三维模型在输电线路交叉跨越中的应用

陈晓晋

(国网天津市电力公司经济技术经研院，天津 300171)

输电线路间的弧垂经常因为温度、风偏等的影响而发生变化，如果相互交叉的两导线之间距离较小，就有可能引起相间闪络，发生跳闸事故，这就给电力线路的正常运行造成了极大威胁。随着国民经济的发展，我国电能需求不断增加，相关电力部门不得不铺设新的线路或者为导线动态增容，这些举措进一步加重了交叉跨越的问题隐患。导线的交叉跨越位置和距离经常因为温度和风偏等的影响而在空间上发生变化，因此，有必要对交叉跨越的导线进行三维建模，精确定位交叉跨越点，计算导线间的距离。

本文基于悬链线方程，提出了一种考虑风偏的交叉跨越三维模型建立方法。该模型即可辅助架空输电线路进行弧垂的计算及设计，为“三跨”方案提供了可靠的技术支持。

1 交叉跨越的三维模型建立究

通过建立输电线路交叉跨越三维数学模型，考虑在导线高温下情况下导线对跨越处高速公路、高速铁路及电力线路距离地面最小距离，准确定位交叉跨越点。

1.1 高温时交叉跨越的算法研究

架空输电线路的档距跨度较大，材料的刚性对悬挂于空中的电线的几何形状几乎没有影响，因此可将电线假定为一根柔索，见图1。其数学模型用悬链线方程表示。

式中：σ0为电线最低点的水平应力(N/mm2)；γ为导线自重力比载(N/m·mm2)。

图1 导线悬链线模型图

令式中

q反映了悬链线的形状和高度等信息，由电线材质及结构决定，这里作为已知量。……