CN110727907A - 一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法 - Google Patents

一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法，其特征在于，步骤100、获取输电线路的两塔之间导线的弧垂参数；步骤200、依据所述导线弧垂参数计算导线在静止状态、最大风偏状态和中间偏角状态的三种状态下与林木区之间的宽度值；步骤300、取导线在三种状态下最大的宽度值和裕度值为最终砍伐范围。本发明通过线路两塔之间的导线弧垂计算线下林木砍伐范围，具体根据已经确定的导线参数计算导线在静止状态、最大距离状态和中间偏角状态下林木区与导线距离，根据计算结果得出树木砍伐范围宽度；经计算后的树木砍伐范围方案充分考虑线路工程特点，能够提供树木砍伐范围设计关心的各项关键参数结果，便于设计人员比对，简单易实现。

Description

一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法
技术领域
本发明实施例涉及输电线路树木砍伐技术领域，具体涉及一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法。
背景技术
随着我国城市化及工业现代化飞速发展，输电线路工程规模不断扩大，使得城市内电网的建设要花费相当大的精力和资金在线路走廊的清理上面。当前输电线路设计工程实际中地物调查效率较低，准确性不高、后期易发生线路改线、征赔困难等问题，给设计工作带来巨大挑战。
由于技术、政策处理原因，确需砍伐林木，砍伐宽度按以下条件确定：
①树木高度按主要树种自然生长高度考虑；
②考虑10°及以下风偏时，双回路导线与树木的最小净距不小于13m；
③考虑导线最大风偏时，导线与树木最小净距不小于10m；
④考虑导线最大风偏时，在树木倾倒过程中，导线与倾倒树木最小净距不小于3m；
⑤树木砍伐宽度应按导线实际对地高度进行计算，为方便现场砍伐和今后通道保护，每档按折线宽度进行实际砍伐数量统计。
因此，如何利用三维空间计算线路下方树木砍伐范围成为输电线路设计的难点。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法，以解决现有技术中如何准确计算输电线路下方树木砍伐范围的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法，包括如下步骤：
步骤100、获取输电线路的两塔之间导线的弧垂参数；
步骤200、依据所述导线弧垂参数计算导线在静止状态、最大风偏状态和中间偏角状态的三种状态下与林木区之间的宽度值；
步骤300、取导线在三种状态下最大的宽度值和裕度值为最终砍伐范围。
作为本发明一种优选的方案，记在静止状态下，导线的弧垂参数f静止,导线的对地距离S对地，导线的最大风偏角θ大风；
若是I串f静止＝实际弧垂+串长，若是V串f静止＝实际弧垂。
作为本发明一种优选的方案，在导线静止状态下，砍伐宽度的计算方法包括：
在树木不倾倒情况下；
如果H自然>S对地，砍伐宽度为S净空；
如果H自然<S对地,砍伐宽度为
Power(S净空 2-(S对地-H自然)2,0.5
记该步骤得到砍伐宽度为D1；
在树木倾倒情况下；
如果H自然+S净距>S对地,砍伐宽度为
Power((H自然+S净距)2-S对地 2,0.5)
如果H自然+S净距<S对地,砍伐宽度为0；
记该步骤得到砍伐宽度为D2；
因此，导线在静止状态下的砍伐宽度取X1＝MAX(D1,D2)。
作为本发明一种优选的方案，在最大风偏状态下，砍伐宽度的计算方法包括：
在最大风偏状态下，导线水平偏移量：f静止*sin(θ大风)；导线垂直偏移量：f静止*(1-cos(θ大风))；
在树木不倾倒情况下；
如果H自然>S对地+f静止*(1-cos(θ大风)),砍伐宽度为
S净空-大风+f静止*sin(θ大风)
如果H自然<S对地+f静止*(1-cos(θ大风)),砍伐宽度为
Power(S净空-大风 2-(S对地+f静止*(1-cos(θ大风))-H自然)2,0.5)+f静止*sin(θ大风)
记该步骤得到的砍伐宽度为D3；
在树木倾倒情况下；
如果H自然+S净距-大风>S对地+f静止*(1-cos(θ大风)),砍伐宽度为
Power((H自然+S净距-大风)2-(S对地+f静止*(1-cos(θ大风)))2,0.5)
如果H自然+S净距-大风<S对地+f静止*(1-cos(θ大风)),砍伐宽度为0；
记该步骤得到砍伐宽度为D4；
因此，导线在最大风偏状态下的砍伐宽度取X2＝MAX(D3,D4)。
作为本发明一种优选的方案，在中间偏角状态下，砍伐宽度的计算方法包括：
中间偏角时导线水平偏移量：f静止*sin(θ)；
中间偏角时导线垂直偏移量：f静止*(1-cos(θ))；
在树木不倾倒情况下；
如果H自然>S对地+f静止*(1-cos(θ)),砍伐宽度为
S净空+f静止*sin(θ)
如果H自然<S对地+f静止*(1-cos(θ)),砍伐宽度为
Power(S净空 2-(S对地+f静止*(1-cos(θ))-H自然)2,0.5)+f静止*sin(θ)
记该步骤得到的砍伐宽度为D5；
在树木倾倒情况下；
如果H自然+S净距>S对地+f静止*(1-cos(θ)),砍伐宽度为
Power((H自然+S净距)2-(S对地+f静止*(1-cos(θ)))2,0.5)
如果H自然+S净距<S对地+f静止*(1-cos(θ)),砍伐宽度为0；
记该步骤得到砍伐宽度为D6；
因此，在中间偏角状态下的砍伐宽度取X3＝MAX(D5,D6)。
作为本发明一种优选的方案，最终砍伐范围为X＝max(X1,X2,X3)。
本发明的实施方式具有如下优点：
本发明通过线路两塔之间的导线弧垂计算线下林木砍伐范围，具体根据已经确定的导线参数计算导线在静止状态、最大距离状态和中间偏角状态下林木区与导线距离，根据计算结果得出树木砍伐范围宽度；经计算后的树木砍伐范围方案充分考虑线路工程特点，能够提供树木砍伐范围设计关心的各项关键参数结果，便于设计人员比对，简单易实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施方式的计算方法的流程图；
图2为本发明实施方式的整体流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提供了一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法，具体步骤如下：
步骤100、获取输电线路的两塔之间导线的弧垂参数；
步骤200、依据所述导线弧垂参数计算导线在静止状态、最大风偏状态和中间偏角状态的三种状态下与林木区之间的宽度值；
步骤300、取导线在三种状态下最大的宽度值和裕度值为最终砍伐范围。
其中，导线的弧垂是指在平坦地面上，相邻两基电杆上导线悬挂高度相同时，导线最低点与两悬挂点间连线的垂直距离。一般地，当输电距离较远时，由于导线自重，会形成轻微的弧垂，使导线呈悬链线的形状。即为静止状态。
最大风偏状态是指在风力作用下摆动到距离静止状态最远的位置平面。
中间偏角状态即为处于静止状态与最大风偏状态之间的状态，相对静止状态的摆动角度，所在的位置平面。
定义：
树木自然生长高度：H自然
导线中间偏角值以下风偏导线与树木最小净空距离：S净空，即为导线在任意偏角的状态下，导线的任意位置与树木最小的距离。
导线最大风偏时导线与树木最小净空距离：S净空-大风，即为导线在最大风偏状态下，导线的任意位置与树木最小的距离。
树木倾倒过程，导线与倾倒树木最小净距：S净距
中间偏角值：θ，即为导线在摆动时相对于静止状态平面的夹角。
裕度值：D裕度，导线在各种状态下与林木区距离的一个安全值，即大于裕度值为安全状态。
记在静止状态下，导线的弧垂参数f静止,导线的对地距离S对地，导线的最大风偏角θ大风；
若是I串f静止＝实际弧垂+串长，若是V串f静止＝实际弧垂。其中，绝缘子串包含两种串形状分别是I型串和V型串。
在导线静止状态下，砍伐宽度的计算方法包括：
在树木不倾倒情况下；
如果H自然>S对地，砍伐宽度为S净空；
如果H自然<S对地,砍伐宽度为
Power(S净空 2-(S对地-H自然)2,0.5
记该步骤得到砍伐宽度为D1；
在树木倾倒情况下；
如果H自然+S净距>S对地,砍伐宽度为
Power((H自然+S净距)2-S对地 2,0.5)
如果H自然+S净距<S对地,砍伐宽度为0；
记该步骤得到砍伐宽度为D2；
因此，导线在静止状态下的砍伐宽度取X1＝MAX(D1,D2)。
在最大风偏状态下，砍伐宽度的计算方法包括：
在最大风偏状态下，导线水平偏移量：f静止*sin(θ大风)；导线垂直偏移量：f静止*(1-cos(θ大风))；
在树木不倾倒情况下；
如果H自然>S对地+f静止*(1-cos(θ大风)),砍伐宽度为
S净空-大风+f静止*sin(θ大风)
如果H自然<S对地+f静止*(1-cos(θ大风)),砍伐宽度为
Power(S净空-大风 2-(S对地+f静止*(1-cos(θ大风))-H自然)2,0.5)+f静止*sin(θ大风)
记该步骤得到的砍伐宽度为D3；
在树木倾倒情况下；
如果H自然+S净距-大风>S对地+f静止*(1-cos(θ大风)),砍伐宽度为
Power((H自然+S净距-大风)2-(S对地+f静止*(1-cos(θ大风)))2,0.5)
如果H自然+S净距-大风<S对地+f静止*(1-cos(θ大风)),砍伐宽度为0；
记该步骤得到砍伐宽度为D4；
因此，导线在最大风偏状态下的砍伐宽度取X2＝MAX(D3,D4)。
在中间偏角状态下，砍伐宽度的计算方法包括：
中间偏角时导线水平偏移量：f静止*sin(θ)；
中间偏角时导线垂直偏移量：f静止*(1-cos(θ))；
随着角度值的改变，即可计算最大风偏状态下和静止状态下的偏移量。
在树木不倾倒情况下；
如果H自然>S对地+f静止*(1-cos(θ)),砍伐宽度为
S净空+f静止*sin(θ)
如果H自然<S对地+f静止*(1-cos(θ)),砍伐宽度为
Power(S净空 2-(S对地+f静止*(1-cos(θ))-H自然)2,0.5)+f静止*sin(θ)
记该步骤得到的砍伐宽度为D5；
在树木倾倒情况下；
如果H自然+S净距>S对地+f静止*(1-cos(θ)),砍伐宽度为
Power((H自然+S净距)2-(S对地+f静止*(1-cos(θ)))2,0.5)
如果H自然+S净距<S对地+f静止*(1-cos(θ)),砍伐宽度为0；
记该步骤得到砍伐宽度为D6；
因此，在中间偏角状态下的砍伐宽度取X3＝MAX(D5,D6)。
最终砍伐范围为X＝max(X1,X2,X3)。
本发明通过线路两塔之间的导线弧垂计算线下林木砍伐范围，具体根据已经确定的导线参数计算导线在静止状态、最大距离状态和中间偏角状态下林木区与导线距离，根据计算结果得出树木砍伐范围宽度；经计算后的树木砍伐范围方案充分考虑线路工程特点，能够提供树木砍伐范围设计关心的各项关键参数结果，便于设计人员比对，简单易实现。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法，其特征在于，
步骤100、获取输电线路的两塔之间导线的弧垂参数；
步骤200、依据所述导线弧垂参数计算导线在静止状态、最大风偏状态和中间偏角状态的三种状态下与林木区之间的宽度值；
步骤300、取导线在三种状态下最大的宽度值和裕度值为最终砍伐范围。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法，其特征在于，
记在静止状态下，导线的弧垂参数f静止,导线的对地距离S对地，导线的最大风偏角θ大风；
若是I串f静止＝实际弧垂+串长，若是V串f静止＝实际弧垂。
3.根据权利要求2所述的一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法，其特征在于，在导线静止状态下，砍伐宽度的计算方法包括：
在树木不倾倒情况下；
如果H自然>S对地，砍伐宽度为S净空；
如果H自然<S对地,砍伐宽度为
Power(S净空 2-(S对地-H自然)2,0.5
记该步骤得到砍伐宽度为D1；
在树木倾倒情况下；
如果H自然+S净距>S对地,砍伐宽度为
Power((H自然+S净距)2-S对地 2,0.5)
如果H自然+S净距<S对地,砍伐宽度为0；
记该步骤得到砍伐宽度为D2；
因此，导线在静止状态下的砍伐宽度取X1＝MAX(D1,D2)。
4.根据权利要求3所述的一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法，其特征在于，在最大风偏状态下，砍伐宽度的计算方法包括：
在最大风偏状态下，导线水平偏移量：f静止*sin(θ大风)；导线垂直偏移量：f静止*(1-cos(θ大风))；
在树木不倾倒情况下；
如果H自然>S对地+f静止*(1-cos(θ大风)),砍伐宽度为
S净空-大风+f静止*sin(θ大风)
如果H自然<S对地+f静止*(1-cos(θ大风)),砍伐宽度为
Power(S净空-大风 2-(S对地+f静止*(1-cos(θ大风))-H自然)2,0.5)+f静止*sin(θ大风)
记该步骤得到的砍伐宽度为D3；
在树木倾倒情况下；
如果H自然+S净距-大风>S对地+f静止*(1-cos(θ大风)),砍伐宽度为
Power((H自然+S净距-大风)2-(S对地+f静止*(1-cos(θ大风)))2,0.5)
如果H自然+S净距-大风<S对地+f静止*(1-cos(θ大风)),砍伐宽度为0；
记该步骤得到砍伐宽度为D4；
因此，导线在最大风偏状态下的砍伐宽度取X2＝MAX(D3,D4)。
5.根据权利要求4所述的一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法，其特征在于，在中间偏角状态下，砍伐宽度的计算方法包括：
中间偏角时导线水平偏移量：f静止*sin(θ)；
中间偏角时导线垂直偏移量：f静止*(1-cos(θ))；
在树木不倾倒情况下；
如果H自然>S对地+f静止*(1-cos(θ)),砍伐宽度为
S净空+f静止*sin(θ)
如果H自然<S对地+f静止*(1-cos(θ)),砍伐宽度为
Power(S净空 2-(S对地+f静止*(1-cos(θ))-H自然)2,0.5)+f静止*sin(θ)
记该步骤得到的砍伐宽度为D5；
在树木倾倒情况下；
如果H自然+S净距>S对地+f静止*(1-cos(θ)),砍伐宽度为
Power((H自然+S净距)2-(S对地+f静止*(1-cos(θ)))2,0.5)
如果H自然+S净距<S对地+f静止*(1-cos(θ)),砍伐宽度为0；
记该步骤得到砍伐宽度为D6；
因此，在中间偏角状态下的砍伐宽度取X3＝MAX(D5,D6)。
6.根据权利要求3、4或5所述的一种输电线路下方树木砍伐范围的计算方法，其特征在于，最终砍伐范围为X＝max(X1,X2,X3)。
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