CAD图解法求解架空线路导线相间安全距离
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排 列 时 ,N 2 N 3 相 间距 离 ( 虑 理 想状 态 下 ,导 线 4 4 档 考 没有 弧 垂 )结果 如 下 :
表 1线 间距 离计算 结果
方案 从上至下排
复杂项 目中确保结果更为准确 。本工程计算结果与实
际 测 量 结 果 较 为 吻 合 , 因此 该 方 法 在 工 程 实 际应 用 中 还 是方 便可 行 的 。o
二 、空间异面 直线最 小距 离理论 计算
两 异面 直线 之 间 的距 离 等于 它们 的公 垂线 夹 于这 两 条 异 面 直 线 间 的 线 段 长 。空 间异 面 直 线 最 小距 离 的 求
得 出1,1异面直线距离计算公式如下: 2
解通 常是对两条异面直线公垂线距离问题的分析求解, 可采用画法几何学的投影方法确定,由于该方式求解过 程较 为复杂,在工程实际应用中很不方便,且缺乏准确
低 点,是 设 计方 案制 定 时 的关键 要 素 。
__ ■ __
●B ●B
图 2全 线线路 相序现 状 图
图 3 C D 三 维建模 图 A
所有 相 序排 列方 案 均涉 及跳 通 衔接 处 ,因 此均 需要 对 N 2 4 档 导线 相 间 电气 距 离进 行 校验 。1 0V 4  ̄N 3 1k 陈沥 线 N 2 4 档 距 9 米 ,高 差0 5 ,N 2 回塔 为J u — 4  ̄N 3 4 .米 4双 G 3 1 型 ,N 3 回 塔 为3 3 1 型 ( 转 5 。 5 3 ” ) 。 8 4单 G -5 左 6 6
参考文献 [ 吕林根 , 子道 , 解析几何 [ . 1 1 】 许 等. M】北京: 高等教 育出版社 ,
19 9 6.
单位 ( ) 米
备注
列方式
A相
一
B相
B相 ~C相
Байду номын сангаас
C相 一 A相
① ② ③
④
AC B AB C BA C
Bc A
3 3 4 6 3 8 3 3 1 8 4 2
( 极值法计算最小距离 一)
在直线l及1上各找一点A ,使得A 距离最短 , 和B B 因此可 以建立一个关于A 最小值的优化模型 ,得 出l, B
l 面 直线 距 离计 算 公式 如 下 : 异
~
列方式 。如何保证本线路改 造后,线路相序布置满足
架 空送 电线 路 安 全 距 离 要 求 ,相 序 布 置 方 案 最 佳 ,确 保 工 程 安 全 顺 利 实 施 ,是 本 技 改 工 程 设 计 的 关 键 点 。 本 文 以 该 工 程 实 际 为 例 ,通 过 空 间 异 面直 线 最 小 距 离 分 析 与 建 立 精 确 的弧 垂 三 维 模 型方 法 比较 , 指 出三 维 建模 方法 的便利 性 及准 确 性 。
施前相序现状如图2 所示 。N 一 4 段改造后为同塔双回 7N 2 架设本期挂单回于一侧横担,因此本期改造后该段导
线 挂 线 只 能 采 用 三 相 垂 直 排 列 , 结 合 工 程 情 况 该 段 导 线 相 序 从 上 至 下排 列可 以采 用 以下 方 式 : ( )A C 1 B;
. :
二 :
I t ,
: 二 ! : ! !
・) S 2
.
~
一
!
二 止 [ 二 : :
f ・ 一 s M , ) 2
() 1
d 』 一) ・ ・ = Ⅳ+ f f f :
( 坐标计算最小距离 二) 利用直线 1 1 已知点,建立统一空间坐标系, 。 及 上
[】张殿生.电力工程高压送 电线路设计手册 [ .北 京: 6 6 M】 中
国电力 出版社 ,0 3 20 .
考虑弧垂及风偏影响下的三维模型, 由于2 l版设计 00
规 范 中对 海 拔 高 度 不 超 过 1 0 米 的 地 区 , 1 0 V 间 00 1k 相 操 作 过 电压 档 距 中最 小 间隙 宜 小 于 1 1 米 。 因此 可 以 .0
( ) A B; ( ) B A ( 2 C 3 C ; 4)B C ( ) C A ( ) A ; 5 B ; 6
但实测值未考虑风偏 以及 实测误差 。因此,本工程双
回塔 相 序从 上至 下 采用A C 安全 可 行 的 。 B是
CB A 。按 照 以往 工 程 实 际经 验 ( )、 ( )两 种方 式 不 5 6
水泥杆改造为 同塔双 回架 空线路。 由于该线路经历 多
次工程改造 ,部分铁塔仍采 用单回路结构 ,以至于本
工程 实施 过 程 中 ,N 2 4 及 N 4 4 段 为 典 型 的双 4  ̄N 3 4  ̄N 5 回 分 支 塔 情 况 ,相 序 排 列 由 垂直 排 列 方 式 变 成 水 平 排
能满足相 间电气距离要求 ,其它 四种情况 电气距离根
据 具 体 相 应 档 实 际情 况 进 行 计 算 。在 设 计 过 程 中 ,考
虑到该段相序调整将 引起前后两端变 电站 出线段 的相
序 调 整 ,受 相 邻 线 路 的停 电要 求 及 时 间 限制 ,考 虑 到
该区域 电网结构薄弱,且线 路施 工正值用 电高峰期, 如何制 定一个最简单的相序 方案 ,将工程 影响降到最
设计 方 案合 理 性评 判显 得 尤为 重 要 。 以往 的工程 中, 为
图 1 异 面 直 线 距 离分 析 简 图
方便计算,导线未考虑弧垂及风偏影响,当档距及弧垂 影响较大时,计算结果与实际值偏差较大。
以 10 V 1k 陈沥 线 改造 工 程 为 背 景 ,本 工 程 为 适应 当 地 区 域 电力 负 荷 需 求 , 需将 线 路 中 间 段 原 有 部 分 单 回
C D 图解法 求解架 空线路导线相 问安全距离 A
孙 鹏 焰
( 州 电 力勘 察设 计 院有 限公 司 , 东 惠 州 5 6 0 ) 惠 广 1 0 1
摘 要 : 对 当前 架 空送 电线路 杆塔 相序 排 列 变化过 程 中,存 在 导线 间距 离小于允许 安 全距 离的 问题 ,主要 对 针
换相 时导 线线 间距 离计 算 方式 进行 研 究,建 立一 种考 虑 弧垂 及风 偏 影响 下的 C D 三 维模 型 , 旨在对 导 线安 A 全距 离进 行 快速 准确计 算 。 关键 词 : 空线路 ; 序调 整 ; 全 距 离 ; A 三 维模 型 ; 架 相 安 C D 准确 计算 ; 面 直线 异 中 图分类 号 : 3 1 TP 9 文 献标识 码 : A 文章 编号 :1 0 — 3 4 2 1 ) 8 0 2 — 2 0 9 2 7 一( 0 1 — 0 9 0 1
设两 条异 面 直线 l,1,其直 线方 程 表示 为 : , 。
1:r MtS 1 l +1l = 1:r=+2 2 2NtS 2
S= 1 Z} 1 , l , S = 2 Z} 2 , 2 ,
其 中 :M I 别 为 l上 已知 点和 方 向 向量 ;N  ̄ S分 ] 和S 分别 为 l 已知 点和 方 向 向量 ,t,t为变 量 。 上 z
作 者简介 : 鹏焰( 9 1 , 湖北咸 宁人, 州电力勘 孙 18一)男, 惠 察设计院有 限公 司工程师, 究方向: 电线路设计。 研 送
直接对三维模型 中三相导线建立 1 1 . 米安全间隙区,当 三相 导线 安全 间隙区有 重叠时,即可 直接判 断不满足
3 o 中阖 新技 咄 2 1 6 0 高 : 01 o
性 ,按 极值 方 法及 坐标 法 分 析 ,实现 异 面直 线最 短 距 离 的分析 和求 解 ,便 于工程 实 际应 用计 算机 编 程 。
2 1 6o 中 新 扣企 2 0 o 闽高 斌 1 9
mj : n
( 2)
三、工程 实例应 用计算
原 线路 在N 2 N 4 存 在 导线 换 位 , 因此 本 工程 实 1 一 1段
四 、 结 语
导 线相 序排 列 方式 变化 时 ,可 以利 用 异面 直 线最 小 距 离 进 行 编 程 计 算 ,同 时 也 可 以利 用 三 维 建 模 ,建 立 考 虑 实 际 弧 垂 及 风 偏 影 响 下 的 三 维 模 型 ,可 以在 较 为
利用公式 ( )或 ( )编程 ,即可得 出N 2 1 2 4 塔不同相序
04 4 5
2 4 3 8 3 8 7 2 259 4
438 6
3 5 45 59 4 0 15 5 3
35 2 1 不满足安全
距离要求
从 上 表可 知 ,相 序排 列较 为 合 理 的方 案 为 ( )和 1 ( ) ,前 文所 述 ,该 工程 对 停 电 时 间要 求较 少 ,从 项 2
目工程量 及今后运行角度考虑 ,前后段双回塔相序保 持一致 ,有利运行检修 。因此最终确定的方案为双回
塔 从上 之下 排 列A C B。 利 用 C D 大 的 三维 建 模 功 能 , 可 以快速 建立 一 种 A强
[ 2 ]孟遂明.架空送电线路设计 [ .中国电力出版社 ,0 0 M】 2 1. [ 李 浩言, 遂明.输 电线路 “ 变双”变换 方 式研 究 【_ 3 】 孟 四 1 1 科技创新导报 ,0 0( 2. 2 1 ,1 ) 『1 4 袁翔 , 汪利华.3k 5 V线路导线排列方式改变时的线间距 离 分析 卟 供 用电,00 ( ) 2 1 ,4. 【 1k  ̄ 5k 架 空输 电 线 路 设 计 规 范( 04 — 00 5 0 V 70 V ]1 GB 555 21 ) 『 .中国计划出版社 ,00 s ] 2 1.
( 编辑 : 加转 ) 责任 周
安全 距 离 要 求 。在 三 维 模 型 中考 虑 弧 垂 及 风 偏 影 响相 间最 小距 离 数据 为 :A 相 3 7 米 ,B 相 2 8 米 ,A 相 B .2 C .6 C 3 4 米 。工 程 竣 工 后 ,经 现 场 实 测 三相 最 小距 离 A 相 .6 B 3 5 ,B 相 26 ,A 相 3 3 ,与 计算 值 较 为接 近 , .米 E .米 C .米
一
、
概 述
随着社会经济 的持续高速发展 ,土地资源 日趋 紧
L2
张 ,高压架 空线 路同塔多回路架设 已成为一种发展趋
势 , 由于 历史 原 因部 分 旧 的高压 架 空线 路采 用 单 回路 架
设 ,在实 际工程 设计 中经常存在新建线路与 旧线路跳 通,跳接过程中形成导线相序 由垂直变为水平排列方式 时,线路调通后相间距离是否满足要求,对整个工程 的
表 1线 间距 离计算 结果
方案 从上至下排
复杂项 目中确保结果更为准确 。本工程计算结果与实
际 测 量 结 果 较 为 吻 合 , 因此 该 方 法 在 工 程 实 际应 用 中 还 是方 便可 行 的 。o
二 、空间异面 直线最 小距 离理论 计算
两 异面 直线 之 间 的距 离 等于 它们 的公 垂线 夹 于这 两 条 异 面 直 线 间 的 线 段 长 。空 间异 面 直 线 最 小距 离 的 求
得 出1,1异面直线距离计算公式如下: 2
解通 常是对两条异面直线公垂线距离问题的分析求解, 可采用画法几何学的投影方法确定,由于该方式求解过 程较 为复杂,在工程实际应用中很不方便,且缺乏准确
低 点,是 设 计方 案制 定 时 的关键 要 素 。
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图 2全 线线路 相序现 状 图
图 3 C D 三 维建模 图 A
所有 相 序排 列方 案 均涉 及跳 通 衔接 处 ,因 此均 需要 对 N 2 4 档 导线 相 间 电气 距 离进 行 校验 。1 0V 4  ̄N 3 1k 陈沥 线 N 2 4 档 距 9 米 ,高 差0 5 ,N 2 回塔 为J u — 4  ̄N 3 4 .米 4双 G 3 1 型 ,N 3 回 塔 为3 3 1 型 ( 转 5 。 5 3 ” ) 。 8 4单 G -5 左 6 6
参考文献 [ 吕林根 , 子道 , 解析几何 [ . 1 1 】 许 等. M】北京: 高等教 育出版社 ,
19 9 6.
单位 ( ) 米
备注
列方式
A相
一
B相
B相 ~C相
Байду номын сангаас
C相 一 A相
① ② ③
④
AC B AB C BA C
Bc A
3 3 4 6 3 8 3 3 1 8 4 2
( 极值法计算最小距离 一)
在直线l及1上各找一点A ,使得A 距离最短 , 和B B 因此可 以建立一个关于A 最小值的优化模型 ,得 出l, B
l 面 直线 距 离计 算 公式 如 下 : 异
~
列方式 。如何保证本线路改 造后,线路相序布置满足
架 空送 电线 路 安 全 距 离 要 求 ,相 序 布 置 方 案 最 佳 ,确 保 工 程 安 全 顺 利 实 施 ,是 本 技 改 工 程 设 计 的 关 键 点 。 本 文 以 该 工 程 实 际 为 例 ,通 过 空 间 异 面直 线 最 小 距 离 分 析 与 建 立 精 确 的弧 垂 三 维 模 型方 法 比较 , 指 出三 维 建模 方法 的便利 性 及准 确 性 。
施前相序现状如图2 所示 。N 一 4 段改造后为同塔双回 7N 2 架设本期挂单回于一侧横担,因此本期改造后该段导
线 挂 线 只 能 采 用 三 相 垂 直 排 列 , 结 合 工 程 情 况 该 段 导 线 相 序 从 上 至 下排 列可 以采 用 以下 方 式 : ( )A C 1 B;
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I t ,
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・) S 2
.
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() 1
d 』 一) ・ ・ = Ⅳ+ f f f :
( 坐标计算最小距离 二) 利用直线 1 1 已知点,建立统一空间坐标系, 。 及 上
[】张殿生.电力工程高压送 电线路设计手册 [ .北 京: 6 6 M】 中
国电力 出版社 ,0 3 20 .
考虑弧垂及风偏影响下的三维模型, 由于2 l版设计 00
规 范 中对 海 拔 高 度 不 超 过 1 0 米 的 地 区 , 1 0 V 间 00 1k 相 操 作 过 电压 档 距 中最 小 间隙 宜 小 于 1 1 米 。 因此 可 以 .0
( ) A B; ( ) B A ( 2 C 3 C ; 4)B C ( ) C A ( ) A ; 5 B ; 6
但实测值未考虑风偏 以及 实测误差 。因此,本工程双
回塔 相 序从 上至 下 采用A C 安全 可 行 的 。 B是
CB A 。按 照 以往 工 程 实 际经 验 ( )、 ( )两 种方 式 不 5 6
水泥杆改造为 同塔双 回架 空线路。 由于该线路经历 多
次工程改造 ,部分铁塔仍采 用单回路结构 ,以至于本
工程 实施 过 程 中 ,N 2 4 及 N 4 4 段 为 典 型 的双 4  ̄N 3 4  ̄N 5 回 分 支 塔 情 况 ,相 序 排 列 由 垂直 排 列 方 式 变 成 水 平 排
能满足相 间电气距离要求 ,其它 四种情况 电气距离根
据 具 体 相 应 档 实 际情 况 进 行 计 算 。在 设 计 过 程 中 ,考
虑到该段相序调整将 引起前后两端变 电站 出线段 的相
序 调 整 ,受 相 邻 线 路 的停 电要 求 及 时 间 限制 ,考 虑 到
该区域 电网结构薄弱,且线 路施 工正值用 电高峰期, 如何制 定一个最简单的相序 方案 ,将工程 影响降到最
设计 方 案合 理 性评 判显 得 尤为 重 要 。 以往 的工程 中, 为
图 1 异 面 直 线 距 离分 析 简 图
方便计算,导线未考虑弧垂及风偏影响,当档距及弧垂 影响较大时,计算结果与实际值偏差较大。
以 10 V 1k 陈沥 线 改造 工 程 为 背 景 ,本 工 程 为 适应 当 地 区 域 电力 负 荷 需 求 , 需将 线 路 中 间 段 原 有 部 分 单 回
C D 图解法 求解架 空线路导线相 问安全距离 A
孙 鹏 焰
( 州 电 力勘 察设 计 院有 限公 司 , 东 惠 州 5 6 0 ) 惠 广 1 0 1
摘 要 : 对 当前 架 空送 电线路 杆塔 相序 排 列 变化过 程 中,存 在 导线 间距 离小于允许 安 全距 离的 问题 ,主要 对 针
换相 时导 线线 间距 离计 算 方式 进行 研 究,建 立一 种考 虑 弧垂 及风 偏 影响 下的 C D 三 维模 型 , 旨在对 导 线安 A 全距 离进 行 快速 准确计 算 。 关键 词 : 空线路 ; 序调 整 ; 全 距 离 ; A 三 维模 型 ; 架 相 安 C D 准确 计算 ; 面 直线 异 中 图分类 号 : 3 1 TP 9 文 献标识 码 : A 文章 编号 :1 0 — 3 4 2 1 ) 8 0 2 — 2 0 9 2 7 一( 0 1 — 0 9 0 1
设两 条异 面 直线 l,1,其直 线方 程 表示 为 : , 。
1:r MtS 1 l +1l = 1:r=+2 2 2NtS 2
S= 1 Z} 1 , l , S = 2 Z} 2 , 2 ,
其 中 :M I 别 为 l上 已知 点和 方 向 向量 ;N  ̄ S分 ] 和S 分别 为 l 已知 点和 方 向 向量 ,t,t为变 量 。 上 z
作 者简介 : 鹏焰( 9 1 , 湖北咸 宁人, 州电力勘 孙 18一)男, 惠 察设计院有 限公 司工程师, 究方向: 电线路设计。 研 送
直接对三维模型 中三相导线建立 1 1 . 米安全间隙区,当 三相 导线 安全 间隙区有 重叠时,即可 直接判 断不满足
3 o 中阖 新技 咄 2 1 6 0 高 : 01 o
性 ,按 极值 方 法及 坐标 法 分 析 ,实现 异 面直 线最 短 距 离 的分析 和求 解 ,便 于工程 实 际应 用计 算机 编 程 。
2 1 6o 中 新 扣企 2 0 o 闽高 斌 1 9
mj : n
( 2)
三、工程 实例应 用计算
原 线路 在N 2 N 4 存 在 导线 换 位 , 因此 本 工程 实 1 一 1段
四 、 结 语
导 线相 序排 列 方式 变化 时 ,可 以利 用 异面 直 线最 小 距 离 进 行 编 程 计 算 ,同 时 也 可 以利 用 三 维 建 模 ,建 立 考 虑 实 际 弧 垂 及 风 偏 影 响 下 的 三 维 模 型 ,可 以在 较 为
利用公式 ( )或 ( )编程 ,即可得 出N 2 1 2 4 塔不同相序
04 4 5
2 4 3 8 3 8 7 2 259 4
438 6
3 5 45 59 4 0 15 5 3
35 2 1 不满足安全
距离要求
从 上 表可 知 ,相 序排 列较 为 合 理 的方 案 为 ( )和 1 ( ) ,前 文所 述 ,该 工程 对 停 电 时 间要 求较 少 ,从 项 2
目工程量 及今后运行角度考虑 ,前后段双回塔相序保 持一致 ,有利运行检修 。因此最终确定的方案为双回
塔 从上 之下 排 列A C B。 利 用 C D 大 的 三维 建 模 功 能 , 可 以快速 建立 一 种 A强
[ 2 ]孟遂明.架空送电线路设计 [ .中国电力出版社 ,0 0 M】 2 1. [ 李 浩言, 遂明.输 电线路 “ 变双”变换 方 式研 究 【_ 3 】 孟 四 1 1 科技创新导报 ,0 0( 2. 2 1 ,1 ) 『1 4 袁翔 , 汪利华.3k 5 V线路导线排列方式改变时的线间距 离 分析 卟 供 用电,00 ( ) 2 1 ,4. 【 1k  ̄ 5k 架 空输 电 线 路 设 计 规 范( 04 — 00 5 0 V 70 V ]1 GB 555 21 ) 『 .中国计划出版社 ,00 s ] 2 1.
( 编辑 : 加转 ) 责任 周
安全 距 离 要 求 。在 三 维 模 型 中考 虑 弧 垂 及 风 偏 影 响相 间最 小距 离 数据 为 :A 相 3 7 米 ,B 相 2 8 米 ,A 相 B .2 C .6 C 3 4 米 。工 程 竣 工 后 ,经 现 场 实 测 三相 最 小距 离 A 相 .6 B 3 5 ,B 相 26 ,A 相 3 3 ,与 计算 值 较 为接 近 , .米 E .米 C .米
一
、
概 述
随着社会经济 的持续高速发展 ,土地资源 日趋 紧
L2
张 ,高压架 空线 路同塔多回路架设 已成为一种发展趋
势 , 由于 历史 原 因部 分 旧 的高压 架 空线 路采 用 单 回路 架
设 ,在实 际工程 设计 中经常存在新建线路与 旧线路跳 通,跳接过程中形成导线相序 由垂直变为水平排列方式 时,线路调通后相间距离是否满足要求,对整个工程 的