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架空送电线路测量:.
第一节架空输电线路的基本知识:.
电厂发出的电能,是靠导线辅送到用户中
心去的。架设在电厂升压变电站和用户中心
降压变电站之间的输电导线,一般通过绝缘
子悬挂在杆塔上,称为架空输电线路。输电
线路采用三相三线制,所以单回路杆塔上有
三根导线。各导线之间的最小距离与电压等
,110kV线路为
4m。
架空输电线路采用的导线,是由许多根钢
芯铝裹线绞织而成的裸绞线,钢芯用以增加
导线的机械强度。这种导线,称为钢芯铝绞
线。
:.
绝缘子俗称瓷瓶,它有两种形式:
3—10KV线路采用的是针式瓷瓶,立
放在杆塔或傲横担之上,如图15—
1(a);35KV和更高的高压线路,采用
悬式绝缘子串,如图15—1(b),并且
电压愈高,绝缘瓷片愈多。35KV一般
采用3—4片,110KV则采用7片左右。:.
杆塔在地面上的位置,依照地形情况和设
计要求,整齐地排列成一条直线或折线。杆塔
的形式主要有单杆、门形双杆和铁塔,根据受
力情况不同,可以分为直线杆塔和耐张转角杆
塔两种,各有不同的力学结构。:.
竖立在线路直线部分的杆塔,一股只承
受导线和绝缘子等的垂直荷载和水平风压
荷载,结构比较简单,称为直线杆塔,竖
立在线路转角点上的杆塔,须能承受相邻
两档导线拉力所产生的合力,结构比较复
杂,是一种耐张秆塔。为了将线路分段,
以便施工和控制事故范围,在线路电线部
分每隔一定距离,以及线路进出变电所时
的第一个杆塔位置(均称为终端),也都使
用耐张秆塔。:.
•竖立在地面上的杆塔,除自立式铁塔与锥形杆外,
一般要靠拉线维持它的稳定。拉线的方向位置是由杆塔
受力情况决定的。
•相邻两杆塔导线悬挂点之间的水平距离,称为档距。
相邻两耐张杆塔之间的水平距离,称耐张段长度。35kV
以下的线路,档距为150m左右;110kv的线路,档距为
250m左右。耐张段长度大约为3—5km。在一个耐张段
内,由于各处地形情况不同,各杆塔间的档距互不相等;
为了计算导线的应力和弛度,必须选得一个理想的档距,
这个档距称为该耐张段的代表档距。设各杆塔间的相应
档距为li,则代表档距lr按下式计算:.
悬挂在两杆塔之间的导线,是不可能拉成平直的,中
间自然会向下垂;如果企图用力拉平,不是将导线拉断就
是将仟塔拉倒。从悬挂点到导线下垂最低点的铅垂距离称
为弛度,俗称弧垂,一般以f表示。如果两悬挂点等高时,
弛度恰好产生在档距中央;如果两悬挂点不等高时,则有
两个弛度,加图15—2中的fA和fB。
在实际工作中,当两悬挂点不等高
时,常以连接两悬挂点的直线AB与导
线所形成的曲线之间的最大铅垂距离代
表弛度,称为斜弛度,如因15—2中的f。
在弛度理论中证明,斜弛度f也产生在
档距的中央,但不是导线的最低点。弛
度的这一几何性质,可以用一个公式来
表示,即
式中HA、HB、HC—分别为悬挂点和档距中点上导线的
高程。:.
斜弛度(或称档距中点的导线弛度)f和导线最低点的
弛度f和f有如下关系,即
AB
弛度的力学意义与档距f、导线的单位重量g(包括额外
负荷如复冰、风力等)以及导线的应力等因素积关,它是用
另一个公式计算的,即:.
导线对地面和其它设施必须
保持一定的距离。其允许最小安
—2所
示。限距的大小与电压等级有关,
在送电线路规范中有明确的规定,
见表15—1。小于规定限距的地
面点称危险点。一般危险点应予
铲除,如果不易铲除时,则应提
高导线的悬挂高度使之满足限距
要求。导线的悬挂高度与杆塔的
横担高度有关,从地面到最低横
担面的高度称为杆塔呼称高,如
图15—3。:.
架空输电线的路径、杆塔的排列、拉线的方向
位置、弛度和限距的大小,都必须根据设计要求,
通过测量确定。这种测量包括选线、定线、平断面
测量、杆塔定位和施工放样等项内容和工序。前面
四道工序都由电力勘溯设计部门担任,可以分期完
成,也可以一次连续完成,根据任务要求和技术力
量而定。施工放样(括施工基面测量、拉线及弛度
放样则由线路施工单位担任,在施工开始时和施工
过程中进行。:.
测量工作在送变电线路工程建设中起的重要作用:
一、在工程规划阶段要依据地形图确定线路的基本走向,得
到线路长度、曲折系数等基本数据,用以编制投资框算,
进行工程造价控制,论证规划设计的可行性。
二、在工程设计阶段要依据地形图和其他信息进行选择和确
定线路路径方案,实地对路径中心进行测定,测量所经地
带的地物、地貌,并绘制成具有专业特点的送电线路平断
面图,为线路电器、杆塔结构设计、工程施工及运行维护
提供科学依据。
三、在施工阶段,要依据上述平面图,对杆塔位置进行复核
和定位,要依据杆塔中心桩位准确地测设杆塔基础位置,
对架空线弧垂要精确测量。
四、施工完毕后,对基础、杆塔、架空线弧垂的质量须进行
检测,确保施工质量符合设计要求,以保证送电线路的运
行安全。:.
第二节路径方案的选择:.
选线:线路路径的选择
选线的目的:要在线路起讫点间选出
一个全面符合国家项目建设的有关规范,
解决所涉及与其他建设项目相互地理位置
之间的协调关系,充分研究比较线路所经
区域的地形、水文、地址条件,在满足上
述条件的情况下,选择线路长度最短、施
工方便、运行安全、便于维护的路径方案。:.
架空输电线所经过的地面,称为路径。
为了节省建设资金和便于施工、运行,在
输电线路的起迄点间必须选择一条合理的路径。
这条路径的基本要求是短而直、转弯少而转角小、
交叉跨越不多,当导线最大弛度时,对地面建筑
物具有一定的安全高度(即不小于限距)。此外,
在选择路径方案时,还必须考虑以下各点::.
(1)当线路与公路、铁路以及其它高压线路平行时,至少应与它
们隔开一个安全倒杆距离(等于最大杆塔高度加3m)。而与重要通讯
线特别是国际线平行时,其最小允许间距必须经过大地导电率测量
和通讯干扰计算来确定。
(2)当线路与公路、铁路、河流以及其它高压线、重要通讯线交
o
叉跨越时、其交角应不小于30。
(3)线路应尽量设法线过居民区和厂矿区,特别应该远离油库、
***库等危险品仓库和飞机场。线路离飞机场的允许最小距离应和
有关主管部门共同研究确定,并订出协议。
(4)线路应尽量避免穿过林区,特别是重要的经济林区和绿化区。
如果不可避免时,应严格遵守有关砍伐的规定,尽量减少砍伐数量。
(5)杆塔附近应无地下坑道、矿井和滑坡、塌方等不良地质现象;
转角点附近的地面必须坚实平坦、有足够的施工场地。
(6)沿线应有可通车辆的道路或通航的河流,便于施工运输和维
护、检修。:.
选线工作一般先在小比例尺(最好是1:10000或
1:25000)地形图上进行。根据图上反映的地貌、地
物情况和有关地质资料,全面考虑国家各项建设的利
益,选择一条合适的路径方案,再到实地进行踏勘,
插旗标定线路起迄点、转角点和主要交叉跨越点的大
体位置。在踏勘过程中,如发现图上的方案有不符合
行必要的修改,重新选定一条比较合理的路径。
这里值得提到的是:近几年来,有的电力勘测
设计单位利用相应比例尺的航空摄影像片进行选线,
已取得良好的效果,今后的线路勘测工作将朝着直接
利用航测资料的方向发展。:.
第三节定线测量:.
路径方案确定之后,在实地标出了线路的起迄
点、转角点和主要交叉跨越点的大体位置。定线测
量的任务,除了正式标定这些点的中心位置外,还
必须定出方向桩和直线桩,测定转角大小,并在转
角点上定出分角桩,如图15—4所示。:.
转角桩在图上和实地上都要在编号前冠一个“J”
(即“角”字的第一个拼音字母)表示,一般称为J桩。线
路转角的大小,以来线方向的延长线(图15—4中的虚线
所示)转至去线方向的角值表示。在图15—4中,J是右转
2
一个a角;J是左转一个a角。在J桩附近要标出来线和
233
去线的方向,表示这个方向的木桩称为方向桩,一般钉在
离J桩5m左右的路径中线上,并在木桩侧面注上“方向”
o
二字。分角桩钉在J桩的外分角线(大于180的钝角分角线
)上,也离J桩5m左右,桩侧注上“分角”二字。分角桩
与两边导线合力的方向相反,杆塔竖立以后,要在分角方
向打一条拉线,使其与两边导线拉力所产生的合力抗衡,
保证杆塔不致偏倒。转折点的角度要用正倒境观测一测回,
入定线手簿中。:.
不在转角点附近的路径方向桩,通常称为直线桩。
它位于两个转角桩中心的联线上,是平断面测图和施工
定位的依据,起着测站的作用。直线桩应选在路径中心
线上突出明显,能够观测地形的地方;相邻两直线桩之
间的距离,一般不应超过400m。直线桩以在编号前冠
一个“Z”(即“直”宇的第一个拼音字母)表示。
线路定线是一个十分重要的环节。直线部分如果定
得不直,杆塔竖立以后,不但看去很不整齐,而且会使
直线杆塔承受额外的扭力,影响工程质量。因此,定线
测量精度要求较高,必须采用性能良好的经纬仪进行工
作。
定线测量时,如在通视良好的情况下,应按经纬仪
重转法(即正倒镜观测)延长直线。遇到障碍时,常用等
边三角形法或矩形法绕过障碍。:.
越障延长直线
如图,欲延长直线AB,但前面有房屋挡住视线,
于是采用等腰三角形法或矩形法绕道障碍。这两种方法
都要测角和量距。延长线的精度取决于测角和量距的精
度。距离丈量应用同一条钢尺,以免不同钢尺有不同尺
长误差的影响;绕经路线应选择在平坦地段,当有坡度
时应注意进行距离改正;每边长度最好不超过一整尺。:.
按比例改正法
如图AB两点互不通视,今欲在两点之间插入M、N两点或更
多的点。,在
M1安置经纬仪,用重转法延长AM1至N1,并用钢卷尺细心测定平
距AM1和M1N1;然后在N1安置经纬仪,又用重转法延长M1N1至B1
.用钢卷尺细心测定从N1B1。B1离开B的平距称为端点偏距,应
。再按比例算出N1和M1的
归线改正数
最后用仪器在N1和M1,测设角N1和角M1,使之等于同位角B1,沿与
B1B平行的方向用钢尺精确量出平距从N1N和M1M,所定M、N点必定位于
AB直线上。
测设时应注意使直线AB1尽量靠近AB,端点偏距BB1不要超过一整
尺长。:.
第四节平断面测量:.
平断面测量的工作内容包括:
测定各桩位高程及其间距,计算从起点至
各桩位的累积距离;
测定路径中线上各碎部点对桩位的距离和
高差,在毫米格纸(即坐标纸)上绘制纵断面图
和平面示意图;
测绘可能小于限距的危险点和风偏断面。:.
一、桩位高程和间距的测定
平断面测量之前,应先用水准测量从邻近的水准
点引测线路起点的高程。线路上其它各桩位的高程和
间距,可用视距高程导线测定。为了避免错误,视距
要用三丝读数,天顶距应用正倒镜观测一测回、最大
视距不应超过400m。高程导线测到线路终点后,应
和邻近的水准点闭合。其闭合差f不应超过下式规定
h:.
二、路径纵断面图的测绘
架空输电线路径中线的纵断面图和其它纵断面图
的绘制方法大致相同,但有一些不同的要求:
(1)在断面图上除了反映地面的起伏情况外,还应
显示出线路跨越的地面突出建筑物的高度。如果地面
建筑物恰好位于路径中线上,称为正跨,图中以实线
表示;如果地面建筑物仅被输电线路的边线(即左右两
边的导线)所跨,称为边跨,图中以虚线表示。
(2)当线路跨越其它高压线和通讯线时,除了以电
杆符号表示出它们的顶高外,还应注明高压线的伏数
和通讯线的线数,并注明上线高。
(3)被跨越的河流、湖泊、
高洪水位,并在图中表示出来。:.
纵断面图的绘制一般在野外测站上进行。
比例尺的大小视具体要求而定;通常采用横向
(平距)1:5000,纵向(高程)1:500,以便于
设计人员用预制的弛度板在图上作排杆设计。
在绘图之前,应根据图例从左至右定出里程标;
里程标的零点就是线路的起点。然后在靠近起
点的左边绘出标高线,从下往上标出高程。每
张图上标高线起点的高程应定得适当,尽量使
这段路径上的最高断面点和最低断面点都不致
于落到图外。在高程相差很大的地区,不得已
时,可以在图中变更标高线的高程标数,将这
段断面错开绘制。:.
纵断面图的具体绘法如下:
首先根据测站的累距和高程展出测站点,
并从该点向下画一条2cm的线段表示。在测
站线的下方,从图框的横线向上作—条5cm
的垂线,在垂线的左侧注出桩号,字头朝左;
然后在下面的相应栏内注出测站的累距、高
程以及与相邻桩号的间距。然后根据路径上
碎部点到测站点的平距和高差,展出碎部点。
展绘碎部点时,应弄清前后方向和高差的正
负。最后将所有地面点(包括测站点)联成一
条折线,即绘成断面图,如图所示。:.
第五节杆塔定位测量:.
平断面测量以后,送电设计人员便可根据图上反
映的情况,合理安排杆塔位置,选择适当的杆型和扦
高,这步工作称为排杆。杆位确定后,从图上可以量
得它与邻近断面桩之间的平距,从而可以在实地上标
定应竖杆塔的位置。
转角杆塔的基本位置就是J桩的位置,不需要重新
排杆定位。但当转角较大,转角杆塔采用不等长横担
或横担较宽时,为了尽量减小两侧直线杆塔所受角度
荷裁的影响,杆塔中心与J桩之间必须有一段位移距离,
于是需要定出位移桩。位移桩一般在施工基面测量中
测定。因此,通常所谓定位测量,是指直线杆塔的定
位而言,而排杆只是排定线路直线部分的杆塔位置。:.
定位测量时,将经纬仪安置在与所定杆位
邻近的断面桩(直线桩或转角桩)上,根据欲定
杆位至断面桩的平距,沿中线方向定出杆位桩。
杆位桩的编号以数字右上角加“#”号表示。
由于断面图上反映的实地情况不可能十分细致
准确,如按照设计距离定出的杆塔位置不利于
竖杆时,在征得设计人员同意后,可以稍许前
后移动、但移动的范围一般不超过±3m。
实地定下杆塔桩位后,应重新测定杆位桩
至断面桩之间的距离和杆位高程,并计算档距
和累距。:.
杆塔定位测量之后,应当编制成果表。
在成果表中应列出杆塔编号、实地杆桩关系、
档距、累距、杆位高程、转角方向等。成果表
必须一式数份,分发给有关设计、施工单位。
最后值得指出的是:由于施工前还必须设
计和制造杆塔构件,进行其它有关准备工作,
时间久了,有些位于田土内的杆位桩可能毁坏;
因此,进行定位测量时,必须在杆位桩前后中
线止设置副桩,用红漆在副桩上注明至杆位桩
的前后距离(以“±”号表示),以便施工时容
易找到。:.
第六节线路施工测量:.
架空输电线路的施工,包括
基础开挖、竖立杆塔以及挂置导
线等三道主要工序,相应这三道
工序的测量工作有施工基面测量、
拉线放祥和弛度放样。:.
一、施工基面测量
在斜坡上竖立杆塔时,作为计算基础埋深和杆塔高度
的起始平面,称为施工基面。在线路施工规范中,杆塔基础
的埋置深度是以水平地面为基准规定的。在斜坡上,如果以
杆塔基脚位置上的自然地面为准计算埋深。则靠外坡(下坡)
的基础部分就没有足够的土壤体积,不能保证基础的稳定。
因此,必须根据杆塔基础的埋深和宽度以及斜坡的工程地质
指标选择合适的施工基面。施工基面如果定得很低,虽然对
保证基础稳定有好处,但增加了基坑开挖的土方量,而且降
低了悬挂点的高程,减少了导线对地距离。施工基面测量的
目的、就是根据规范要求,定山适当的施工基面,测定基础
开挖的土方量,为此,先要标定杆塔各个基脚的位置、这步
工作,俗称分坑。