架空线路弧垂的测量
弧垂的观测方法 弧垂测量(严选材料)
弧垂的观测方法1、 等长法(平行四边形法)2、 异长法3 、角度法4 、平视法4．1等长法观测弧垂① 等长法又称平行四边形法，是最常用的观测弧垂方法。
选用等长法观测弧垂应同时满足下列要求h < 20 % L22a b f h f h ≤-≤-式中：h---观测档导线悬挂点间的高差，单位 m ；L---观测档档距，单位 m ；ƒ---观测档档距的中点弧垂，单位 m ；ha---测站端导线悬挂点至基础面的距离，单位 m ；hb---视点端导线悬挂点至基础面的距离，单位 m 。
测量距离ƒ时，可用公式（4--2）或（4--4） 求出ƒ值，使a=b=ƒ。
观测弧垂时，使两弧垂板上平面的连线与架空线最低点相切，即达到设计要求。
⑴ 观测档架空线悬挂点高差 h < 10 % L 时20(/)db db f f L L f ==⑵ 观测档架空线悬挂点高差 h ≥ 10 % L 时2222(/)(/cos )(/)1(1/2)(/)1(1/2)(/)db db db db f L L d f L L h L f h L Φ=Φ⎡⎤=+⎣⎦⎡⎤=+⎣⎦③ 弧垂调整因紧线的过程较长，而由于气温变化引起弧垂变化，为使测定的弧垂及时调整到变化后的要求弧垂值，可只移任一侧弧垂板进行弧垂调整。
一般习惯用的调整方法是：当气温上升时， （Δƒ/ƒ）≤16.36 %当气温下降时， （Δƒ/ƒ）≤12.31 %可只调整一侧的弧垂板,其调整值为2Δƒ，如超过以上范围时，按变化后的弧垂值同时调整两侧弧垂板。
弧垂板调整量的计算方法及计算公式：当气温上升时，4(11)m a p p f ∆=++ 4--12当气温下降时，4(11n a p p f ∆=++ 4—13式中：P —弧垂变量Δƒ的比值。
P = Δƒ/ƒ4.2 异常法观测弧垂当观测档内两杆高度不等，而弧垂最低点不低于两杆基部连线时，可采用异常法观测弧垂。
异常法就是观测档两端弧垂板绑扎位置不等高进行弧垂观测，如下图所示。
浅谈架空输电线路弧垂在线监测基本原理
浅谈架空输电线路弧垂在线监测基本原理【摘要】架空输电线路弧垂是线路设计和运行的重要参数,弧垂大小关系到整个输电线路运行的安全。
本文从弧垂的基本概念出发,简要介绍了弧垂的基本定义及其影响因素,基于导线的基本方程,推导了根据导线张力、倾角或温度来测量导线弧垂的计算公式及方法,得出了弧垂在线监测的基本原理,若能得到广泛实际应用,将大大提高线路安全运行水平,并为线路关键点弧垂监测及线路动态增容等提供强有力的帮助。
【关键词】弧垂架空导线在线监测架空导线弧垂是输电线路设计和运行的重要指标,其值大小关系到整个输电线路运行的安全,输电线路的输送容量以及周围环境的变化都可能会导致输电线路弧垂变化,弧垂过大、过小都可能会导致严重的安全隐患。
此外,近些年来由于用电负荷增长的需要,许多已有的输电线路为了提高电力输送能力,将导线最高运行允许温度从70°C提高到80°C,这时线路弧垂就成为主要的制约因素[1]。
目前,各大电网公司对架空输电线路弧垂在线监测的研究已进行了多年,并且已经在这方面有所建树,提出了有效的监测方法。
本文将先简要介绍弧垂的相关基本知识,再对这些弧垂在线监测方法的原理进行具体描述。
1 弧垂的基本概念1.1 弧垂的定义架空线上任一点的弧垂是指该点距两悬点连线的垂向距离[2]。
架空输电线路有如下几种弧垂:导线最低点弧垂、档距中央弧垂、导线的最大弧垂。
档距中央弧垂与最大弧垂非常接近,一般可以近似认为,即最大弧垂位于档距中央。
因为架空线的最低点可能位于档距之外,计算最低点弧垂有时无实际意义,所以通常所指的弧垂是指架空线的最大弧垂。
弧垂是线路设计及运行维护中的重要参数之一,决定了架空线路的松紧程度和线路杆塔的高度,弧垂的大小直接影响到线路的安全稳定运行。
1.2 弧垂的影响因素架空输电线路弧垂的影响因素有很多,其中主要有导线应力、输送容量、大气温度、风、导线覆冰等[3]。
导线应力是决定弧垂的主要因素,导线的应力变大,弧垂变小。
架空输电线路风偏(舞动、弧垂)在线监测预警系统【范本模板】
因冰冻大风天气,往往会出现覆冰输电线路随风舞动的现象，覆冰导线舞动对输电线路安全运行造成了严重危害,容易引起相间闪络、金具损坏,造成线路跳闸停电或引起烧伤导线、拉倒杆塔、导线折断等严重事故，从而造成重大经济损失。
国内外学者对覆冰导线舞动机理及防护已进行了大量的研究工作.根据导线舞动加速度来模拟导线舞动轨迹,并对输电线路导线舞动监测系统以及基于无线传感器网络的输电线路导线舞动多点监测系统进行研究。
研发出了输电线路导线风偏（舞动、弧垂）在线监测预警系统。
输电线路导线风偏（舞动、弧垂）在线监测预警系统根据位物体移传与物体加速度的原理为输电线路导线舞动监测设计出了方案.该方案利用数字信号处理技术、远程控制技术、无线通讯技术、新能源及低功耗应用技术.通过布置输电线路上的无线传感器网络和杆塔监测分机,实现对输电导线舞动进行远程的定性和定量分析。
根据输电导线的舞动机理以及前期的相关数据为电力运行部门做在特殊时期做决策提供重要依据。
输电线路导线（风偏、舞动、弧垂)在线监测系统由前端硬件设备与监控中心监控软件两大部分组成.可实现对导线风偏度、弧垂度或导线的对地距离的监测.并将测量采集到的各种数据值如导线倾角、温度、张力、图像等,进行相应计算得出导线弧垂与对地距离状态量，并存储.系统将计算结果通过通信网络传输到监控中心.系统满足测量数字化.输出标准化、通信网络化等特征。
具备自动采集功能，按设定时间间隔自动采集导线弧垂或对地距离相关数据，最小采集间隔宜大于5分钟，在温升过快、线路过载等情况下，具备自动判别以及加密采集的功能；具备受控采集功能，能响应远程指令，按设置采集方式、自动采集时间、采集时间间隔、采集点数启动采集;具备自检自恢复功能:具备对装置自身工作状态包括采集、存储、处理、通信等的管理与自检测功能,当判断装置出现运行故障时,能启动相应措施恢复装置的正常运行状态。
系统输出的信息包括：导线弧垂、对地距离状态量、电源电压、工作温度、报警信号、装置心跳包、应答信息、通信连接状态(含信号强度）等等。
高压架空输电线路的弧垂观测研究
高压架空输电线路的弧垂观测研究摘要: 高压输电线路弧垂观测在输电线路施工中是一项技术性很强的一项工作，对于线路施工和安全运行至关重要，准确的、符合设计要求的线路弧垂能够保证导线对地、对交叉跨越物保持足够的安全距离，同时避免由于弧垂过小引起杆塔受力过大而引起倒塔断线事故的发生。
本文分析了高压架空输电线路弧垂观测中主要方法和使用条件。
关键词：高压；输电线路；弧垂观测；导线弧垂观测的方法一般有异长法、等长法、角度法等。
在实际操作中，为操作简便，不受档距、悬挂点高差在测量时所引起的影响，减少观测时大量的现场计算量及掌握弧垂的实际误差范围，应首先选用等长法和异长法。
当现场客观条件受到限制，不能采用异长法和等长法观测时，可采用角度法等其他方法。
一、驰度板观测法①等长法等长法，又称平行四边形法，在观测档的 2 基的杆塔上绑上弧垂板，然后利用三点一线这一原理测弧垂。
当塔高大于 f 且两个塔的视线通视时，自电线的悬挂点各向下量 f 处设置色彩鲜明的标志样板，用目视或者望远镜从样板 1 看向样板2（或者从样板 2 看向样板l），则电线与l，2 连线的相切的弧垂即为f。
②异长法图4异常法检查弧垂如图4，先在一侧杆塔上选择适当的 a 值，在导线悬挂点以下垂直距离 a 处固定花杆或弧垂板，在另一侧设活动弧垂板，用目测或借助望远镜上下移动活动弧垂板，直到两杆塔上弧垂板间的连线与架空线的悬挂曲线相切为止，量出此时活动弧垂板到上方导线悬点间的垂直距离 b 值，则该档的检查弧垂值：异常法检查弧垂由于常用目测进行测量，所以只能用于档距较小、导线直径较小、a<3f（理论上可用在a<4f）的档距的弧垂检查，不能用在大跨越档距中的测量。
这种方法主要应用在由于地形、塔高等制约而不能采取等长法的情况。
二、角度法由于在山地与高山大岭架线，其电线必然会形成大档距、高海拔，因此测量工作量大，其主要检测线路架线弧垂的方法为角度法。
①档端角度法档端测量方法是典型的测量弧垂方法，如图1，将经纬仪安置于导线悬点的正下方A点（档端），量出仪器高度i，调整望远镜视线令其与导线相切，读出此时的竖直角θ1，继续抬高望远镜的视线，瞄准B杆塔导线的悬点处，读出此时的竖直角θ2，则该档的检测弧垂计算式为：公式中：当经纬仪测出的θ1、θ2角为仰角时，应当取“+”值代入上式；当为俯角时，应当取“-”值代入上式。
架空输电线路导线弧垂测量分析
架空输电线路导线弧垂测量分析摘要：在电力系统中，采用架空线路进行输电，是当前我国电力输送过程中所采用的主要方式之一。
而要想保证这种输电方式的安全、稳定运行，必须准确测量弧垂的数值。
而档端法是一种准确测量弧垂数值的方法，研究其具体的应用，具有十分重要的意义。
关键词：架空；输电线路；导线弧垂；测量方法引言架空输电线路进行弧垂测量，如果观测档处于复杂特殊环境中，此时在地面无法直接竖立测量仪器进行测量，常规方法不再适用，给测量工作带来困难。
社会发展进程的加快使我国的用电需求量日渐增加，既给电力企业带来了无限的发展空间，也给其带来了更多安全与质量方面的压力。
电力能源的特殊性在为人们创造便捷高效生活的同时也同样充斥着诸多安全隐患，高压电线路尤其具有危险性，安全的电网结构既是电力发展的基础，也是电力行业管理水平和技术水平的重要体现，因此，在架设高压架空输电线路时，施工人员必须掌握各项施工要点以保障施工的有效性和安全性、提高高压架空输电线路的质量，以科学有效的施工管理要点为指导促进其长远发展。
1架空输电线路及输电线路导线弧垂概述1.1架空输电线路（1）架空输电线路的定义导线承担传导电流的功能，必须具有足够的截面以保持合理的通流密度。
导线都是处在高电位。
为了减小电晕放电引起的电能损耗和电磁干扰，导线还应具有较大的曲率半径。
超高压输电线路，由于输送容量大，工作电压高，多采用分裂导线（即用多根导线组成一相导线。
2分裂、3分裂或 4分裂导线使用最多。
特高压输电线路则采用6、8、10或12分裂导线）。
架空地线（又称避雷线）主要用于防止架空线路遭受雷闪袭击所引起的事故，它与接地装置共同起防雷作用。
绝缘子串是由单个悬式绝缘子串接而成，需满足绝缘强度和机械强度的要求。
主要根据不同的电压等级来确定每串绝缘子的个数，也可以用棒式绝缘子串接。
对于特殊地段的架空线路，如污秽地区，还需采用特别型号的绝缘子串。
杆塔是架空线路的主要支撑结构，多由钢筋混凝土或钢材构成，根据机械强度和电绝缘强度的要求进行结构设计[1]。
架空输电线路弧垂及覆冰的在线监测
第28卷㊀第2期2023年4月㊀哈尔滨理工大学学报JOURNAL OF HARBIN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY㊀Vol.28No.2Apr.2023㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀架空输电线路弧垂及覆冰的在线监测杨小龙,㊀袁翰青,㊀孙辰军,㊀马㊀超,㊀李㊀静(国网河北省电力有限公司信息通信分公司,石家庄050000)摘㊀要:为实现架空输电线路在线覆冰及舞动监测,提出了一种基于分布式相敏光时域反射计(Φ-OTDR )架空输电线路在线监测方法㊂文章通过建立了输电线路的数学模型,理论分析得到导线的弧垂㊁舞动频率等参数计算公式;其次提出了基于Φ-OTDR 分析方法,并对其监测原理进行了分析㊂通过搭建架空线在线监测模型,分别开展架空线舞动试验及覆冰试验,分析得到了架空输电线路的动态应变特性,验证了基于Φ-OTDR 的输电线路状态在线监测方案㊂试验结果表明,在厘米尺度上,弧垂估计误差小于5.8%,在亚毫米尺度上,冰厚估计误差不大于10.84%,可准确描述了输电线路状态,为输电线路故障预警提供了有力支持㊂关键词:分布式光纤传感器;在线监测;架空输电线路;Φ-OTDR DOI :10.15938/j.jhust.2023.02.012中图分类号:TM726.3文献标志码:A文章编号:1007-2683(2023)02-0099-09On-line Monitoring of Sag and Icing of Overhead Transmission LinesYANG Xiaolong,㊀YUAN Hanqing,㊀SUN Chenjun,㊀MA Chao,㊀LI Jing(Information and Communication Branch of State Grid Hebei Electric Power Co.,Ltd.,Shijiazhuang,050000)Abstract :In order to realize on-line icing and galloping monitoring of overhead transmission lines,an on-line monitoring method for overhead transmission lines based on phase-sensitive optical time domain reflectometry (Φ-OTDR)is proposed.In this paper,by establishing mathematical models of transmission line,the calculation formulas of conductor sag,galloping frequency and other parameters are obtained through theoretical analysis.Secondly,by building the overhead line online monitoring model,the overheadline galloping test and the icing test are proposed respectively,and the leakage principle is analyzed.The dynamic acquisition characteristics of overhead transmission lines are analyzed,and the online status monitoring scheme of transmission lines based on Φ-OTDR is verified.The test results show that the estimation error of sag is less than 5.8%on centimeter scale,and the estimation error of ice thickness is no more than 10.84%on sub-millimeter scale,which gives an accurate description of transmission line status andprovides strong support for early warning of transmission line failures.Keywords :distributed optical fiber sensor;online monitoring;overhead transmission line;phase-sensitive OTDR㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2021-10-14基金项目:科技部科技创新重大项目(2020AAA0107500).作者简介:袁翰青(1973 ),男,硕士,高级工程师;孙辰军(1981 ),男,硕士,高级工程师.通信作者:杨小龙(1989 ),男,硕士,高级工程师,E-mail:277135930@.0㊀引㊀言由于我国东西部资源与消费的严重不均,通过高压远距离传输电能,实现资源在国家内部的优化配置成为了必然选择㊂当前,国内多个区域架空输电线路经常受到覆冰和舞动的威胁[1-3]㊂输电线路的载荷和迎风面积通常由于结冰而增加,可能导致架空线路舞动,进而导致断线㊁倒塔㊁闪络等事故,造成巨大的经济损失[2,4,5]㊂因此有必要采用可靠有效的检测方法,及时㊁准确地获取输电线路的覆冰状态㊂目前,输电线路的在线监测主要通过点传感器或图像监测实现[6-9]㊂大多数点传感器是电传感器,通常都存在非线性㊁零点漂移和强电磁环境耐受差等缺点[10-11]㊂此外,这些传感器的安装,包括电源和数据传输网络布设实施步骤复杂且费用较高㊂光纤传感器(optical fiber sensors,OFSs)是一种以光波为载体㊁光纤为传感介质的传感器,随着光纤通信技术的发展,应用已愈来愈广泛㊂OFSs具有一系列独特的优点,如测量精度高㊁鲁棒性好和绝缘性能高㊂基于OFS的传输线监测始于1997年,其中光纤布拉格光栅(fiber bragg gratings,FBG)可用于测量相邻两个城镇之间输电线路的应变[12]㊂但由于FBG制造和部件成本较高,通常比同类电子产品贵一到两个数量级㊂此外,与电子传感器一样,FBG 属于单点传感器,只能提供较低的传感器分布密度㊂此传感器必须采用额外传输线路连接到输电线路,这会降低传输线的稳定性㊂与光纤光栅不同,分布式光纤传感器(distribu-ted optical fiber sensors,DOFSs)依靠一整套光学系统与光纤一起实现对物理电气参数进行采集和空间解调,可以取代成千上万的点传感器㊂因此,DOFSs 可以用来监测目标的整体行为,而不是从几个测量点进行外推㊂电力传输系统中的通信主要基于光缆,同时光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)得到了广泛的应用㊂通过DOFSs,OPGW网络可以构成在线监测的传感网络㊂目前基于DOFSs的输电线路覆冰在线监测主要通过布里渊光时域反射计(BOTDR)监测输电线路的应变变化来实现[13-16]㊂虽然研究人员已经证明了该方案的可行性,但仍有一些不足之处㊂首先,光纤一般有0.6%~0.7%长度的尾纤,其中填充的润滑脂降低了光纤附着力[7,12],使得架空线的应力很难作用在光纤上㊂因此,只有当外部张力大于阈值时,才能测量架空线的应变㊂此外,BOTDR 的单个采集周期通常为几十分钟,由于舞动,架空线的应变将会不断变化,这可能导致测量结果不准确㊂这些缺点共同带来应力测量的不确定性,进而导致测量结果的置信度较低㊂近年来,具有高灵敏度实时测量能力的相敏光时域反射计(Φ-OTDR)引起了众多研究人员的兴趣[6-10,17-21]㊂Φ-OTDR具有响应速度快㊁机械振动灵敏度高等优点,适于输电线路的在线监测㊂2019年,有研究人员使用Φ-OTDR监测传输线的舞动频率,并将结果与FBG的结果进行比较,但他们并未对这些参数代表的意义以及如何利用它们进行进一步解释或分析[22]㊂本文基于输电线路数学模型,提出了基于Φ-OTDR的在线监测的分析方法;搭建架空线路弧垂㊁覆冰监测平台,通过试验证明Φ-OTDR的测量结果(包括弧垂㊁舞动㊁覆冰)的准确性㊂1㊀在线监测原理分析1.1㊀输电线路的力学特性分析在分析输电线路力学特性时,建立一个包含导线㊁减震器㊁绝缘子串和杆塔的全套计算模型是非常复杂和困难的㊂相对于架空线路而言,塔架可视为刚性固定,因此输电线路模型在分析时可简化为无刚度和无阻尼的导线,导线两端的边界可认为是固定㊂图1㊀无刚度和阻尼的导线Fig.1㊀A wire with no stiffness and no damping如图1所示,L为导线的长度;l为跨度长度;h 为从导线弧垂的最低点到两固定点连接线的垂直距离;T0为导线的初始水平张力㊂那么导线长度㊁跨距和弧垂之间的关系可以表示为[20]L=l+8h23l(1)当覆冰或落冰时,L将相应地改变ΔL,此时弧垂可以表示为hᶄ=3l8ΔL+h20(2)其中:h0为初始弧垂;hᶄ为L变化后的弧垂㊂故只要获得ΔL,就可以计算得到hᶄ㊂导线振动的固有频率是其固有特性之一,可表示为[21]f k=k2l T0m(3)其中:k为振动阶数;f k为k阶震动的频率;m为单位长度导线的质量㊂用裸导线的振动频率除以覆冰001哈㊀尔㊀滨㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第28卷㊀导线的振动频率:f icef 0=m 0m 0+m ice(4)m ice =ρice d (d -2r 0)(5)式中:m 0为导线单位长度的初始质量;m ice 为每单位长度导线的覆冰质量;r 0为导线的初始半径;d 为冰厚度;ρice 为冰的密度(0.92g /cm 3),由于覆冰厚度仅与导线振动频率比的变化有关㊂将式(5)代入式(4),振动频率与冰厚度之间的关系可以表示为d =m 0(f 20-f 2ice )πρice f 2ice+r 20-r 0(6)因此,通过对输电线路振动频率的检测,可以得到覆冰厚度㊂1.2㊀Φ-OTDR 监测原理分析Φ-OTDR 利用窄线宽激光产生高相干光脉冲,在传感光纤上获得相对稳定的瑞利背向散射(Ray-leigh backscatter,RBS)相位分布㊂在没有外界干扰和不考虑激光频率漂移的情况下,传感光纤任意截面上的RBS相位都是稳定的㊂当振动信号作用于传感光纤时,传感光纤的形状将会因振动信号而产生受力形变,光纤的折射率㊁长度和纤芯直径都会发生变化,从而导致RBS 的相位变化㊂因此,可通过测量RBS 相位差的变化来解调该部位光纤的振动信号㊂图2㊀振动引起RBS 相变Fig.2㊀Vibration causes the phase change of RBS如图2所示,r 1和r 2分别为传感光纤扰动区前后的散射中心;S 0是r 1和r 2之间初始光纤的长度㊂当相干光脉冲在传感光纤中传播时,入射光将在每个散射中心激发相干RBS㊂在仅考虑传感光纤轴向应变引起的相变时,r 1和r 2处RBS 的简化表达式可写成[23]:E r 1=E 1cos(ωt +φ1)(7)E r 2=E 2cos ωt +φ1+4πnλ(S 0+ΔS )()(8)其中:E 1和E 2为RBS 的振幅;ω为入射光角频率;φ1为初始相位;n 为光纤芯的折射率;λ为入射光的波长;ΔS 为振动引起的长度变化㊂由此,r 1和r 2之间的相位差为[24]Δφ=4πn λS 0+4πnλΔS =φS 0+Δφυ(9)式中:φS 0为初始光纤长度引入的相位差,它决定了相位差曲线的初始位置,在稳定环境下通常为常数;Δφυ为振动引入的相位差,决定相位差曲线的形状㊂因此,可通过RBS 信号检测和数据处理,解调相位变化以及光纤长度变化㊂由于光纤长度的变化与振动幅度呈线性关系,从而实现振动的精确测量㊂1.3㊀基于Φ-OTDR 的输电线路在线监测假设图2中的导线为OPGW,两个端点分别为r 1和r 2,可通过Φ-OTDR 获得导线的长度变化㊂首先,假设OPGW 的负载在无振动的情况下发生变化,L 也会相应变化,其该变量ΔL 可以表述为[25]ΔL =S ᶄ0-S 0=λ4πn(φᶄS 0-φS 0)(10)式中:S ᶄ0为荷载变化后的光纤长度;φᶄS 0为光纤长度变化后相位差曲线的水平位置㊂需要指出的是,尽管由于环境不稳定,φS 0可能随时间而缓慢变化,冻雨或冰降引起的输电线路负荷变化通常是快速或突然的,所以φS 0对计算影响不大㊂因此,通过观察相位差曲线的水平位置变化,弧垂的计算表达式为h ᶄ=3λl32πn(φᶄS 0-φS 0)+h 20(11)然后假设风导致架空线舞动,导线负载保持不变,L 也会相应变化,ΔL 可以表述为ΔL =ΔS =λ4πn Δφυ(12)平衡状态下最低位置弧垂变化可表示为[25]G =3λl32πnΔφυ+h 20-h 0(13)这里,弧垂的变化反映为振幅变化,也可以相应地获得振动频率㊂由此,可以通过将荷载变化前后的固有频率代入式(6)来计算冰厚度㊂应该注意的是根据式(3),f 与l ㊁T 0和m 相关,因此不同跨度中f 0也不一致㊂于是需要根据不同跨度的实际测量结果校准f ㊂此外,根据式(3)和式(4),当冰厚度相同时,振动阶数越高,f 0和f ice 之间的差异越大㊂由此可知,高阶振动对输电线路的负荷变化更为敏感㊂101第2期杨小龙等:架空输电线路弧垂及覆冰的在线监测2㊀试验研究2.1㊀试验平台搭建本文搭建了演示试验系统,其硬件设置示意图如图3所示㊂所使用的Φ-OTDR 设备为日本光纳株式社生产,型号为NBX -S300,设备采样率为4kHz,空间分辨率为0.1m,测量距离可达100m㊂设计的铝合金框架用于悬挂钢绞线,考虑后续覆冰及舞动试验施加的激励方式,本文在实验室内开展模拟试验时以钢丝绳替代导线,分析覆冰和舞动的情况㊂导线在固定滑轮上缠绕数米以此作为固定方式,试验布置时设定两个固定滑轮之间的距离即跨度为30m,将0.9mm 的光纤紧密固定在导线上㊂将一根100g 的绳子悬挂在导线的中心(即跨度的中间位置),通过切割绳子释放悬挂在导线上的重量来激发导线振动㊂利用H 1减去H 2获得导线的初始弧垂,其中H 1是固定点的高度,H 2是导线最低点的高度,可随冰厚度的变化而变化㊂本文所使用的导线(即上文提到的钢丝绳)直径和单位长度质量分别为1.5mm 和46.4g /m㊂由于很难实现导线覆冰均匀且各处位置厚度一致,所以本文用橡皮泥来替代实际的冰,也可达到导线荷载增加的效果㊂在开展覆冰试验时,冰的厚度逐渐从0.25mm 增加至为1.25mm,梯度为0.25mm,冰的质量可以根据式(5)进行计算㊂图3㊀覆冰舞动模拟装置原理图Fig.3㊀Schematic diagram of the device forsimulating icing and galloping2.2㊀试验结果分析2.2.1㊀舞动试验图4(a)为振动的功率谱密度(power spectraldensity,PSD),可以看出主振动频率约为1.3Hz,中间振动强度最大,两侧减小㊂有9个区域受到悬挂重物重量下降的影响,选择中间7个区域分析振动变化,其振动情况一致,如图4(b)所示㊂然后,沿导线方向进行积分,可以获得整个振动过程的相位变化,如图4(c)所示㊂分析图4(c),由于悬挂物重量的下降,将使得悬挂中心位置产生46000rad 的振动,且振动强度呈指数衰减并逐渐趋于稳定㊂图4㊀导线舞动试验结果Fig.4㊀Wire galloping test result首先对弧垂进行评估,依次卸下5个悬挂在线路中间的重量为10g 的橡皮块㊂图5(a)为导线悬挂部分随橡皮块卸下的相位变化,初始值为0rad,随着悬挂重物重量的减轻,相位逐渐向y 轴负方向移动,这意味着悬挂导线的长度变短,弧垂也应相应减小㊂图5(b)为用软尺测量的实际弧垂,以及校正201哈㊀尔㊀滨㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第28卷㊀前后的估计弧垂㊂弧垂测量值和估计值的趋势一致,由于两者绝对误差几乎为常数,故实际值和未经校正的估计值之间的相对误差随着弧垂的减小而增大㊂可以看出,实际值和估计值之间的误差单调,且估计值均大于实际值,如图5(c)所示㊂根据式(11)和式(9),如果h ᶄ高于实际值,则S 0-S ᶄ0小于其理论值,误差最有可能是光纤与导线的固定松动而引起的㊂由图5(b)得出,实际值和未经校正的估计值之间的平均差为0.0158m,将该差值和初始弧垂(0.458m )代入式(1),计算出的额外长度为0.0016m㊂经校正后,实际值与估计值之间的相对误差减小了一个数量级以上,均小于5.8%㊂图5㊀弧垂测量结果分析Fig.5㊀Analysis of sag measurement results进一步分析光纤固定松动引起的额外长度变化,在式(2)中引入了误差项ΔL ,有无额外长度的弧垂估计表示如下:h 1=3l8ΔL +h 20(14)h ᶄ1=3l8(ΔL +ΔL ᶄ)+h 20(15)相对误差可以表示为h ᶄ1-h 1h 1=1+ΔLΔL +83lh 2-1(15)220kV 输电网络的跨度通常为100m,假设l =400m,h 0=10m,h 1从10.5m 增加到12.5m,间隔为0.5m,ΔL 的取值范围为0.1ɢ~0.3ɢ,接着计算相对误差,如图5(d)所示㊂可以看出,在引入实际刻度参数后,虽然额外长度的比例增加,但相对误差小于10%,并且随着弧垂的增加而减小㊂显然,由于模拟设备与实际情况之间存在一定差异,引起误差放大㊂对相变曲线上进行高通滤波,截止频率设定为0.5Hz,以获得Δφυ,可根据式(13)计算最低点的位移㊂为了评估计算结果的准确性,在导线的最低点布置了MEMS 加速度计作为对比,其分辨率为6.1ˑ10-5g,传感范围为ʃ16g㊂将加速度器的结果进行两次积分,可以得到最低点的位移信息㊂如图6(a)所示,加速度器和Φ-OTDR 获得的位移信息基本一致,这证明等式(13)给出的转换关系是有效的㊂图6(b)给出了振动的PSD 图,可得导线固有振动频率的值,证明了加速度器和Φ-OTDR 结果的一致性㊂301第2期杨小龙等:架空输电线路弧垂及覆冰的在线监测因此,在已知初始垂度的情况下,Φ-OTDR 可以检测导线的位移㊂图6㊀振动频谱分析Fig.6㊀Vibration spectrum analysis2.2.2㊀覆冰试验图7为覆冰厚度变化后悬挂部分导线的相位变化,它不仅体现了振动激励的一致性,还描述了导线振动固有频率的变化㊂随着振动的不断变化,由于共振,振动能量逐渐集中在导线的固有频率上㊂图7㊀不同冰厚下的相变Fig.7㊀Phase change under different ice thickness通过比较振动PSD,可以进一步分析振动频率与冰厚之间的关系㊂图8(a)为不同冰厚下的振动PSD,可以看出振动具有多个频率分量㊂根据式(3),一次谐波和二次谐波之间的频率间隔应与二次谐波和三次谐波之间的间隔相同,但观察图8(a)明显与理论不符,将图8(a)局部放大为图8(b)㊁(c)和(d)㊂很明显,随着冰厚度的增加,振动频率向低频漂移,其关系如图8(e)所示㊂高次谐波的频移对冰厚的变化更为敏感,冰厚度与f /f 0之间的关系如图8(f)所示㊂401哈㊀尔㊀滨㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第28卷㊀图8㊀覆冰试验结果分析Fig.8㊀Analysis of icing test results㊀㊀根据式(4),f/f0的值仅受导线质量的影响,因此对于不同的f0,比率的变化趋势应该是相同的㊂在图8(f)中,当f0为3.0275Hz和5.0225Hz时,比率变化一致,而当f0为1.34Hz时,斜率显著不同,这表明这组频率不符合等式(3)㊂分析原因,认为这组频率的出现是由铝合金框架的振动引起的㊂一方面,在由导线和铝合金框架组成的振动系统中,铝合金框架在外力作用下可能发生低频弹性变形,振动频率低于由绳索和固定点组成的振动系统㊂另一方面,由于铝合金架质量较大,导线质量变化引起的整体振动频率变化相对较小㊂结果表明,1.34Hz 左右的频率簇出现在低频段,对冰厚的变化不太敏感㊂分析二阶和三阶谐波的变化,根据式(6)可计算预估的覆冰厚度,结果如图9所示㊂估计值与实际值吻合良好,在亚毫米尺度上绝对偏差小于10.84%,这意味着可以线路结冰初始阶段即产生预警信息㊂图9㊀实际与预测的冰厚度Fig.9㊀Actual and estimated ice thickness3㊀结㊀论综上所述,本文建立了输电线路状态的数学模型,通过分析黏附在导线上光纤的相变特性,提出了基于Φ-OTDR的在线监测方案的分析方法,并搭建了演示装置对分析结果进行验证㊂试验结果表明,在厘米尺度上,弧垂的预测误差小于5.8%,在亚毫米尺度上,覆冰厚度的预测误差不大于10.84%㊂因此,本文的研究结果可为输电线路的日常检查和维护提供了有效途径,且具有更低的成本㊁更高的可信度和更早的警告㊂虽然本文已做了较多的工作,然而在工程应用中仍存在一些问题需要解决㊂首先,OPGW中光纤的额外长度将影响弧垂和振动测量,尾纤的存在可能导致弧垂预测偏大和振动位移预测偏小㊂其次,固有频率的选择决定了覆冰厚度预测的准确性㊂对于实际输电线路,振动的激励源通常是强风,除固有频率外,强风还可能引起更多频率分量㊂因此,还需对此方法开展深度研究,从而实现工程应用㊂另外,本文试验研究时考虑的是均匀覆冰,与实际存在一定差别,后续将在覆冰实验室开展试验,验证本文方法工程应用的可行性㊂501第2期杨小龙等:架空输电线路弧垂及覆冰的在线监测参考文献:[1]㊀李海荣.500kV架空输电线路次档距振荡原因与防范策略的分析[J].电工技术,2018(17):120.LI Hairong.Causes Analysis and Prevention Strategies ofSubspan Oscillation of500kV Overhead TransmissionLines[J].Electric Engineering,2018(17):120. 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架空输电线路角度法观测弧垂施工技术
︵
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-1-
弧垂值） ； b 架空线 A 侧的平视弧垂 f2（悬挂点 A 至最低点 O 的垂直距离） ； c 架空线 B 侧的平视弧垂 f1（悬挂点 B 至最低点 O 的垂直距离） 。 2 1 其中： f f1 f 2 。 4
A f
B
A A1
а B f S 0 f1 B1
图 1-2 悬挂点不等高时的弧垂
第二章
弧垂观测档的选择 ................................................ 2
观测档的选择 .................................................................. 2
第三章
弧垂观测 ....................................................... 3
第一章ห้องสมุดไป่ตู้
弧垂的概念 ...................................................... 1
一、弧垂 .......................................................................... 1 二、弧垂的衡量方法 ................................................................ 1
0
图 1-1
悬挂点等高时的弧垂
第二章
弧垂观测档的选择
紧线施工前，技术人员需根据线路杆塔明细表中技术数据、线路平断面图和现场实际 情况，选择弧垂观测档。根据耐张段的规律档距（也叫代表档距） ，按不同温度给出的代 表档距下的弧垂值，计算出观测档的弧垂值。 观测档的选择 一条送电线路有若干个耐张段构成，每一个耐张段有一个档或多个档组成，仅有一个 档的耐张段称为孤立档；有多个档组成的耐张段，称为连续档。孤立档按设计提供的安装 弧垂数值观测该档弧垂即可；在连续档中选择一个或几个观测档进行观测。为了使整个耐 张段内各档的弧垂都达到平衡，应根据连续档的多少，确定观测档的档数和位臵。对观测 档的选择应符合下列要求： （1） 、紧线段在五档及以下档数时，选择靠近中间的一档作为观测档； （2） 、紧线段在六档至十二档时，靠近紧线段的两端各选一档作为观测档； （3） 、紧线段在十二档以上时，靠近紧线段的两端和中间可选 3～4 档作为观测档； （4） 、观测档应选择档距较大和挂线点高差较小及接近代表档的线档； （5） 、弧垂观测档的数量可以根据现场条件适当增加，但不得减少。
架空线路勘测档内法、档外法
观测方法：
1.等长法
A B
f
H
2∆f
A'
f ∆f
f
B'
i
切点
a)
l 2
b)
图用 “等长法”进行弛度观测
a)两弧垂观测板到顶点的距离相等 b)等长法观测时的弧垂调整
等长法观测弛度的精确度，随架空线悬点高差的增大而降低。 等长法观测弛度的精确度，随架空线悬点高差的增大而降低。高差为零 时，两观测板连线正好与弧垂最低点相切，高差增大后，切点将逐渐远离 两观测板连线正好与弧垂最低点相切，高差增大后， 弧垂最低点，甚至用此法不能观测弛度。如上图虚线所示， B 弧垂最低点，甚至用此法不能观测弛度。如上图虚线所示，从
施工时， 施工时，孤立档一侧挂有绝缘子串的弧垂观测值为
f g′ =
l g 8σ cos ψ
2
g − g λ cos ψ 1 + 0 × 2 g l
2 2
2
竣工后， 竣工后，孤立档二侧挂有绝缘子串时档距中央弧垂为
2 2 g0 − g λ cos ψ l g 1+ 4 fg = × 8σ cos ψ g l2 2
弧垂观测档的具体选择办法： 弧垂观测档的具体选择办法：
1）紧线施工段在5档及以下时，靠近施工段中间选择一档作弛度观测档；施工 紧线施工段在5档及以下时，靠近施工段中间选择一档作弛度观测档； 12档时靠近两端各选择一档作弛度观测档 12档以上的施工段靠近两端及中 档时靠近两端各选择一档作弛度观测档； 在6～12档时靠近两端各选择一档作弛度观测档；12档以上的施工段靠近两端及中 间各选择一档作弛度观测档。 间各选择一档作弛度观测档。 观测档在紧线施工段内应分布均匀， 2）观测档在紧线施工段内应分布均匀，相邻两个弛度观测档不宜超过四个档 距。 下列重点线档应选作弛度观测档： 3）下列重点线档应选作弛度观测档： 连续倾斜的高处和低处线档； ①连续倾斜的高处和低处线档； 较高悬点的前后侧线档； ②较高悬点的前后侧线档； 相邻紧线段的结合处线档； ③相邻紧线段的结合处线档； ④重要交叉跨越附近线档。 重要交叉跨越附近线档。 宜选择档距较大、悬点高差较小的线档作弛度观测档。 4）宜选择档距较大、悬点高差较小的线档作弛度观测档。 宜选择对临近线档监视范围较大的杆塔位作弛度观测点。 5）宜选择对临近线档监视范围较大的杆塔位作弛度观测点。 不宜选择靠近转角杆塔的线档作弛度观测档。 6）不宜选择靠近转角杆塔的线档作弛度观测档。
输电线路架空线弧垂(弛度)的观测
降 低 。
式中 ：ｍ——垂直距离 ａ对弧垂 （弛度 ）ｆ的比值 ，ｍ＝ａ／ｆ：
当架空线悬挂点高差 ｈ＝０时 ．观测弧垂 （弛度 ）的视 线是水平 的 ． 视线与架空线的切 点在架空线 的最低点处 。此时观测弧垂 （弛度 ）的精
Ｐ一 弧垂 （弛度）变化量 △ｆ对弧垂 （弛度 ）ｆ的比值 ，ｐ＝Ａｆ／ｆ。 气温变化时，采用上述方法调整弧垂 （弛度 ）所产生 的弧垂 （弛度 ）
（ｄｆ／ｆ）Ｎ（％） Ｏ．１Ｏ Ｏ．１４ ０．１９ ０．２５ ０＿３ｌ ０．３８ ０．４７ ０．５５ ０．６７ ０．７８ Ｏ．９２ １．Ｏ６
用上述方 法进行 弧垂 （弛度 ）调整时 比较简便 ．但将
引起 一定的弧垂（弛度 ）误差 ，其弧垂 （弛度 ）误差率按下
当气 温变化采取上述方法 调整弧垂 （弛度 ）时 ，所产 生的弧垂 （弛
误差均为负值 。表 １为取不 同 Ｐ值 的误差值 。
一 变化量 △ｆ。为使测定 的弧垂 （弛度 ）及时调整 到变化后 的要求弧垂
Ｐ（％）
表 １ 弧垂 （弛度 ）调整误差表
（弛度 ）值 ，应将 目测侧 弧垂（弛度 ）板调 整一 段垂直距离
—
—
△ａ。如图 ４所示 ，调整 时为 了简化计算 ，一般取弧垂 （弛
科技 信 息
Ｏ电力与能 源０
ＳＣＩＥＮＣＥ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２０１２年 第 ２７期 来自输电线路架空线弧垂 （弛度 ）的观测
焦成 义 ｆ宁夏 电力公 司 宁东供 电局 宁夏 银川 ７５０００１）
【摘 要 】输 电线路 架空线弧垂（弛度）观测 的方 法很 多，下面仅介 绍在 架线施工 中较 常用的几种方 法——等 长法、异长法 、角度 法及 平视
影响架空线路弧垂测量因素论文
影响架空线路弧垂测量因素论文摘要：当温度每改变1 ℃时，弧垂将改变0.034 m。
由此可见，温度对弧垂测量的影响较大。
在施工现场，温度的测量往往使用温度计，由于每次测量温度计的位置及所接受的光照强度不同，因此也将造成一定的误差。
在测量弧垂时，温度的不准确将导致弧垂转换计算出现较大的误差。
1 弧垂的概念在架空线路中，输电线路的导线悬挂于杆塔之间，由于重力作用，导线必然出现一定弧度的下垂，这条曲线的幅度被称为“弧垂”。
在工程施工中，弧垂一般指的是档距最中间导地线距悬挂点连线的垂直距离，用“f”来表示。
在验收中，需要准确分析弧垂的误差，以得到最精确的测量数据。
因此，必须弄清楚弧垂设计值、施工记录值和验收测量值之间的区别和联系。
弧垂是衡量导线承受拉力大小的一项指标，其大小与相邻杆塔间的距离以及相邻杆塔悬挂点的高度差密切相关，同时，导线自身的参数，比如长度、质量，也与导线所受的拉力有关。
此外，风力、温度等自然因素也会对弧垂产生一定的影响。
如果输电导线的弧垂偏小，从力学角度分析，导线受到的拉力将增大，这对导线的机械强度提出了更高的要求。
由于导线热涨冷缩，在将导线拉得过紧的情况下，如果温度降低，则很可能导致导线所受的拉力超过其机械强度，从而导致导线断开。
因此，在雨雪天气较多的地区，杆塔更容易出现倒伏事故。
如果输电导线弧垂过大，则导线与被跨物间的距离较短，这对线路安全造成了一定的威胁。
此外，导线易摆动，导致相间短路或导线对杆塔放电等故障。
尤其是出现大风天气时，导线的摆动将超出安全范围。
因此，输电导线的弧垂应当满足相关规定要求。
在施工时，对输电导线的弧垂进行准确测量是非常重要的一个环节。
弧垂设计值是指在设计输电线路的过程中，为了保证输电线路长期、安全运行而设定的标准值。
在施工时，弧垂一般有一个记录值。
这个值是指在观测档内，施工单位将初伸长计算进去，使用降温法观测，并将设计单位给出的线路应力曲线与其他因素综合考虑后得出的一个记录值。
架空配电线路施工中导线弧垂的观测
空线路支运 行的安全 ，应对导线 的初伸长进行补偿 。具体补偿
的方法如下： 中、低 压 （ １ ０ ｋ Ｖ及 以下 ） 架 空 配 电 线 路 采 用 减 小 弧 垂 法
进行补偿，即：架线时应将铝绞线和绝缘铝绞线 的设计弧垂减 少２ ０ ％，钢 芯铝绞线设计弧垂减少 １ ２ ％。 高压 （ ３ ５ ｋ Ｖ及 以上 ）配 电线路及输 电线 路通常是采 用降 温观测法对导线的初 伸长进行补偿 ，即：以观测时的实际温度 ， 将导线降温 ２ ０ ℃ 、 避 雷 线 降温 １ ５ ℃进 行观 测 。 ３ 弧垂 观 测 为保证架空 电力线路 的运行安全及线路下方被跨越设施的 安 全 ，根 据 架 空 线 路 施 工 的 要 求 ，在 导 线紧 线 的 同 时 ，应 对 展 放 的导 线 进 行 弧 垂 观 测 。 弧垂观测档的选择 观测档选择的基本原则。 ａ ． 所选 观测档档距越大越好 。观测档档距越大 ，测量在 同
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行观测。
１ 影 响 弧垂 的 因 素 温度对弧垂 的影响 。导线具有随气候温度变化热胀冷缩的 特 点 ，当环 境 温 度 升 高 时 ，导线 弧垂 增 大 ；当 环 境温 度 降低 时 ， 导 线 的 弧 垂 减 小 ； 因此 ，在 夏天 高 温 时 段 应 重 点 注 意 导 线 弧 垂 对线路下方跨越设施的安全距 离，到了冬天 ，则应防止因导线 张力过大而导致 倒杆 断线 的事故发生 。
架空线观测弧垂的方法
观测弧垂的一点见解电网公司李光胜随着现在工程对质量的要求越来越高，而对弧垂的检查也成了架线质检中最为重要的一部分。
弧垂值一但超差，返工处理工作十分困难，所以在每个工程中把弧垂观测好成了大家口中一直讨论不休的问题。
现就我多年来对看弧垂的一点见解，和大家分享一下。
观看弧垂，大家一般所采用的有等长法、角度法两种。
1：等长法，又称平行四边形法，是我们平常最常用的观测弧垂的方法，即在观测档的两基杆塔上绑上弧垂板，然后利用三点一线的原理看弧垂。
我在观测弧垂时是这样做的，绑弧垂板时，根据实际情况先绑在相对较高的杆塔上，然后再绑相对较低的杆塔；观察弧垂时站在相对较低的杆塔，由低处向高处看，这时向对映的背景是天空，视线要更好一些。
另外观察时所站的那基杆塔，应将弧垂板绑在与观测杆塔相邻的一个面上，而自己站在绑弧垂板相对应的那个面，一定不要紧贴弧垂板观看（也就是说绑在A面，自己站的C面），这样人和弧垂板保持了一定的距离，极大减少了眼离弧垂板太近而产生一种影响视觉的虚光（凡有过直接用肉眼挨着弧垂板观看经历的，都能感觉到），这样就大大提高观测弧垂的视线清晰度，从而提高弧垂的准确性。
2: 角度法。
用角度法观测弧垂，分为档端法和档外法，这两种观测法最为大家所熟悉。
这里我主要讲解一下在山区不等高基础杆塔，用档端法看弧垂怎样精确的计算出a值（仪器到滑轮槽的距离）首先确定好观测杆塔之后，先查所在杆塔的全塔蓝图，查出横担下平面到最下面一层水平铁的距离H，再用仪器测出仪器水平时至水平铁的距离H2，然后再用钢尺量出横担下平面至导线滑轮槽的距离H3,这样a =（H+H2）—H3,经过这样计算出来的a值。
采取这种方法，可以把a值的误差降低至了极点，提高了弧垂的正确性。
值得注意的是，不等高基础杆塔的实际呼称高，和图纸上所标相同呼称高的配置段是不一样的，如果杆塔实际弧称高是33米，那么它在图纸上有可能是用36米或是39米的呼称高杆塔配置成的，这一点大家在现场一定要将实际杆塔段号和图纸进行对比，以免出现误差。
输电架空线路弧垂及调整分析
输电架空线路弧垂及调整分析摘要：输电架空线路在施工架线和运行中都会碰到观测导线弧垂的工作。
弧垂测量对于控制线路的安全运行起到很重要的作用。
孤垂值如超差，返工处理工作十分困难。
因此，对弧垂进行观测检查和调整，是线路施工中最为重要的—部分。
关键词：输电线路；弧垂观测；调整技术；架空线是输电线路中经常采用的形式。
在温差大的地区弧垂过小，导线的热胀冷缩使导线在低温天气弧垂过小、张力过大而导致导线断股或断裂的现象；弧垂过大在高温季节会使导线垂得很低，出现安全隐患。
另外架空线的放线尺寸如不能精确控制也会导致弧垂大小不一，影响美观。
在架空线施工中，控制合理的弧垂量是保证线路安全运行而又使架空线外形美观的关键问题之一。
架空线档距内，弧垂是指平行于两悬挂点连线的直线与架空线相切的切点到悬挂点连线之问的悬垂距离，一般用f表示。
为了使架空线在任何气象条件下，都能保证线路安全运行及输电导线对地、对被跨越物的距离，符合电气安全技术规范的要求，需确定架空线的适当弧垂。
施工时，根据导线张力设计资料及现场实际情况(主要是气温)，按设计要求，计算出观测档的弧垂f值，架线时进行精确的弧垂观测，调整架空线的张力，直至使观测弧垂与计算值相符。
正是由于架线施工的复杂性及现场实际情况的多变性，使架空线的弧垂值或多或少有一定误差，220kV及以上的架空输电线路的弧垂值允许偏差±2．5％。
为保证新投产的线路安全进行，线路投产前验收时，应对架空线弧垂进行检查、复核。
1 弧垂观测1．1 常用角度法观测弧垂计算公式为了保证弧垂的准确性及提高观测弧垂的效率，在输送电施工中，广泛应用了经纬仪观测弧垂，即角度法观测弧垂。
角度法是指用观测架空线弧垂的角度以替代观测垂直距离实现用经纬仪在地面直接控制架空线的弧垂。
其优点是对于大档距，用目视观测架空线切点比较模糊，用经纬仪比较清晰，观测比较准确。
而且等长法、异长法观测弧垂往往需要作业人员登杆观测，角度法可以直接在地面观测，比较安全方便。
高压送电线路弧垂测量的几种方法
高压送电线路弧垂测量的几种方法新疆电力技术2009年第2期总第101期高压送电线路弧垂测量的几种方法贺元辉新疆电力设计院(乌鲁木齐830002)摘要:扰高压送电线路测量弧垂的方式方法结合规程规范和工作实际进行总结.提出一种简易可行的弧垂阒量方法.关健词:送电线路:弧垂测量0概况在架空高压送电线路中,电线是以杆塔为支持物而悬挂起来的.这样柔性的电线就必然产生弧垂.所谓"弧垂"指的是导线悬挂曲线上任一点到两悬挂点连线的垂直距离.到导线最低点的垂直距离称为最大弧垂.我们通常说的弧垂指的就是最大弧垂,一般用f代表.高压线路在施工架线和运行中都会碰到观测导线弧垂的工作.弧垂测量对于控制线路的安全运行起到很重要的作用.尤其是新架线路经过一段运行时间后,导线会有不同程度的下垂,为了安全,就很有必要进行弧垂观测,为安全运行提供可靠的数据.1弧垂测量的经典方法观测弧垂的方法很多,根据观测档的现场条件和测量工具不同选用适当的方法.为准确的观测弧垂,观测点即观测视线与导线的相切点,应尽量设法切在弧垂最大处或附近.当利用仪器观测时,切点仰角或俯角不宜过大,以保证弧垂有微小改变亦能引起仪器读数的明显变化,一般限制在10.以下.(1)经纬仪测角法此法适用于山区,丘陵和跨河地段.角度法测量精度较低,为保证观测精度,观测点应尽量设法切在弧垂最大处附近.切点仰角或俯角不宜过大,垂直角应尽量接近高差角.孤垂计算公式为:f-~-(va+vb/2)(1)查图得知:b.l(tgO.?tgO2);bl(tg-tgO,);a.=l(喀-tg06I2-l1o.;a2=l(o1-tgO,)+1.将a.,b.,a2,分别代入式(1),就能算出第一次和第二次所得的弧垂:￡(va.十vb,/2)2￡(va2+vbz/2)~在等温观测条件下,￡=￡.但实际观测中可能有误差存在.两次观测结果应满足下式:2(-￡)/+￡≤1/50该法应用范围广,但测量项目多且需较高的测量精度,一般应用于不能用样板法测量的档距.(2)中点高度法此法适用于地形平坦地段,弧垂计算公式为:H^+HB,2-Hc其中:Hl^tg0^+ll^+HH1.tgOB+hB+H8H':IctgO+tlc+H式中I^,l,lc……测站至所测点的水平距离,m;0,0B,Oc……测点的垂直角,m;H,H,H……测站的标高,m;hA,h,tlc……-测站的仪器高,m.测量方法及步骤:①先将A,B两支持点投影在地面上得A,B两点.并用钢尺丈量档距l,在1/21处E点前后再选一点D,作为测量支持点A,B高度的测站.测支持点高度时,对直线塔应视准悬垂线与导线连结处.对耐张杆塔应对准绝缘子的挂点与杆塔的连结处.②通过E点垂直于线路方向线选定F,G两测站,用来测定C点的高度.E点至F,G两点的水平距离应用钢尺测量,一般最短不小于50m.⑨假设E站的标高,同时测出F,G,D的标高.④观测c点高度时,应记录当时的气温.⑤除了在E,一F站施测外,还应在D,G站进行施测.(3)等长样板法当塔高大于f且两个塔视线通视时,自导线悬挂点各向下量f处设置彩色鲜明标志的样板,以目视或望远镜自样板1看向样板2(或自样板2看向样板1),电线与1,2连线相切之弧垂既为f.若弧垂f变化Afd,量时,样板1,2可同时移动△f,或仪一一端移动2△f.当塔高小于f或l,2连线不通视时,可在障碍物上设置样板,其位置与高度的关系为d=f-xh/!.(x代表障碍物上的样板与某个塔的距离)该法可广泛的应用于施工架线的弧垂观测中,该法测量简单,且切点在最大弧垂处,如果视线清晰,误差较小.(4)不等长样板法当两塔高之和大于2(2f--,lab),且样板A.B.通视时,样板距悬挂点下的距离为a=(2.b=(2_√当档中有障碍物,样板A.B.不通视时,可在障碍物上设样板3,其样板3的位置与高度的关系为d--a-x(h+a-b)/l64新疆电力技术2009年笫2期总第101期当f变化Af时,若仅移动一侧的样板,则移动距离△b=2Af√(b/f).该法应用于因地形,塔高等限制不能采用等长样板法的档距,更方便于检查电线弧垂,因可以先随意设置一端样板(样板自悬挂点下移距离要大于0小于4f),在另一端设活动样板直至A.B,视线与电线相切,根据a, b值即可算出弧垂fa使用该法要注意a,b不宜相差太大.(5)测档内线高法C=A+h/2-fS=C-C.-,Cx=A+x/l[h-4f(1-x/I)lSx=Cx-Cx.'该方法仅用于档内地形适用于测量的档坝4量项目多,要求精高,故多采用仪器和标高配合测量(运行中的线可以用绝缘杆量S).测任意点线高时,X应尽量接近l,2. 综合以上各种方法,可以看出均有利弊,有的需要测量的数据很多很烦琐,有的需要搬站较多,有的测量精度较低.综合我的经验和理解,提出弧垂测量的另外一种方法解析法.3解析法该方法适用于已建线路所有档的弧垂测量,减轻了不停的搬站辛苦并节省了时间,保证了测量精度..测量方法如下:仪器架在可清晰看见需要测的悬垂导线的任一地点,可以架在杆塔下,档内导线下,档外导线下,也可架在离线路方向任一侧的垂直方向上.该方法的实质是测取悬垂导线的实际高差,按极坐标法把所测各导线点(上接第63页)2.3对屋面工程的材料的质量要求,屋面工程所采用的防水材料应有材料质量证明文件,并经指定质量检测部门认证,确保其质量符合《屋面工程技术规范》.(GB503452004)或国家有关标准的要求.材料进入施工现场后,施工单位应按规定取样复检,经复检合格,提出复检试验报告方可在防水工程中应用,严禁在工程中使用不合格的防水材料.3防水卷材操作程序及施工要求3.1卷材操作程序验收并清扫基层(找平层),制备胶粘剂(随用随配制),处理复杂部位(落水口,管道孔,附加层等部位),卷材(防水层)施工,防水层检验,保护层施工,验收.3.2防水卷材施工操作要求3.2.1铺贴卷材的基层(找平层)必须清扫干净,并洒水保持基层湿润.(注:屋面防水找平层应符合《屋面工程技术规范》GB50345—2004规定)3.2.2屋面主体防水层施工前,应先对排水集中及结构复杂的节点部位进行密封处理和附加层粘贴.3.2.3密封材料可采用聚醚型聚氨酯.如选用其它密封材料应不含矿物油,凡士林等影响聚乙烯性能的化学物质. 3.2.4转角处均应加铺一层卷材(附加层):阴阳角处基层均做成R=2Omm圆弧形.3.2.5卷材铺贴应采用满铺法,胶粘剂涂刷在基层上应均展绘在CAD中,或者展绘在米格纸上,形成完整的弧垂曲线.直接量取最大弧垂.需测的数据如下;(1)测站距同一档内两基杆塔处的距离和高茬:.(2)导线两端挂线点高程:(3)悬垂导线特征点的距离及高差:(4)与导线特征点对应的地面点的距离及高差.为了准确描述弧垂曲线的变化,应尽量多的测其悬垂导线的特征点.该法的优点是易学易会,简单方便,清晰明了.4弧垂偏差规定4.1l10kV及以下的线路允许偏差为+5%,2.5%;220kV及以上的线路为±2.5%.4.2跨越通航河流的大跨越档其弧垂允许误差小应人于±1%,其正偏值不应超过1.0米.4.3对于其他有关分裂导线和导线避雷线的弧垂偏差参照有关规程规范.5结束语弧垂观测是一项很重要的测量1=作,观测值的正确性对送电线的施工和运行均有很大的影响.再这里笔者只是提出了自己的一点看法,对照实际工作需要,还需仔细研究.考虑地形地貌,仪器设备选择合适的观测方法,在必要的情况下可以对观测值进行适量的凋整.参考文献l电力工程高压送电线路设计手册.ffI围叱力出版社2架空送fU线路旋工技术问答.中国I乜力出版社匀,不露底,不堆积:胶粘剂涂刮后应随即铺贴卷材,防止时间过长影响粘结质量.3.2,6铺贴卷材不得皱折,也不得用力拉伸卷材.并应排除卷材下面的空气和多余的胶粘剂,保证卷材与基层以及各层卷材之间粘结密实.3.2.7铺贴卷材的搭接宽度小得小于lOOram.3.2.8上下两层和相邻两幅卷材接缝应错开三分之一幅宽;上下两层卷材不得相互垂直.4工程质量要求及检查方法4.1不得有积水和渗漏现象.在雨后或持续淋水2小时后进行检查,有可能做蓄水检验的屋面,宜做蓄水24小时检查.4.2所有材料必须符合材料标准和设计要求.检查材料质量文明文件和抽样复验报告.4.3屋面坡度必须符合设计要求,达到准确,合理,排水系统必须畅通.在雨后或持续淋水2小时后进行检验.工程验收后交业主使用,但有些业主/f'=重视建筑防水的维护,例如在屋面上乱堆杂物,排水不畅,凿孔做,告牌等.有机防水材料存在老化破裂问题,不能…劳永逸,业主要定期检查,要进行翻修,以免渗漏.屋面防水一1:程是一项系统工程,要从设计方面,材料方面,施工方面和维护方面加以控制.采用以防为主,防止结合;复合防水,刚柔结合,综合治理的原则,就有可能控制屋面防水质量.65?。
高压送电线路弧垂测量的几种方法
根据 以上 试验 的结论 ， 制定 了以下的规 定 ： 在 参 考文 献 ： １ 于正 然等 ．烟尘烟气 测试 实用技术 锅 炉使用 小油 枪点炉 过程 中 ， 当投 粉助燃后 ， 观察 运 到 锅炉 的燃 烧 比较稳定 时投运 电除尘 ，投运 电除 ２ 林 澄 波等 ．电除尘器 安装 、 行及维 护 林宏 ．电除尘器 尘的时候采用投运前级电场 ， 停运后级电场 ， 并且 ３ 刘后 启 ， 降 低运行 参数 的方法 。 采用这 种方法 的原 因是 ， 由 ４ 黎在 时 ． 电除尘 器 静 于前 级 电场 的煤 粉浓度 高 ，往往 粉尘 的粒子 也较 ５ 燃 煤 电 厂 电 除 尘 器 运 行 维 护 管 理 导 则 粗， 冲刷作 用强 烈 ， 一旦 有油 污附着 在 电极 上也容
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（） ４ 观测 ｃ点高度时 ， 应记录当时的气温。 ． ） 了在 Ｅ、 站 施 测外 ， （ 除 ５ Ｆ 还应 在 Ｄ Ｇ站进 、
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１ 弧垂 测 量的经典 方法
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将 ａ、 。ａ ｂ 分别 代人式 （ ） 就能算 出第 ｂ、 、 １， 次 和第二 次所得 的弧垂 ：
ｆ＝（ １ Ｖ １２ １ Ｖ ＋ ｂ ） ／
观 测弧垂 的方法 很 多 ，根 据观 测档 的现场条 件 和测 量工具 不 同选 用适 当的方法 。为 准确 的观
看 向样 板 １ ，电线 与 １ ） ，２连线 相切 之弧 垂既 为
架空线路导线弧垂测量方法探讨
架空线路导线弧垂测量方法探讨作者：吴重文别怀森来源：《地球》2013年第06期[摘要]随着我国电力系统地不断发展，输电形式也多种多样，架空线路就是其中最为常见的一种。
导线弧垂作为评价架空线路是否安全运行的一个重要指标，对其实时监测已经成为了相关部门所面临的一项重大课题。
为了更好的做到对导线弧垂运行情况充分掌握，选择正确的测量方法不容忽视。
本文主要介绍一种不同于传统悬高法测量，而采用图像处理技术的架空线路导线孤垂测量方法，以此来为今后弧垂测量工作提供一定的参考依据。
[关键词]架空线路导线孤垂测量方法[中图分类号]P214 [文献码]B [文章编号]10000-405X（2013）-6-118-2目前，电力系统的安装运行得到了国家相关部门越来越广泛的关注，架空线路中的弧垂过大或过小，都会在一定程度上给线路的安全运行造成威胁。
随着经济发展的不断加快。
对线路弧垂的实时监测也提出了更高的要求，因此，摄入研究对弧垂进行精确的实时监测是非常必要的。
1 架空线路导线弧垂的测量原理与算法1.1 图像处理基础知识概述所谓图像处理，简单地说，就是利用计算机技术对图像进行分析，以此来达到所需结果的技术。
就我国目前图像处理技术来看，主要包括数字图像处理和模拟图像处理两种。
但就其各自的应用范围来看，数字图像处理相对于模拟图像处理，具有处理精度高、灵活性好、适用范围广及图像的再现性好等优势因而应用较为广泛。
通常情况下，在图像采集终端获取到的图像都是带有畸变和干扰的。
不能够正常使用的图像。
比如说由于成像器件本身的缺陷而造成的图像模糊不清或成像过程中存在不可避免的热噪声和其他干扰源等，都会给图像的质量造成一定程度的影响。
在以上诸多影响因素中，噪声对图像处理所起到的影响是最不容忽视的，图像处理过程中所伴噪声大小的不同，对图像的输入、采集和处理的影响也不尽相同。
因此，在利用数字图像处理技术对图像进行处理之前，应该将所需处理的图形进行去噪工作。
架空输电线路角度法观测弧垂技术手册
架空输电线路角度法观测弧垂技术手册目录一、内容概述 (2)1.1 目的和背景 (3)1.2 适用范围及对象 (3)二、基本知识与原理 (4)2.1 架空输电线路概述 (5)2.2 角度法观测弧垂的基本原理 (6)2.3 弧垂的定义与重要性 (7)三、观测准备与设备 (8)3.1 观测前的准备工作 (9)3.2 观测设备介绍及要求 (10)3.3 数据采集与处理设备 (10)四、角度法观测弧垂技术操作流程 (12)4.1 选定观测点 (12)4.2 设定观测仪器与参数 (13)4.3 进行角度观测与记录 (15)4.4 数据处理与分析 (16)五、观测中的注意事项与常见问题处理 (17)5.1 天气条件的影响及应对措施 (19)5.2 观测点的选择原则与技巧 (20)5.3 设备使用注意事项 (22)5.4 常见问题及解决方案 (23)六、弧垂计算与评估 (24)6.1 弧垂计算原理与方法 (26)6.2 评估标准与指标 (27)6.3 弧垂的修正与调整建议 (28)七、案例分析与实践应用 (30)7.1 实例介绍与分析 (31)7.2 实践应用中的经验与教训总结 (32)7.3 案例中的技术创新点介绍与应用前景展望 (33)八、培训与考核 (34)8.1 培训内容与形式 (35)8.2 考核标准与方法 (36)九、总结与展望 (38)9.1 工作总结 (39)9.2 技术发展展望 (40)一、内容概述架空输电线路角度法观测弧垂技术手册旨在为电力系统工程师提供一套系统、实用且高效的角度法观测弧垂的技术指导。
弧垂是架空输电线路工程中一个关键参数，它直接关系到线路的安全运行、线路走廊的占地以及输电线路的景观效果。
准确、快速地测量和掌握弧垂成为线路设计和运营过程中的重要任务。
本手册首先介绍了弧垂的定义、重要性以及影响因素，帮助读者建立对弧垂的基本认识。
详细阐述了角度法观测弧垂的基本原理和步骤，包括观测前的准备工作、角度测量方法、数据记录与处理等。
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一、架空线路弧垂的测量
架空线路的各种限距及导线弧垂均应符合设计要求。
但在运行过程中，所要求的限距可能受到破坏，其原因有下列几点：
(1)在线路下面或其附近新建或改建的建筑物，如道路、电信线路或低压线路等。
(2)由于修理工作移动了杆塔或改变了杆塔的尺寸，以及改变了绝缘子串的长度。
(3)杆塔歪斜，导线松了而未调整或导线经过长时运行而拉长了。
(4)由于相邻两挡内荷重不均匀，导线在悬垂线夹内滑动。
由于上述原因，所以在运行中必须经常观察各种限距的情况，使其符合设计要求。
在巡视线路时，以“眼力”来检查所有限距，同时应注意可能使限距发生变更的原因，如果怀疑某些限距不合乎规定时，必须进行测量。
对于耐张、转角、换位等杆塔过引线方面的导线限距，一般均在停电的线路上直接登杆测量；对于导线弧垂，导线跨越和导线交叉地方与各种建筑物之间的限距，一般均不停电，而在距高压线路的危险距离以外，采用经纬仪来测量。
(一)弧垂的判断及测量
判断弧垂是否合乎要求，首先应记录测量时的温度和弧垂，求出该耐张段间的规律挡距。
当不考虑架空线路挂点高差影响时，计算为：
(4—3)
式中l1～ln——耐张段间的各个挡距，m。
每个耐张段的值，已载于线路的设计中。
当所测量的耐张段中，无一挡距等于时，在任意挡距z中，导线的弧垂应为：
(4～4)
式中f——所求挡距l中导线的弧垂；
f0——相当于挡距时的弧垂(可从设计给出的弧垂安装曲线表中查出)。
例如：某一线路耐张段，此区段分为：173、180m和230m三个挡距，其规律挡距=200m。
因为三相挡距无一与相等，所以任意挡距间的弧垂应按式(4—4)进行换算。
设观测挡的挡距为180m，测量时的温度为200C，根据安装表查出=200m时的f0=4.05m，由式(4—4)可得挡距l=180m时的弧垂为：
f=（180/200）f0=0.81 f0 =0.81*4.05=3.28m
如实际测得的弧垂小于上列数值，则导线的张力过紧，应适当将导线放松；如大于上列数值，则导线过松，应将导线收紧；如实测的弧垂与安装表求之弧垂相差在±5％以内，则不必调整。
(二)导、地线弛度测量的计算
(1)导、地线弛度经纬仪测量换算公式：
F=b1 tgθ1—b2 tgθ2
式中：f一导线或地线弛度，m；
b1、b2一两基水平距离，m；
θ1——镜测导线或地线悬挂点角度；
θ2——镜测导线或地线弧垂最低点角度。
该办法适用于地势平坦，相邻两杆塔悬挂点高差小的地方。
(2)导线对地距离经纬仪测量计算公式：
H=e+btgθ(4—5)
式中：H—导线对地距离，m；
e—平截塔尺高度，m；
b—仪器塔尺间的水平距离，m；
θ1——镜测竖直角度。
(3)交叉跨越测量可按式(4—5)计算，并将计算结果换算在400C的距离。
测量时应记录当时温度。
(4)测量时仪器支放点一般应远离杆塔高度约1.5～2.0倍的距离。
二、架空送电线路绝缘限距的测量
(一)线路绝缘限距的测量范围
主要是35～220kV线路导线弧垂最低点对地垂直距离，对公路、铁塔、建筑最小距离，对其他电力线路、弱电线路、通信线路的交叉跨越距离，对安全通道内一切障碍物的安全距离的测量。
(二)线路绝缘限距测量方法
(1)限距直测法。
利用专用绝缘测量杆和绝缘绳在带电或停电线路上直接与导线接触读取数据的方法。
来源:输配电设备网
(2)仪器测限距法。
利用超声波测高仪、经纬仪、激光测距仪在线路所在位置的地面上或杆塔上对带电线路的测量。
(三)线路绝缘限距的标准
详见第一章第二节。
(四)推荐使用超声波测高仪，进行交叉距离或限距进行测量
1．超声波测高仪应满足下列指标
(1)被测高度≥50m。
(2)被测物测层不小于3层。
(3)有计算机输出接口。
2．超声波测高仪使用注意事项
(1)测高仪应安放在交叉跨越点的垂直下方，偏斜<5。
，测高仪与被测体中间无其他障碍物。
(2)测高时应记录当时温度，风力应小于3级。
(3)被测物多于六层时，不宜采用此法测量。
(4)当屏幕不显示数据时，应移动仪器，直到接收反射波显示数据时为止。
推荐使用经纬仪对导地线弛度，对地距离、交叉跨越距离、对障碍物距离进行测量。
3．仪器应满足下列指标
(1)精度<2”。
(2)光学居中。
(3)望远镜放大倍率>24倍。
(4)(d+分划值估读0.1’。
三、引流线距杆塔最近距离的带电测量
(一)推荐使用激光测距仪
选用的仪器应满足下列条件。
(1)重量轻、便携式、可充电。
(2)显示应达到毫米级。
(3)最大输出功率应不小于1Mw。
(4)应能累加计算数据。
(5)有计算机输出接口。
(6)具备公英制换算功能。
(二)使用激光测距仪的注意事项
(1)第一次使用时，充电时间应达到12h。
(2)注意激光照点不应对横梁、桁架棱角处长期照射，不应对阳光及天空无参照照射。
(3)操作时应区分测量方式，距离测量时第一次按键为激光器打开，第二次按键为数据显示，第三次按键可显示被测距离。
(4)操作时应注意长度单位meter(米)；feet1(英尺)；feet2(1/8英寸)。
(5)实际操作时，被测距离已包括仪器长度。