输电线舞动输电线舞动是覆冰输电线在风的激励下产生的一种低频、大振幅自激振动。

输电线的舞动已经对我国很多地区的输电线路造成了很大的危害。

因此我们需要及时有效的对输电线舞动进行实时监控。

随着视频分析及图像处理技术的快速发展，在输电线路上定位摄像机或者进行航拍取样，对输电线进行实时的视频监控，成为一种较为可行的输电线舞动监测方法。

在视频分析中，应用数字图像处理技术对采集到数据进行分析计算，可以为防治输电线的舞动提供大量准确的数据支持。

相关工作在国内外已经有了开展。

自20世纪30年代起，国外学者开始对导线舞动进行了大量的试验和理论研究！介绍了我国近年来在输电线防舞动方面的研究成果，以及由此开发的专利产品双摆防舞器和整体式偏心重锤的应用情况。

给出了输电线舞动的有限元分析方法，在此基础上编写了计算导线舞动的有限元程序，计算实例模拟了舞动的全过程，探讨了风速、攻角等对舞动的影响。

在现代图像分析与计算机视觉技术日益完善的情况下，针对一些特定的舞动形态，图像检测手段将是一种很好的选择。

采用图像分析与视觉计算方法，实现了对输电线路横向舞动的角度计算。

首先采用固定于杆塔上的摄像头拍摄电缆图像，根据指定区域及预设数量检测出电缆，并进行曲线拟合得到相关参数，再采用简化的横向舞动模型，推算舞动角度与图像中电缆轨迹参数的关系，最后计算出输电线路的横向舞动角度，为舞动的动态监测与数据记录提供了一种新的思路。

架空线在输电线路中是一种被经常采用的形式。

一般来讲，温差过大的地区一般弧垂都会非常小，进而导线就非常容易出现热胀冷缩的现象，这种自然现象就会使导线也发生了一系列的变化。