輸電線路通用計算器的開發應用

黃雙得 梁介眾

摘 要：針對輸電線路運維人員在線路驗收和運行維護過程中，使用手工計算方式計算相關參數工作量大、效率低的問題，研制了一種輸電線路通用計算器，編制計算程序，將其應用于終端APP進行輸電線路常用參數計算，可省略計算過程，操作簡單，在線路運維方面具有極大的推廣應用價值。

關鍵詞：輸電線路常用計算;終端APP;通用計算器

0 引言

隨著我國經濟不斷發展以及基礎設施建設的加快，輸電線路運行面臨著極大的考驗。尤其近幾年，在輸電線路通道內架設鐵路、修建高速公路的現象突出，嚴重威脅著輸電線路的安全穩定運行。

為了消除安全隱患，保證供電可靠性，首先需要保證輸電線路與建筑物、高速公路、鐵路和其他電力線路等重要交叉跨越物保持足夠的安全距離，因此輸電線路弧垂、交跨距離的測量計算就顯得非常重要。其次，還要保證線路在運行和新投產驗收時，設備尺寸及桿塔運行參數符合要求，例如，壓接管對邊距尺寸、桿塔傾斜、弧垂觀測導線需調整量和代表檔距等參數。工作人員在日常工作中經常需要對這些參數進行測量計算，以保證線路的安全穩定運行，因此亟需研制一種通用、快捷、準確的輸電線路常用計算器。

1 研制背景

目前，非專業線路設計單位進行輸電線路計算時仍使用手工計算方式，計算工作量大，且容易出錯。在線路運行過程中，工作人員常需要對現場數據進行計算，工作人員掌握公式的能力參差不齊，經常浪費大量時間仍不能得出正確結果。為了解決這個問題，提高工作效率，本小組特別研制了輸電線路通用計算器程序以解決輸電線路常用計算問題。經實踐證明，該計算器程序方法達到了簡化計算過程、提高工作效率、減輕人員勞動強度的目的。

在輸電線路驗收或運行維護過程中，工作人員需要對導地線弧垂、交叉跨越距離、壓接管對邊距尺寸、桿塔傾斜、弧垂觀測導線需調整量和代表檔距等數據進行計算。目前線路運行人員的素質無法完全滿足要求，難以開展計算工作，基于此，本文隨機對57名輸電線路運維人員進行了計算能力調查，結果如表1所示。

從表1可知，目前對輸電線路常用計算有了解的人員占大部分，能基本掌握計算公式的人員占少數，能熟練應用計算公式的人少之又少，可見輸電線路常用計算普及率極低。手工計算方法導致重復性工作很多，需要花費大量時間和精力，且常?？赡芤驗閿祿膩砘氐肮綇碗s而導致計算失誤，造成計算結果不準確，誤判輸電線路狀況。此外，在工作現場往往沒有足夠時間進行手工計算，導致運行人員每次在現場不能及時發現線路隱患。

2 輸電線路通用計算器的開發

為了解決上述問題，提高工作效率，減輕計算人員勞動強度，本文編寫了輸電線路通用計算器程序，并將其應用于手機APP進行計算，可實現省略計算過程、操作簡單的目的，可隨時隨地對輸電線路相關參數進行計算。

2.1? ? 梳理計算過程，收集整理計算所需數據、公式及參數

根據《電力工程高壓送電線路設計手冊》要求，需對輸電線路新投產和運行中的導地線弧垂、交叉跨越距離、壓接管對邊距尺寸、桿塔傾斜、弧垂觀測導線需調整量和代表檔距6種常用參數進行公式整理計算，并畫出示意圖。

2.1.1? ? 弧垂計算

當觀測檔內兩桿高度不等，而弧垂最低點不低于兩桿基部連線時，可采用異長法觀測弧垂。采用異長法測量弧垂示意如圖1所示。

異長法測量弧垂公式：

式中，a、b表示兩側馳度板長度（m）。

2.1.2? ? 交叉跨越距離計算

h=L（tan α-tan β）

式中，h為交叉跨越距離，輸出結果;L為水平距離，L=k（上絲-下絲），k為視距常數，k=100，過程值;上絲讀數，輸入值;下絲讀數，輸入值;α為高觀測角，輸入值;β為低觀測角，輸入值。

2.1.3? ? 壓接管對邊距尺寸（壓后）

壓接管對邊距尺寸測量示意如圖2所示。

壓接管對邊距尺寸計算公式：

S=0.866kD+0.2

式中，S為壓接管六邊形的對邊距，輸出結果;D為管外直徑，輸入值;k為壓接管六邊形的壓接系數，設置為可選0.993或0.997。鋼芯、鍍鋅鋼絞線、720 mm2及以下導地線壓接管的k取0.993，720 mm2以上導地線壓接管k取0.997。

2.2? ? 準確性校驗

在計算軟件無誤的前提下，利用其他計算方法進行結果比對，已驗證計算結果的準確性。

針對同一組數據，手工計算、Excel計算公式與輸電線路通用計算器對比結果如表2所示，表明輸電線路通用計算器的計算結果準確。

3 該工具現場應用情況

目前，我局已使用該通用計算器進行線路運維過程中的各種計算，在線路運維人員中得到廣泛使用。應用計算器計算，解決了手工計算步驟繁瑣等問題，并且操作簡單，容易掌握。使用人員只要能看懂輸入輸出界面即可。從研制成功到現在，結合輸電線路“三跨”的隱患排查，已經在輸電管理所運行班組的掌機上安裝該應用程序，在500 kV七圭甲線、七圭乙線、西圭甲線、西圭乙線等線路計算測試了10處導地線弧垂、50處交叉跨越距離、24處壓接管對邊距尺寸、15處桿塔傾斜和30處代表檔距，現場使用非常方便，效果良好，保證了輸電線路的安全穩定運行。

4 結語

本文設計開發了一種應用于手機APP的輸電線路通用計算器，以解決輸電線路新投產和運行中的導地線弧垂、交叉跨越距離、壓接管對邊距尺寸、桿塔傾斜、弧垂觀測導線需調整量和代表檔距等參數的計算問題，操作簡單，攜帶方便，可作為線路運維人員的常備計算工具。

[參考文獻]

[1] 110～750 kV架空輸電線路施工及驗收規范：GB 50233—2014[S].

[2] 110～750 kV架空輸電線路設計規范：GB 50545—2010[S].

收稿日期：2019-11-05

作者簡介：黃雙得（1981—），男，云南曲靖人，高級工程師，主要從事架空輸電線路運行與維護管理工作。