输电线路中相绝缘子串采用V型串能限制导线摇摆,缩小塔窗尺寸,改善铁塔受力情况,从而达到既缩小线路走廊宽度,又减少铁塔耗钢量的目的。V型串虽然限制了串和导线的摆动,但是铁塔瓶口电气间隙校验仍然是需要重视的环节。铁塔瓶口电气间隙指的是中相导线与塔身的最小距离,校验得出的铁塔瓶口电气间隙偏小,导致需使用较大的铁塔,会造成塔材大量浪费,经济指标差:校验得出的铁塔瓶口电气间隙偏大,在大风作用下导线可能会对铁塔构件放电,造成线路跳闸,甚至可能对带电作业的运维人员造成人身伤害。
目前铁塔瓶口电气间隙的校验主要使用间隙圆法,该方法在校验导线挂点处的电气间隙时精度较高,在校验塔窗出线处的电气间隙时,该方法截取导线在塔窗出线处的垂直平面画间隙圆校验,把导线在塔窗出线处的位置当作导线与塔身最近的点,然而由于高差和小弧垂的影响,导线与塔身最近的点通常是在塔窗之外而不是塔窗出线处。此外,间隙圆法对于塔身厚度的处理通常是引入一个裕度o来考虑其对间隙的影响。由于各种直线塔塔身厚度、使用条件均不同,因此o不能准确反映塔身厚度的影响,若对于各种工况下的各种塔型均用CAD画间隙圆校验,则制图的工作量十分巨大。
针对间隙圆法无法精确考虑高差和小弧垂的问题,本文介绍一种较为精确的铁塔瓶口电气间隙算法,通过建立铁塔和导线空间几何模型,推导空间几何算法,利用该方法计算瓶口处导线与铁塔间的最小距离,校验中相使用V型绝缘子串时铁塔瓶口电气间隙是否满足要求。
1V型绝缘子串和导线模型
单回路中相塔头、V型绝缘子串、导线如图1所示。
导线在塔窗中的瓶口高差和瓶口小弧垂计算方法如公式
(1）、公式（2）所示:
式中,h为瓶口高差:m为塔窗宽度的1/2:丑为导线悬挂点高差,比邻塔高时为正,比邻塔低时为负:1为档距:/x为瓶口小弧垂:K为该耐张段的K值。
图1单回路中相塔头、V型绝缘子串、导线示意图
由公式（1）（2）可知,档距一定时,高差丑越大,瓶口高差就越大。此外,现行设计规范规定,悬挂点的设计安全系数不应小于2.25,大高差地形极易引起悬挂点设计安全系数大于2.25,此时需要对导线做放松处理,进一步增大瓶口小弧垂。综合以上两种因素,输电线路中相使用V型绝缘子串时,铁塔瓶口电气间隙校验是电气设计中十分重要的一个环节,特别是大高差地形。
2空间几何算法公式推导
图2所示为建立铁塔、V型绝缘子串和导线的三维模型,通过模型分析可知,塔身与导线最近的点在下曲臂内侧主材上,求解铁塔瓶口电气间隙可转换成求解导线与空间直线AB的最小距离。
因此,以V型绝缘子串面向线路前进方向左下方悬垂线夹为坐标原点o建立坐标系,x轴指向线路前进方向,垂直于线路前进方向向上为y轴,同时垂直于x轴和y轴且指向线路前进方向右侧为:轴,求两下曲臂内侧主材交点A坐标(x1,y1,:1),上曲臂内侧主材与下曲臂内侧主材交点B坐标(x2,z2,:2）,则
由于K值一般在0.2×10-3～0.5×10-3,K2取值区间为0.4×10-7～0.25×10-6,且由于所要研究的对象是瓶口电气间隙,因此x0的取值范围为0 由式(3)、式(7)即可算出点P到空间直线AB的距离d。 3计算实例 3.1工程参数 以某500kV输电线路#1塔为例,#1塔大号侧出现大高差情况,导线下压严重,需要精确校验铁塔瓶口电气间隙。#1塔下相导线采用V型绝缘子串,串长度为7.215m,上曲臂内侧主材与下曲臂内侧主材交点处塔窗宽度一半为1.87m,两下曲臂内侧主材交点处塔窗宽度为1.7m,#1塔大号侧档距为510m,#1塔挂线高程为947.885m,#2塔挂线高程为796.1m,所处耐张段K值为0.4211x10-3。 3.2计算结果 #1塔窗正面图和间隙圆图如图3所示,在#1塔窗正面图中以V型绝缘子串面向线路前进方向左下方悬垂线夹为坐标原点o建立坐标系,假设点M坐标为(x1,z1,:1）,N坐标为(x2,z2,:2）,根据前文分析和#1塔窗正面图可得以下计算参数:x1=1.87,z1=-6.655,:1=0.188,x2=1.7,z2=-1.47,:2=-4.888,#1大号侧瓶口高差h=0.556m,瓶口小弧垂fx=0.400m,导线挂点高差/档距=0.298,将上述参数代入公式(3）、公式(7）可得: d与x0之间的关系如图4所示,分析图像可知,导线离开塔窗后与塔身的距离先减小后增大,导线与铁塔最近点并不在塔窗出线处而是在导线离开塔窗后。出现这一情况是因为导线离开塔窗的一小段距离内,由于与临塔高差大,下压严重,垂直方向距离增加的幅度大于水平方向,因此导线与塔身距离越来越小,到达极值点后由于水平方向距离增加的幅度大于垂直方向,导线逐渐远离杆塔,因此距离增大。极小值点坐标为(3.02,3.66）,铁塔瓶口电气间隙为3.66m,小于带电检修工况所需满足的3.7m电气间隙。因此,用空间几何算法校验铁塔瓶口电气间隙的结论为间隙不满足要求。 3.3间隙圆法校验瓶口间隙 如图3所示,在#1塔窗平面图中画出下相导线瓶口高差和瓶口小弧垂,由于V型串限制了绝缘子串的摆动,而带电检修工况下所需满足的电气间隙又最大,因此只需画带电检修工况下的间隙圆即可。分别以均压环、导线在塔窗出线处为圆心,带电检修工况所需满足的3.7m空气间隙为半径画圆,发现间隙圆并未与塔身相交,带电点距离塔身最小距离为3.79m。因此,用间隙圆法校验铁塔瓶口电气间隙的结论为间隙满足要求。 3.4校验结果分析 根据上述校验结果可知,空间几何算法与间隙圆法得出的结论在铁塔瓶口电气间隙处于临界值时存在差异,原因是输电线路中相使用V型绝缘子串时,导线与铁塔最近点并不在塔窗出线处而是在导线离开塔窗后,而间隙圆法是截取导线在塔窗出线处的垂直平面校验间隙,忽略了导线离开塔窗后的下压距离,因此求出的距离偏大,当瓶口间隙处于临界值时,容易把间隙不满足要求的塔位误认为满足要求,留下安全隐患。 4结语 （1）本文通过空间三维算法提出铁塔瓶口电气间隙和导线与悬挂点之间水平距离的关系,可用一元二次方程表示,发现导线离开塔窗后电气间隙先减小后增大,与塔身最小距离出现在导线离开塔窗后的一小段距离之内,求取铁塔瓶口电气间隙即为求取一元二次方程的最小值。 （2）本文提出的空间三维算法,针对中相使用V型串的输电线路建立了较为精确的计算模型,比间隙圆法、CAD三维模拟等方法更加简便,且大大提高了计算精度。在工程实践中可使用本文提出的算法精确计算铁塔瓶口电气间隙,确保间隙满足要求。 9月2日消息，不造车的华为或将催生出更大的独角兽公司，随着阿维塔和赛力斯的入局，华为引望愈发显得引人瞩目。 加利福尼亚州圣克拉拉县2024年8月30日/美通社/--数字化转型技术解决方案公司Trianz今天宣布，该公司与AmazonWebServices（AWS）签订了... 伦敦2024年8月29日/美通社/--英国汽车技术公司SODA.Auto推出其旗舰产品SODAV，这是全球首款涵盖汽车工程师从创意到认证的所有需求的工具，可用于创建软件定义汽车。SODAV工具的开发耗时1.5... 北京2024年8月28日/美通社/--越来越多用户希望企业业务能7×24不间断运行，同时企业却面临越来越多业务中断的风险，如企业系统复杂性的增加，频繁的功能更新和发布等。如何确保业务连续性，提升韧性，成... 8月30日消息，据媒体报道，腾讯和网易近期正在缩减他们对日本游戏市场的投资。 8月28日消息，今天上午，2024中国国际大数据产业博览会开幕式在贵阳举行，华为董事、质量流程IT总裁陶景文发表了演讲。 8月28日消息，在2024中国国际大数据产业博览会上，华为常务董事、华为云CEO张平安发表演讲称，数字世界的话语权最终是由生态的繁荣决定的。 要点：有效应对环境变化，经营业绩稳中有升落实提质增效举措，毛利润率延续升势战略布局成效显著，战新业务引领增长以科技创新为引领，提升企业核心竞争力坚持高质量发展策略，塑强核心竞争优势... 北京2024年8月27日/美通社/--8月21日，由中央广播电视总台与中国电影电视技术学会联合牵头组建的NVI技术创新联盟在BIRTV2024超高清全产业链发展研讨会上宣布正式成立。活动现场NVI技术创新联... 北京2024年8月27日/美通社/--在8月23日举办的2024年长三角生态绿色一体化发展示范区联合招商会上，软通动力信息技术（集团）股份有限公司（以下简称"软通动力"）与长三角投资（上海）有限... 山海路引岚悦新程三亚2024年8月27日/美通社/--近日，海南地区六家凯悦系酒店与中国高端新能源车企岚图汽车（VOYAH）正式达成战略合作协议。这一合作标志着两大品牌在高端出行体验和环保理念上的深度融合，将... 上海2024年8月28日/美通社/--8月26日至8月28日，AHNLAN安岚与股神巴菲特的孙女妮可巴菲特共同开启了一场自然和艺术的疗愈之旅。妮可·巴菲特在疗愈之旅活动现场合影... 8月29日消息，近日，华为董事、质量流程IT总裁陶景文在中国国际大数据产业博览会开幕式上表示，中国科技企业不应怕美国对其封锁。 上海2024年8月26日/美通社/--近日，全球领先的消费者研究与零售监测公司尼尔森IQ（NielsenIQ）迎来进入中国市场四十周年的重要里程碑，正式翻开在华发展新篇章。自改革开放以来，中国市场不断展现出前所未有... 上海2024年8月26日/美通社/--今日，高端全合成润滑油品牌美孚1号携手品牌体验官周冠宇，开启全新旅程，助力广大车主通过驾驶去探索更广阔的世界。在全新发布的品牌视频中，周冠宇及不同背景的消费者表达了对驾驶的热爱... 此次发布标志着Cision首次为亚太市场量身定制全方位的媒体监测服务。芝加哥2024年8月27日/美通社/--消费者和媒体情报、互动及传播解决方案的全球领导者Cis... 上海2024年8月27日/美通社/--近来，具有强大学习、理解和多模态处理能力的大模型迅猛发展，正在给人类的生产、生活带来革命性的变化。在这一变革浪潮中，物联网成为了大模型技术发挥作用的重要阵地。作为全球领先的... 北京2024年8月27日/美通社/--高途教育科技公司（纽约证券交易所股票代码：GOTU）（"高途"或"公司"），一家技术驱动的在线直播大班培训机构，今日发布截至2024年6月30日第二季度未经审计财务报告。2... 8月26日消息，华为公司最近正式启动了“华为AI百校计划”，向国内高校提供基于昇腾云服务的AI计算资源。