跨越架至被跨越电力线路水平距离的测量和计算

跨越架至被跨越电力线路水平距离的计算
宁志松姜海林
【摘要】介绍了跨越架立柱至被跨越电力线路最小水平距离的准确计算方法，推导出了计算公式。

指出了跨越架立柱上层拉线挂点至运行电力线路的垂直距离这个关键计算参数，必须是上层拉线挂点至被跨越的最下边导线距该拉线最近那一点的垂直距离。

并通过实例说明了测量和计算出该点的方法。

【关键词】跨越架柱至被跨越电力线最小水平距离计算方法
在进行超高压输电线路工程架线施工时，经常要跨越超高压电力线路。

目前普遍使用的跨越方法，是在被跨越电力线路一侧或两侧搭设跨越架、挂上绝缘网封顶的办法进行跨越施工。

而这种施工方法的关键就是在保证被跨越的导线与跨越架立柱上层拉线最近点的距离满足安全距离的前提下，使得对应的两根跨越架立柱之间为最小距离的计算。

由于超高压输电线路的架空地线和导线距离地面高，线间距离大，架空地线与最下边导线高差大，所以跨越架之间的距离就大。

我们希望在满足拉线对最近导线的最小安全距离的情况下，两侧跨越架的距离尽可能小，这样也就尽可能地降低了跨越架的高度。

所以对跨越架至电力线的最小水平距离须要准确地测量和计算。

我们在施工中按照李庆林主编的《架空送电线路施工手册》（以下简称《手册》）第四十六章有关跨越架距离的计算公式进行跨越架位置设计时，曾经发生过错误。

说明该计算方法和公式不严密。

1 准确的计算方法
多年来，本人曾经参加带电跨越220kV和110kV电力线路10余条。

现将跨越架至被跨越电力线最小水平距离的测量和计算方法作以介绍，与同行们进行探讨，不当之处望予指正。

跨越架柱至带电导线最小水平距离的计算方法有两种，一种是粗略算法，另一种是精细算法。

321L L L L ++=
θθθβφβsin sin cos P S tg tg H tg H C C ++∙∙+
∙∙= θ
βθβφφβsin cos sin sin cos 0P L tg tg H C +∙++∙
=-------------------------（1-1）
式中：L----跨越架中心至被跨越线路最下边导线被跨点的水平距离，m ；
L 1----交叉角内侧上拉线位置引起的跨距，m ；
L 2----交叉角内侧上拉线位置由交叉角引起的跨距增量，m ；
L 3----交叉角内侧上拉线至被跨越线路最近导线的最小安全距离（应考虑该处导线最大风偏值）由交叉角引起的跨距增量，m ；
H C ----被跨越最下边导线距交叉角内侧上拉线最近点至该拉线挂点的垂直距离（高差）m ；
β----上拉线与跨越架柱轴线夹角，度；
φ----拉线与施工线路方向的平面夹角；
θ----线路交叉角，度；
S----被跨越导线距拉线最近的点至拉线的水平距离，m ；
L 0----被跨越线路电压等级所要求的最小安全距离，m ；
p----交叉角内侧上拉线对被跨越线路最近点处导线最大风偏值，m 。

1.2精细计算方法的公式推导（见图2）
图2的立面图中： c c H tg H tg R γβsin 1
∙∙=- )sin (1γβ∙=-tg tg -------------------------------------------（1-2）
其中：)sin()180sin(sin θφθφγ+=--=
平面图中 θ
sin P S c o L ++=-------------------------------------------（1-3） 其中： γβsin ∙∙=tg H c o C
R
L S cos 0=------------------------------------------------（1-4） ∴θγβsin cos sin 0P R L tg H L C ++
∙∙=
θβφβθφβcos )))sin((cos()sin(10P tg tg L tg H C ++∙++∙∙=
- θβφβθθθφβcos )))sin((cos(cos cos )sin(10P tg tg L tg H C ++∙++∙∙=
--（1-5） θ
θφβtg P S tg H M C ++∙=sin sin θθφβθθφβtg P tg tg tg L tg H C
++∙∙+∙=-)))sin((cos(sin sin 10---------（1-6） θθθ
βφβθθφβsin cos sin )sin((cos(cos sin sin 10∙++∙∙+∙=-P tg tg L tg H C ------（1-7） 式中：R----β角在与被跨越线路方向成90度的铅垂面上的投影角度,度；
M----距拉线最近的被跨越导线交叉点至该导线对拉线最近点的水平距离，m 。

2计算公式使用说明
2.1由计算公式看出，跨越架在顺施工线路方向上至被跨越线路的最小水平距离，主要是由交叉角内侧上拉线挂点与最下边导线距该拉线最近的点之间高差及线路交叉角和拉线对地夹角所决定的。

2.2当跨越点在被跨越档杆塔附近时，拉线对被跨越导线最近点的弧垂要比跨越点处弧垂大，因而被跨越导线距拉线最近点要比跨越点低，所以在进行计算时，要对跨越点架空地线和同侧最下边导线的高度及该导线对拉线最近点的高度进行认真准确的测量。

而《手册》”中的h 1 ,注解只说是最下边导线的高度，易使读者理解为跨越点处导线的高度。

2.3由于各测量点的地面不可能都在同一水平线上，在进行高度测量时，应选择一个方便测量作业的基准点，以此基准点分别对被跨越线路跨越点地线高度的测量；对最下边导线距跨越点M 距离处的高度进行测量；与交叉角内侧上拉线满足最小安全距离时位置的高度测量；以此为基准点进行跨越架高度的选择。

2.4本计算公式的基本参数所对应的设计条件：每根跨越架立柱对称打4组拉线，拉线对跨越架立柱夹角一致。

如果地面不平，在拉线分坑时，必须对拉线坑的位置进行必要的距离调整。

2.5将（1-6）中的
θ
tg 1变成（1-7）中的θθsin cos 是为了避免交叉角 90=θ时=θtg ∞。

3 测量方法
3.1在测量被跨越线路最高点的同时，测得跨越架侧最下边导线的高度h 1 ,根据垂直安全距离的要求，和跨越网、网纲的收紧后弛度，设计出跨越架的高度和上拉线挂点的高度H （注意：必须是同一地面标高）。

4.2根据H- h 1 =H c1 ，将H c1代入式（1-6）算出M 1值，由跨越交叉点沿被跨越线路向交叉角内侧方向量取M 1值的距离至M 1点，再测该侧最下边导线该点的高度h 2 ,算出H- h 2 =H c2，将H c2代入式（1-6）算出M 2，量出M 2点后，再测出M 2点的高度h 3，再算出M 3值，测得M 3点的H c3……
4.3当前后两次测得的高差H c 值或两次M 值接近时，这最后的H c 值便可代入式（1-5），计算出交叉角内角侧跨越架柱沿施工线路方向至被跨下边线的最小水平距离。

4.4另一侧的跨越架柱的距离的测量则向反方向进行。

4 例题
500kV 输电线路架线施工跨越220kV 线路，如图3所示。

被跨越档B 塔导线悬挂点比A 塔导线悬挂点高86m ，B 塔是耐张塔，被跨档档距480m ，跨越点距B 塔48m ，交叉角35°。

采用柱式跨越架，拉线对地夹角45°，对线路方向平面夹角45°，最小安全距离L 0=2.5m ，距拉线最近点导线最大风偏1.5m 。

被跨越导线水平排列。

4.1 220kV 线路右侧跨越架对被跨越导线水平距离的测量和计算
用经纬仪测得左相跨越的架空避雷线交叉点对最下边导线交叉点之高差10.3m ，跨越架柱的上层拉线挂点与最下边导线跨越点之高差H c1=14m ，代入式（2-6），算得M 1=24.4m 由左相线交叉点向A 塔方向量24.4m 至M 1点，再测220kV 线右侧（交叉角内侧）最下边导线M 1点与上拉线挂点之高差H c1=20.6m ，代入式（2-6）得M 2=32.5m ，由M 1点再向前量8.1m 为M 2点，再测该点最下边导线与上拉线挂点的高差H c2=22.6m ，代入式（2-6）得M 3=35m ，再在M 2点向前量21.5m 为M 3点，在M 3点测得Hc 3=23.3m ，代入式（2-6）得M 4=35.9m 。

再在M 4点测得H c4=23.4m 。

至此H c4已接近H c3。

将H c4代入式（2-5），算出左相线跨越架柱在线路方向上至220Kv 线路右侧（交叉角内侧）下边导线的最小水平距离L=48.9m 。

4.2 220kV 线路左侧跨越架对左下边导线水平距离的测量和计算、
测量220kV 线的左侧跨越架对左下边导线的距离时，要由跨越点向B 塔方向量M 1=24.4m ，测算左下边导线M 1点与该侧跨越架柱上拉线挂点的高差H c1=7.2m 代入式（2-6）得M 2=16m ，在M 1点向回量8.4m 为M 2点，该点测得左下边导线与上拉线挂点的高差H c2=9.6m ，代入式（2-6）得M 3=19m ，在M 2点向前量3m 为M 3点，在M 3点测得H c3=9.2m ，代入式（2-6）得M 4=18m ，再由M 3点向回量1m 为M 4点，在该点测得H c4=9.1m ，代入式（2-6）得M 5=18.3m ，在该点测得H c5=9.03m ， H c5接近H c4，取9.1m 代入式（2-5）算出200kV 线路左侧跨越架在线路方向上至左下边线的水平距离L=24.4m 。

由例题看出，被跨越线路两侧跨越架至其近侧下边导线的最小水平距离是不相等的，相差很大，所以必须分别测量和计算。

假若用《手册》的方法计算，拉线挂点与下导线的高差H c 按其注解之意取交叉点处测得的H c =10.3m ，代入公式
γα
αγβαsin sin 101tg h H con L tg tg h H L -++∙-= 图3交叉跨度示图 施工线路
45sin 45
3.1045cos 445sin 35453.10tg tg tg ++⨯= =23.34m ，
差值为25.56m
跨越架的上层拉线将在下边导线的上方穿越。

即使按照本文的测量方法，测得的h c =23.4m ，代入《手册》的公式得45.8m ，比本文算法小3.1m ，安全距离也是不够的。

5 结论
架线施工跨越的超高压输电线路，经常处在地形复杂的地段，线路交叉角又小，鉴于这种情况，认真准确地计算跨越架对被跨越线路的最小水平距离尤为重要，通过该正确的计算和测量方法，能确定跨越架既能保证最小的安全距离又经济合理的位置。

多年来我参与施工的带电跨越线路都应用本文的计算和测量方法，主柱的上层拉线至带电导线的最近点，符合最小安全距离的要求，做到了跨越距离最小，合理利用了跨越架的高度，保证了施工安全。

作者简介：宁志松（1935－），男，高级工程师。

公司回聘技术专家。