第六章 架空送電線路測量

架空送電線路丈量第一節(jié)架空輸電線路的根本知識

電廠發(fā)出的電能，是靠導(dǎo)線輔送到用戶中心去的。架設(shè)在電廠升壓變電站和用戶中心降壓變電站之間的輸電導(dǎo)線，普統(tǒng)統(tǒng)過絕緣子懸掛在桿塔上，稱為架空輸電線路。輸電線路采用三相三線制，所以單回路桿塔上有三根導(dǎo)線。各導(dǎo)線之間的最小間隔與電壓等級有關(guān)．如35kV線路為3m，110kV線路為4m。架空輸電線路采用的導(dǎo)線，是由許多根鋼芯鋁裹線絞織而成的裸絞線，鋼芯用以添加導(dǎo)線的機械強度。這種導(dǎo)線，稱為鋼芯鋁絞線。

絕緣子俗稱瓷瓶，它有兩種方式：3—10KV線路采用的是針式瓷瓶，立放在桿塔或傲橫擔之上，如圖15—1(a)；35KV和更高的高壓線路，采用懸式絕緣子串，如圖15—1(b)，并且電壓愈高，絕緣瓷片愈多。35KV普通采用3—4片，110KV那么采用7片左右。桿塔在地面上的位置，按照地形情況和設(shè)計要求，整齊地陳列成一條直線或折線。桿塔的方式主要有單桿、門形雙桿和鐵塔，根據(jù)受力情況不同，可以分為直線桿塔和耐張轉(zhuǎn)角桿塔兩種，各有不同的力學(xué)構(gòu)造。豎立在線路直線部分的桿塔，一股只接受導(dǎo)線和絕緣子等的垂直荷載和程度風壓荷載，構(gòu)造比較簡單，稱為直線桿塔，豎立在線路轉(zhuǎn)角點上的桿塔，須能接受相鄰兩檔導(dǎo)線拉力所產(chǎn)生的合力，構(gòu)造比較復(fù)雜，是一種耐張稈塔。為了將線路分段，以便施工和控制事故范圍，在線路電線部分每隔一定間隔，以及線路進出變電所時的第一個桿塔位置(均稱為終端)，也都運用耐張稈塔。豎立在地面上的桿塔，除自立式鐵塔與錐形桿外，普通要靠拉線維持它的穩(wěn)定。拉線的方向位置是由桿塔受力情況決議的。相鄰兩桿塔導(dǎo)線懸掛點之間的程度間隔，稱為檔距。相鄰兩耐張桿塔之間的程度間隔，稱耐張段長度。35kV以下的線路，檔距為150m左右；110kv的線路，檔距為250m左右。耐張段長度大約為3—5km。在一個耐張段內(nèi)，由于各處地形情況不同，各桿塔間的檔距互不相等；為了計算導(dǎo)線的應(yīng)力和弛度，必需選得一個理想的檔距，這個檔距稱為該耐張段的代表檔距。設(shè)各桿塔間的相應(yīng)檔距為li，那么代表檔距l(xiāng)r按下式計算懸掛在兩桿塔之間的導(dǎo)線，是不能夠拉成平直的，中間自然會向下垂；假設(shè)企圖用力拉平，不是將導(dǎo)線拉斷就是將仟塔拉倒。從懸掛點到導(dǎo)線下垂最低點的鉛垂間隔稱為弛度，俗稱弧垂，普通以f表示。假設(shè)兩懸掛點等高時，弛度恰好產(chǎn)生在檔距中央；假設(shè)兩懸掛點不等高時，那么有兩個弛度，加圖15—2中的fA和fB。在實踐任務(wù)中，當兩懸掛點不等高時，常以銜接兩懸掛點的直線AB與導(dǎo)線所構(gòu)成的曲線之間的最大鉛垂間隔代表弛度，稱為斜弛度，如因15—2中的f。在弛度實際中證明，斜弛度f也產(chǎn)生在檔距的中央，但不是導(dǎo)線的最低點。弛度的這一幾何性質(zhì)，可以用一個公式來表示，即式中HA、HB、HC—分別為懸掛點和檔距中點上導(dǎo)線的高程。斜弛度(或稱檔距中點的導(dǎo)線弛度)f和導(dǎo)線最低點的弛度fA和fB有如下關(guān)系，即弛度的力學(xué)意義與檔距f、導(dǎo)線的單位分量g(包括額外負荷如復(fù)冰、風力等)以及導(dǎo)線的應(yīng)力等要素積關(guān)，它是用另一個公式計算的，即導(dǎo)線對地面和其它設(shè)備必需堅持一定的間隔。其允許最小平安間隔稱為限距．如圖15—2所示。限距的大小與電壓等級有關(guān)，在送電線路規(guī)范中有明確的規(guī)定，見表15—1。小于規(guī)定限距的地面點稱危險點。普通危險點應(yīng)予根除，假設(shè)不易根除時，那么應(yīng)提高導(dǎo)線的懸掛高度使之滿足限距要求。導(dǎo)線的懸掛高度與桿塔的橫擔高度有關(guān)，從地面到最低橫擔面的高度稱為桿塔呼稱高，如圖15—3。架空輸電線的途徑、桿塔的陳列、拉線的方向位置、弛度和限距的大小，都必需根據(jù)設(shè)計要求，經(jīng)過丈量確定。這種丈量包括選線、定線、平斷面丈量、桿塔定位和施工放樣等項內(nèi)容和工序。前面四道工序都由電力勘溯設(shè)計部門擔任，可以分期完成，也可以一次延續(xù)完成，根據(jù)義務(wù)要求和技術(shù)力量而定。施工放樣(括施工基面丈量、拉線及弛度放樣那么由線路施工單位擔任，在施工開場時和施工過程中進展。丈量任務(wù)在送變電線路工程建立中起的重要作用：一、在工程規(guī)劃階段要根據(jù)地形圖確定線路的根本走向，得到線路長度、曲折系數(shù)等根本數(shù)據(jù)，用以編制投資框算，進展工程造價控制，論證規(guī)劃設(shè)計的可行性。二、在工程設(shè)計階段要根據(jù)地形圖和其他信息進展選擇和確定線路途徑方案，實地對途徑中心進展測定，丈量所經(jīng)地帶的地物、地貌，并繪制成具有專業(yè)特點的送電線路平斷面圖，為線路電器、桿塔構(gòu)造設(shè)計、工程施工及運轉(zhuǎn)維護提供科學(xué)根據(jù)。三、在施工階段，要根據(jù)上述平面圖，對桿塔位置進展復(fù)核和定位，要根據(jù)桿塔中心樁位準確地測設(shè)桿塔根底位置，對架空線弧垂要準確丈量。四、施工終了后，對根底、桿塔、架空線弧垂的質(zhì)量須進展檢測，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計要求，以保證送電線路的運轉(zhuǎn)平安。第二節(jié)途徑方案的選擇選線：線路途徑的選擇選線的目的：要在線路起訖點間選出一個全面符合國家工程建立的有關(guān)規(guī)范，處理所涉及與其他建立工程相互地理位置之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，充分研討比較線路所經(jīng)區(qū)域的地形、水文、地址條件，在滿足上述條件的情況下，選擇線路長度最短、施工方便、運轉(zhuǎn)平安、便于維護的途徑方案。架空輸電線所經(jīng)過的地面，稱為途徑。為了節(jié)省建立資金和便于施工、運轉(zhuǎn)，在輸電線路的起迄點間必需選擇一條合理的途徑。這條途徑的根本要求是短而直、轉(zhuǎn)彎少而轉(zhuǎn)角小、交叉跨越不多，當導(dǎo)線最大弛度時，對地面建筑物具有一定的平安高度(即不小于限距)。此外，在選擇途徑方案時，還必需思索以下各點：(1)當線路與公路、鐵路以及其它高壓線路平行時，至少應(yīng)與它們隔開一個平安倒桿間隔(等于最大桿塔高度加3m)。而與重要通訊線特別是國際線平行時，其最小允許間距必需經(jīng)過大地導(dǎo)電率丈量和通訊干擾計算來確定。(2)當線路與公路、鐵路、河流以及其它高壓線、重要通訊線交叉跨越時、其交角應(yīng)不小于30o。(3)線路應(yīng)盡量設(shè)法線過居民區(qū)和廠礦區(qū)，特別應(yīng)該遠離油庫、火藥庫等危險品倉庫和飛機場。線路離飛機場的允許最小間隔應(yīng)和有關(guān)主管部門共同研討確定，并訂出協(xié)議。(4)線路應(yīng)盡量防止穿過林區(qū)，特別是重要的經(jīng)濟林區(qū)和綠化區(qū)。假設(shè)不可防止時，應(yīng)嚴厲遵守有關(guān)砍伐的規(guī)定，盡量減少砍伐數(shù)量。(5)桿塔附近應(yīng)無地下坑道、礦井和滑坡、塌方等不良地質(zhì)景象；轉(zhuǎn)角點附近的地面必需堅實平坦、有足夠的施工場地。(6)沿線應(yīng)有可通車輛的道路或通航的河流，便于施工運輸和維護、檢修。選線任務(wù)普通先在小比例尺(最好是1：10000或1：25000)地形圖上進展。根據(jù)圖上反映的地貌、地物情況和有關(guān)地質(zhì)資料，全面思索國家各項建立的利益，選擇一條適宜的途徑方案，再到實地進展踏勘，插旗標定線路起迄點、轉(zhuǎn)角點和主要交叉跨越點的大體位置。在踏勘過程中，如發(fā)現(xiàn)圖上的方案有不符合實踐情況的地方．可以在進一步伐查研討的根底上進展必要的修正，重新選定一條比較合理的途徑。這里值得提到的是：近幾年來，有的電力勘測設(shè)計單位利用相應(yīng)比例尺的航空攝影像片進展選線，已獲得良好的效果，今后的線路勘測任務(wù)將朝著直接利用航測資料的方向開展。第三節(jié)定線測量途徑方案確定之后，在實地標出了線路的起迄點、轉(zhuǎn)角點和主要交叉跨越點的大體位置。定線丈量的義務(wù)，除了正式標定這些點的中心位置外，還必需定出方向樁和直線樁，測定轉(zhuǎn)角大小，并在轉(zhuǎn)角點上定出分角樁，如圖15—4所示。轉(zhuǎn)角樁在圖上和實地上都要在編號前冠一個“J〞(即“角〞字的第一個拼音字母)表示，普通稱為J樁。線路轉(zhuǎn)角的大小，以來線方向的延伸線(圖15—4中的虛線所示)轉(zhuǎn)至去線方向的角值表示。在圖15—4中，J2是右轉(zhuǎn)一個a2角；J3是左轉(zhuǎn)一個a3角。在J樁附近要標出來線和去線的方向，表示這個方向的木樁稱為方向樁，普通釘在離J樁5m左右的途徑中線上，并在木樁側(cè)面注上“方向〞二字。分角樁釘在J樁的外分角線(大于180o的鈍角分角線)上，也離J樁5m左右，樁側(cè)注上“分角〞二字。分角樁與兩邊導(dǎo)線合力的方向相反，桿塔豎立以后，要在分角方向打一條拉線，使其與兩邊導(dǎo)線拉力所產(chǎn)生的合力抗衡，保證桿塔不致偏倒。轉(zhuǎn)機點的角度要用正倒境觀測一測回，入定線手簿中。不在轉(zhuǎn)角點附近的途徑方向樁，通常稱為直線樁。它位于兩個轉(zhuǎn)角樁中心的聯(lián)線上，是平斷面測圖和施工定位的根據(jù)，起著測站的作用。直線樁應(yīng)選在途徑中心線上突出明顯，可以觀測地形的地方；相鄰兩直線樁之間的間隔，普通不應(yīng)超越400m。直線樁以在編號前冠一個“Z〞(即“直〞宇的第一個拼音字母)表示。線路定線是一個非常重要的環(huán)節(jié)。直線部分假設(shè)定得不直，桿塔豎立以后，不但看去很不整齊，而且會使直線桿塔接受額外的扭力，影響工程質(zhì)量。因此，定線丈量精度要求較高，必需采用性能良好的經(jīng)緯儀進展任務(wù)。定線丈量時，如在通視良好的情況下，應(yīng)按經(jīng)緯儀重轉(zhuǎn)法(即正倒鏡觀測)延伸直線。遇到妨礙時，常用等邊三角形法或矩形法繞過妨礙。越障延伸直線如圖，欲延伸直線AB，但前面有房屋擋住視野，于是采用等腰三角形法或矩形法繞道妨礙。這兩種方法都要測角和量距。延伸線的精度取決于測角和量距的精度。間隔丈量運用同一條鋼尺，以免不同鋼尺有不同尺長誤差的影響；繞經(jīng)道路應(yīng)選擇在平坦地段，當有坡度時應(yīng)留意進展間隔矯正；每邊長度最好不超越一整尺。按比例矯正法如圖AB兩點互不通視，今欲在兩點之間插入M、N兩點或更多的點。為此．大致朝著AB方向前后通視的地方選定一點M1，在M1安頓經(jīng)緯儀，用重轉(zhuǎn)法延伸AM1至N1，并用鋼卷尺細心測定平距AM1和M1N1；然后在N1安頓經(jīng)緯儀，又用重轉(zhuǎn)法延伸M1N1至B1．用鋼卷尺細心測定從N1B1。B1分開B的平距稱為端點偏距，運用鋼尺準確量出B1B．并測定程度角B1。再按比例算出N1和M1的歸線矯正數(shù)最后用儀器在N1和M1，測設(shè)角N1和角M1，使之等于同位角B1，沿與B1B平行的方向用鋼尺準確量出平距從N1N和M1M，所定M、N點必定位于AB直線上。測設(shè)時應(yīng)留意使直線AB1盡量接近AB，端點偏距BB1不要超越一整尺長。第四節(jié)平斷面丈量平斷面丈量的任務(wù)內(nèi)容包括：測定各樁位高程及其間距，計算從起點至各樁位的累積間隔；測定途徑中線上各碎部點對樁位的間隔和高差，在毫米格紙(即坐標紙)上繪制縱斷面圖和平面表示圖；測繪能夠小于限距的危險點和風偏斷面。一、樁位高程和間距的測定平斷面丈量之前，應(yīng)先用水準丈量從臨近的水準點引測線路起點的高程。線路上其它各樁位的高程和間距，可用視距高程導(dǎo)線測定。為了防止錯誤，視距要用三絲讀數(shù)，天頂距運用正倒鏡觀測一測回、最大視距不應(yīng)超越400m。高程導(dǎo)線測到線路終點后，應(yīng)和臨近的水準點閉合。其閉合差fh不應(yīng)超越下式規(guī)定二、途徑縱斷面圖的測繪架空輸電線途徑中線的縱斷面圖和其它縱斷面圖的繪制方法大致一樣，但有一些不同的要求：(1)在斷面圖上除了反映地面的起伏情況外，還應(yīng)顯示出線路跨越的地面突出建筑物的高度。假設(shè)地面建筑物恰好位于途徑中線上，稱為正跨，圖中以實線表示；假設(shè)地面建筑物僅被輸電線路的邊線(即左右兩邊的導(dǎo)線)所跨，稱為邊跨，圖中以虛線表示。(2)當線路跨越其它高壓線和通訊線時，除了以電桿符號表示出它們的頂高外，還應(yīng)注明高壓線的伏數(shù)和通訊線的線數(shù)，并注明上線高。(3)被跨越的河流、湖泊、水庫．應(yīng)調(diào)查和測定最高洪水位，并在圖中表示出來。縱斷面圖的繪制普通在野外測站上進展。比例尺的大小視詳細要求而定；通常采用橫向(平距)1：5000，縱向(高程)1：500，以便于設(shè)計人員用預(yù)制的弛度板在圖上作排桿設(shè)計。在繪圖之前，應(yīng)根據(jù)圖例從左至右定出里程標；里程標的零點就是線路的起點。然后在接近起點的左邊繪出標高線，從下往上標出高程。每張圖上標高線起點的高程應(yīng)定得適當，盡量使這段途徑上的最高斷面點和最低斷面點都不致于落到圖外。在高程相差很大的地域，不得已時，可以在圖中變卦標高線的高程標數(shù)，將這段斷面錯開繪制?？v斷面圖的詳細繪法如下：首先根據(jù)測站的累距和高程展出測站點，并從該點向下畫一條2cm的線段表示。在測站線的下方，從圖框的橫線向上作—條5cm的垂線，在垂線的左側(cè)注出樁號，字頭朝左；然后在下面的相應(yīng)欄內(nèi)注出測站的累距、高程以及與相鄰樁號的間距。然后根據(jù)途徑上碎部點到測站點的平距和高差，展出碎部點。展繪碎部點時，應(yīng)弄清前后方向和高差的正負。最后將一切地面點(包括測站點)聯(lián)成一條折線，即繪成斷面圖，如下圖。第五節(jié)桿塔定位丈量平斷面丈量以后，送電設(shè)計人員便可根據(jù)圖上反映的情況，合理安排桿塔位置，選擇適當?shù)臈U型和扦高，這步任務(wù)稱為排桿。桿位確定后，從圖上可以量得它與臨近斷面樁之間的平距，從而可以在實地上標定應(yīng)豎桿塔的位置。轉(zhuǎn)角桿塔的根本位置就是J樁的位置，不需求重新排桿定位。但當轉(zhuǎn)角較大，轉(zhuǎn)角桿塔采用不等長橫擔或橫擔較寬時，為了盡量減小兩側(cè)直線桿塔所受角度荷裁的影響，桿塔中心與J樁之間必需有一段位移間隔，于是需求定出位移樁。位移樁普通在施工基面丈量中測定。因此，通常所謂定位丈量，是指直線桿塔的定位而言，而排桿只是排定線路直線部分的桿塔位置。定位丈量時，將經(jīng)緯儀安頓在與所定桿位臨近的斷面樁(直線樁或轉(zhuǎn)角樁)上，根據(jù)欲定桿位至斷面樁的平距，沿中線方向定出桿位樁。桿位樁的編號以數(shù)字右上角加“#〞號表示。由于斷面圖上反映的實地情況不能夠非常細致準確，如按照設(shè)計間隔定出的桿塔位置不利于豎桿時，在征得設(shè)計人員贊同后，可以稍許前后挪動、但挪動的范圍普通不超越±3m。