1.前言
1.前言
2. 弧垂的概念
架空輸電線路桿塔組立完畢后。在桿塔上要架設(shè)導(dǎo)線和地線。架線包括放線、緊線、弧垂觀測及檢查，本次小編主要針對的是弧垂觀測及檢查。
架空輸電桿塔上所懸掛的導(dǎo)線和地線都不可能是直線，而是呈現(xiàn)大小不同的弧形，這個(gè)弧形就是弧垂的表現(xiàn)，弧垂的表現(xiàn)就是架線后架空導(dǎo)線和地線的松弛程度，因此許多施工單位習(xí)慣稱弧垂為弛度。
因此，設(shè)計(jì)部門應(yīng)根據(jù)線路所在地區(qū)的氣象，架空線的比載、應(yīng)力、彈性系數(shù)，檔距以及懸掛點(diǎn)高低等條件，通過科學(xué)計(jì)算，編制出架空線弧垂技術(shù)資料，施工單位根據(jù)這些設(shè)計(jì)資料對架空線的弧垂進(jìn)行精確地觀測，才能保證輸電線路的安全運(yùn)行。
2.1 兩懸掛點(diǎn)等高弧垂
▲ 兩懸掛點(diǎn)等高弧垂示意圖
兩架空導(dǎo)、地線懸掛點(diǎn)等高弧垂，如下圖所示，A、B為等高的兩懸掛點(diǎn)，為架空線，0為其最低點(diǎn)，則0點(diǎn)在檔距中點(diǎn)，0點(diǎn)至A、B連線的垂直距離即為架空線弧垂的弧垂值，用 f 表示。
2.2 兩懸掛點(diǎn)不等高弧垂
▲ 兩懸掛點(diǎn)不等高弧垂示意圖
兩架空導(dǎo)、地線懸掛點(diǎn)不等高時(shí)，如下圖所示，A、B為不等高的兩懸掛點(diǎn)，為架空線，0為其最低點(diǎn)，平行于AB連線作切線A1B1切架空線于S點(diǎn)，則S點(diǎn)位于檔距中點(diǎn)，弧垂有以下三種：
1）懸掛點(diǎn)A、B間架空線的最大弧垂f（AB連線中點(diǎn)與切點(diǎn)S的垂直距離即檔距中點(diǎn)弧垂值）；
2）架空線A側(cè)的平視弧垂f2（懸掛點(diǎn)A至最低點(diǎn)O的垂直距離）；
3）架空線B側(cè)的平視弧垂f1（懸掛點(diǎn)B至最低點(diǎn)O的垂直距離）。
其中：
3. 弧垂觀測檔的選擇
架空輸電線路設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)線路桿塔位時(shí)，一般把線路分為若干耐張段，每一個(gè)耐張段有一個(gè)檔或多個(gè)檔組成，僅有一個(gè)檔的耐張段稱為孤立檔；有多個(gè)檔組成的耐張段，稱為連續(xù)檔。孤立檔按設(shè)計(jì)提供的安裝弧垂數(shù)值觀測該檔弧垂即可；在連續(xù)檔中選擇一個(gè)或幾個(gè)觀測檔進(jìn)行觀測。為了使整個(gè)耐張段內(nèi)各檔的弧垂都達(dá)到平衡，應(yīng)根據(jù)連續(xù)檔的多少，確定觀測檔的檔數(shù)和位置。
根據(jù)《110～750KV架空輸電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50233-2014 ）第8.5.3條、《電氣裝置安裝工程 66kV及以下架空電力線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50173-2014)第8.5.3條、《±800kV及以下直流架空輸電線路工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》（DL/T 5235-2010）第8.4.2條、規(guī)定，弧垂觀測檔的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定：
（1）、緊線段在5檔及以下時(shí)應(yīng)靠近中間選擇一檔；
（2）、緊線段在6檔~12檔時(shí)應(yīng)靠近兩端各選擇一檔；
（3）、緊線段在12檔以上時(shí)應(yīng)靠近兩端及中間可選3檔~4檔；
（4）、觀測檔宜選檔距較大和懸掛點(diǎn)高差較小及接近代表檔距的線檔；
（5）、弧垂觀測檔的數(shù)量可根據(jù)現(xiàn)場條件適當(dāng)增加，但不得減少。
另外觀測檔宜在緊線檔內(nèi)均勻布置，相鄰觀測檔相距不超過4個(gè)檔距，地形起伏變化較大時(shí)，應(yīng)減少觀測檔間距。重要交叉跨越檔宜設(shè)置觀測檔。1000kV 架空輸電線路的弧垂觀測檔選擇參考《1000kV 架空輸電線路張力架線施工工藝導(dǎo)則》（DL/T 5290-2013）第5.2.1條相關(guān)規(guī)定，小編在此不再闡述了。
4. 觀測檔弧垂計(jì)算
4.1 連續(xù)檔的弧垂觀測值計(jì)算
4.1.1 觀測檔內(nèi)未聯(lián)耐張絕緣子串
（1）觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)高差 h＜10% l 時(shí)，觀測檔的弧垂 f 為：
當(dāng)采用的百米檔距弧垂安裝曲線時(shí)，觀測檔的弧垂 f 為：
（2）觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)高差h ≥10% l 時(shí)，觀測檔的弧垂 f 為：
式中:
f —— 觀測檔的架空導(dǎo)(地)線弧垂觀測值（指平行四邊形切點(diǎn)的垂度），m；
f0 —— 當(dāng)懸掛點(diǎn)高差 h＜10% l 時(shí)，觀測檔未聯(lián)耐張絕緣子串的檔距中點(diǎn)架空導(dǎo)(地)線弧垂，m；
fφ —— 當(dāng)懸掛點(diǎn)高差h ≥10% l 時(shí)，觀測檔未聯(lián)耐張絕緣子串的檔距中點(diǎn)架空導(dǎo)(地)線弧垂，m；
ldb —— 耐張段架空導(dǎo)(地)線的代表檔距，m；
fdb —— 對應(yīng)于代表檔距的架空導(dǎo)(地)線弧垂，m
l —— 觀測檔架空導(dǎo)(地)線的檔距，m；
h —— 觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)的高差，m；
φ —— 觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)的高差角，(°)，φ=arctan(h/l)
σdb —— 架空導(dǎo)(地)線的代表檔距水平應(yīng)力，Ｎ／mm2
γ1 —— 架空導(dǎo)(地)線的比載，Ｎ／m·mm2
4.1.2 觀測檔內(nèi)一側(cè)聯(lián)耐張絕緣子串
（1）觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)高差 h＜10% l 時(shí)，觀測檔的弧垂 f 為：
（2）觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)高差h ≥10% l 時(shí)，觀測檔的弧垂 f 為：
式中:
γλ —— 耐張絕緣子串的比載，Ｎ／m·mm2 ，γλ=Gλ /(n·λ·A)，其中Gλ 為絕緣子串重量（N），A為導(dǎo)線截面積（mm2）,n為耐張絕緣子串所聯(lián)導(dǎo)（地）線的根數(shù)。
λ —— 耐張絕緣子串的長度，m
4.2 孤立檔弧垂觀測值的計(jì)算
4.2.1 檔內(nèi)一側(cè)聯(lián)耐張絕緣子串
在孤立檔緊線時(shí)，架空導(dǎo)(地)線的固定端已聯(lián)有耐張絕緣子串，其弧垂觀測值 f 應(yīng)根據(jù)架空導(dǎo)(地)線兩端懸掛點(diǎn)的高差 h 的大小，分別按連續(xù)檔的弧垂觀測值計(jì)算中的觀測檔內(nèi)一側(cè)聯(lián)耐張絕緣子串的兩種公式進(jìn)行計(jì)算。
4.2.2 檔內(nèi)兩側(cè)都聯(lián)有耐張絕緣子串
在孤立檔掛線后復(fù)測弧垂時(shí)，架空導(dǎo)(地)線的兩端已連有耐張絕緣子串，其弧垂復(fù)測值按下方法計(jì)算。
（1）觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)高差 h＜10% l 時(shí)，觀測檔的弧垂 f 為：
（2）觀測檔架空導(dǎo)(地)線懸掛點(diǎn)高差h ≥10% l 時(shí)，觀測檔的弧垂 f 為：
從以上連續(xù)檔與孤立檔中我們知，其計(jì)算我們需要知道代表檔距及其相應(yīng)弧垂、觀測檔檔距及其高差、耐張絕緣子串的長度及其比載、導(dǎo)（地）線比載。
以上公式中代表檔距弧垂、導(dǎo)（地）線截面可以通過查設(shè)計(jì)出版的導(dǎo)(地)線安裝弧垂曲線獲得，也可以通過小編前面介紹過的《[基礎(chǔ)課堂]架空輸電線路導(dǎo)、地線線的安裝弧垂計(jì)算應(yīng)用》計(jì)算而得。耐張絕緣子串重量及長度可以查閱設(shè)計(jì)出版的絕緣子串組裝圖獲得，代表檔距、觀測檔檔距及高差可以通過桿塔明細(xì)表獲得。獲得基礎(chǔ)參數(shù)后我們就可以計(jì)算出觀測檔的相應(yīng)弧垂。
除開上面介紹的連續(xù)檔與孤立檔外，我們在山區(qū)經(jīng)常還會(huì)遇到一種特殊的連續(xù)檔----連續(xù)上(下)山的觀測檔弧垂計(jì)算，因?yàn)?span>連續(xù)上(下)山懸垂線夾的安裝位置需要調(diào)整，所以觀測檔的弧垂不能按正常的連續(xù)檔弧垂計(jì)算，也相應(yīng)的調(diào)整計(jì)算。計(jì)算方法一般是先判斷是采用正常的連續(xù)檔計(jì)算還是采用連續(xù)上(下)山的觀測檔弧垂計(jì)算，判斷需要采用連續(xù)上(下)山的觀測檔弧垂計(jì)算時(shí)我們再計(jì)算出調(diào)整后的觀測檔弧垂及懸垂線夾安裝位置的調(diào)整計(jì)算。連續(xù)上(下)山的觀測檔弧垂計(jì)算與懸垂線夾調(diào)整相對復(fù)雜，其計(jì)算前面我們分享過（架空輸電線路連續(xù)上下山弧垂及線夾調(diào)整值計(jì)算程序及計(jì)算視頻），其具體原理及詳細(xì)計(jì)算小編稍晚些再專題整理分享。
5. 弧垂觀測
5.1、弧垂觀測步驟及技術(shù)要求
1、弧垂觀測人員仔細(xì)閱讀技術(shù)員編寫的角度法弧垂觀測計(jì)算表，明白觀測點(diǎn)設(shè)置位置、儀器架設(shè)高度、觀測角度是仰角還是俯角要分清。
2、弧垂觀測人員將儀器架設(shè)在弧垂觀測計(jì)算表中規(guī)定的位置（觀測前已訂立測站點(diǎn)樁位）、高度，經(jīng)緯儀對中不超過5mm，整平不超過一格，儀器高度不超過±10mm。
3、弧垂觀測人員根據(jù)緊線時(shí)本觀測點(diǎn)的溫度查找觀測檔對應(yīng)的觀測角，將儀器觀測角度調(diào)整到弧垂觀測計(jì)算表中對應(yīng)的角度，如溫度變化須根據(jù)觀測時(shí)溫度及時(shí)調(diào)整觀測角度（溫度計(jì)置于不擋風(fēng)又不直接接受陽光暴曬的地方，離地面高度為1.5m～2m）。
4、弧垂調(diào)整好后，弧垂觀測人員通知施工人員在緊線段耐張塔和直線塔同時(shí)進(jìn)行劃印（印記必須清晰易辯，并在印記處纏繞電工膠帶，以保護(hù)印記不被磨掉）。
5、所有桿塔掛線完成后，觀測人員必須重新觀測弧垂誤差值，確認(rèn)符合要求后觀測人員填寫本觀測檔的緊線施工記錄。
6、一個(gè)耐張段所有桿塔附件安裝完成后，觀測人員必須再次觀測弧垂誤差值，確認(rèn)符合要求后本耐張段弧垂觀測才算完成，并填寫本耐張段最終緊線施工記錄。
由于受各方面影響弧垂板觀測弧垂時(shí)弧垂板綁扎時(shí)誤差較大，觀測人員時(shí)隨意性較大，在以后工程施工中，必須使用角度法進(jìn)行弧垂觀測，弧垂板觀測法只能作為校核、檢查弧垂的的一種方法?；〈褂^測時(shí)須按下列程序進(jìn)行操作：
1、弧垂觀測時(shí)，調(diào)整儀器的觀測角為對應(yīng)溫度計(jì)算的觀測角，待調(diào)整導(dǎo)線張力，使視線與導(dǎo)線相切，此時(shí)導(dǎo)線的弧垂即為設(shè)計(jì)弧垂值。
2、弧垂觀測時(shí)，先觀測遠(yuǎn)離緊線側(cè)的一個(gè)耐張段，弧垂符合要求后在所有桿塔上進(jìn)行劃印，進(jìn)行耐張塔平衡開斷和附件安裝，再觀測近側(cè)的耐張段，依次逐耐張段進(jìn)行緊線。
3、觀測弧垂應(yīng)采取“遠(yuǎn)-中-近”、“緊-松-緊”的順序進(jìn)行，具體緊線方法為：
(1)、先調(diào)整操作塔最遠(yuǎn)的觀測檔，以收緊的辦法將其達(dá)到弧垂。
(2)、再慢慢回松導(dǎo)線，使中間觀測檔弧垂達(dá)到設(shè)計(jì)要求值。
(3)、最后再收緊導(dǎo)線，使最近的觀測檔達(dá)到要求值，依次類推，直至全部觀測檔調(diào)整完畢。
(4)、如為多分裂導(dǎo)線，同相子導(dǎo)線的調(diào)整方式應(yīng)一致，同一根導(dǎo)線應(yīng)連續(xù)調(diào)完全部觀測檔弧垂,以免使已調(diào)好的觀測檔內(nèi)產(chǎn)生弧垂變化。同一觀測檔同相子導(dǎo)線應(yīng)同時(shí)收緊調(diào)整或放松調(diào)整，以免在非觀測檔內(nèi)同相子導(dǎo)線弧垂不一致(滑車摩阻所致)和因受力時(shí)間長短不同而造成蠕塑變形不同。
(5)、如為多分裂導(dǎo)線，同相子導(dǎo)線都要統(tǒng)一以其中已調(diào)好的一根子導(dǎo)線的弧垂為標(biāo)準(zhǔn)，用經(jīng)緯儀操平其余各根子導(dǎo)線；也就是第一根導(dǎo)線弧垂絕對值觀測好后，經(jīng)緯儀移至該導(dǎo)線正下方，找平其它根導(dǎo)線弧垂。
(6)、調(diào)整某一觀測檔的弧垂時(shí)，己經(jīng)調(diào)好的各觀測檔應(yīng)隨時(shí)復(fù)查弧垂有無變化。已調(diào)整好的各觀測檔應(yīng)協(xié)助正在調(diào)整觀測檔，控制收緊或放松的程度，避免收緊或放松過量，以致重新調(diào)整。
4、當(dāng)一個(gè)放線區(qū)段內(nèi)各個(gè)耐張段都只有2～3檔，且耐張段長度在1000米以內(nèi)時(shí)，也可以一次觀測整個(gè)放線區(qū)段弧垂略小于設(shè)計(jì)弧垂值，然后各個(gè)耐張段分別在耐張塔上用手扳葫蘆細(xì)調(diào)觀測弧垂值，調(diào)整方法同3條。
5、弧垂觀測時(shí)，若各相觀測時(shí)間間隔較長，選定觀測溫度也可能與實(shí)際溫度存在差異，因此，后一相觀測時(shí)，應(yīng)檢測前一相弧垂對應(yīng)的溫度，后一相按前一相弧垂對應(yīng)的溫度進(jìn)行觀測，以此來減少因溫度測定誤差帶來的相間弧垂誤差。
6、附件安裝好后，還應(yīng)進(jìn)行弧垂復(fù)查，弧垂的最終誤差值應(yīng)符合《110～750kV架空輸電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50233-2014)中 8.5.6～8.5.9條相關(guān)規(guī)定要求。
表 弧垂允許偏差
表 各相間或地線的弧垂相對偏差最大值 (mm)
不安裝間隔棒的垂直雙分裂導(dǎo)線，同相子導(dǎo)線間的弧垂的正偏差不得大于100mm；安裝間隔棒的其他形式分裂導(dǎo)線同相子導(dǎo)線的弧垂允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定：
1）220kV及以下的正偏差不得大于80mm；
2）330kV及以上的正偏差不得大于50mm。
連續(xù)上（下）山坡時(shí)的弧垂，應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定的施工弧垂進(jìn)行觀測，并應(yīng)按施工弧垂檢查附件安裝后的導(dǎo)地線弧垂。
1、觀測檔兩端均為直線塔時(shí)，計(jì)算和觀測均以滑車口輪槽頂（導(dǎo)地線與滑車接觸點(diǎn)）為準(zhǔn)。
2、觀測檔一端為直線塔，一端為耐張塔，直線塔計(jì)算和觀測以滑車口輪槽頂為準(zhǔn)，耐張塔有兩種情況須分別對待：
①、如在耐張塔進(jìn)行緊掛線，計(jì)算和觀測以耐張塔掛線點(diǎn)掛孔為準(zhǔn)；
②、如不在耐張塔進(jìn)行緊掛線，計(jì)算和觀測以耐張塔滑車口輪槽頂為準(zhǔn)。
3、觀測檔一端為耐張塔的各相弧垂應(yīng)分別計(jì)算和觀測。
4、觀測弧垂時(shí)的實(shí)測溫度應(yīng)能代表導(dǎo)線或架空地線的溫度，溫度應(yīng)在觀測檔內(nèi)實(shí)測，因此，也有可能一個(gè)耐張段內(nèi)幾個(gè)觀測檔觀測溫度不同。
5、平地及丘陵段弧垂觀測盡可能按耐張段分段進(jìn)行，高山地段弧垂觀測必須按耐張段分段進(jìn)行，避免按放線區(qū)段一次性緊線。
6、當(dāng)風(fēng)力在三級以上或雨、雪、霧天氣，不宜進(jìn)行弧垂觀測。
7、同相子導(dǎo)線應(yīng)在一天內(nèi)緊好，防止子導(dǎo)線過夜初升長不一致，造成各子導(dǎo)線弧垂誤差超標(biāo)。
經(jīng)緯儀找平弧垂，導(dǎo)線與地線方法相同，現(xiàn)以導(dǎo)線為例。
在第一相弧垂測定以后，其他一相或兩相應(yīng)以第一相弧垂為準(zhǔn)。具體操作步驟如下：
1、選擇觀測站。觀測站應(yīng)選擇在線路中線上，如果是某相子導(dǎo)線弧垂找平，觀測站應(yīng)放在被測相的正下方；經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡仰角或俯角不太大，水平絲能夠看到觀測檔弧垂最低切點(diǎn)為原則。地形高差較大可選擇在高處或低處。地勢不平可延長測站與弧垂切點(diǎn)間的距離。
2、經(jīng)緯儀架設(shè)應(yīng)精確調(diào)平，望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)已觀測好的弧垂，使水平絲與弧垂最低點(diǎn)相切，固定垂直度盤制動(dòng)螺旋。水平移動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，固定在弧垂被測點(diǎn)位置，隨時(shí)與緊線負(fù)責(zé)人聯(lián)系，估測與標(biāo)準(zhǔn)弧垂的差值，待弧垂穩(wěn)定后，應(yīng)與前相標(biāo)準(zhǔn)弧垂平衡即可。此時(shí)應(yīng)考慮溫差和間隔時(shí)間而引起相間弧垂差。
3、待線掛好后應(yīng)檢查復(fù)測，測出各相的垂直角并作記錄，以備弧垂變化估測差值
4、弧垂觀測檔要是兩處或三處，經(jīng)緯儀找平也應(yīng)有兩處或三處。
6. 計(jì)算實(shí)例
為了大家方便，小編先通過判斷采用百米弧垂還是代表檔距弧垂計(jì)算出觀測檔無高差時(shí)的弧垂，然后通過判斷 高差/檔距(h / l ) 比分別計(jì)算，然后判斷耐張絕緣子串使用情況（有，一側(cè)，兩側(cè)）計(jì)算出相應(yīng)的系數(shù)。用Excel 編制相關(guān)計(jì)算程序計(jì)算結(jié)果如下圖所示。
為讓大家能明白各種情況下計(jì)算過程，小編針對各種情況將計(jì)算公式用Excel編制如下圖所示。
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