Ecel應用于送電線路工程
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論文摘要：這篇文章通過四個例子：1、制作不規則表格；2、計算弧垂；3、驗算弧垂；4、畫張力放線曲線論述了如何利用excel的“填充柄”、“公式”等功能解決送電線路工程中的數據處理問題。
引言
Excel是Microsoft公司推出的一套很著名的電子表格軟件，它風靡全球，廣泛地應用在社會的各個領域。從國家政府部門、世界著名的大公司和大企業到小的工廠、家庭都在使用Excel。Excel主要是用來管理、組織和處理各種各樣的數據。國家政府機構的職能部門可以用它來處理日常辦公事務，傳遞各種文件，打印各式各樣的表格；公司的管理部門可以利用它來管理生產和銷售計劃，并幫助公司的領導完成投資決策；財務部門可以利用它來分析形形色色的數據，把結果以各種統計圖形的形式表現出來，并完成各種財務報表的制作。
同樣的，從事送電工程施工的技術人員也可以利用excel出色的數據處理功能幫助自己制作各種表格、完成復雜、繁瑣的工程計算。在工程開工以后，往往需要項目部的技術人員制作各種表格，通常，我們都是在word里面手工或自動生成表格后再輸入表格內容，并且在輸入表格內容時不斷調整表格樣式。其實，在excel里制作這些表格要方便得多。首先，excel文件打開以后本身就是一個表格，再則，利用它方便的表格編輯功能可以比word更快速地制作出諸如桿塔明細表等不規則的表格。
Excel之精髓在于公式應用。在架線施工前需要技術人員根據設計院提供的弧垂表計算出各觀測檔的安裝弧垂，并制作成表格發給各施工隊的測工。為了得到實際施工中需要的安裝弧垂，首先要根據代表檔距判斷需要兩個查表檔距，再利用插入法計算出代表檔距下的弧垂，最后才能根據這個弧垂計算出我們需要的安裝弧垂。工程中有多少個耐張段就要重復這三個步驟多少次，一個工程中少說也有幾十上百個耐張段，可想而知，計算量相當大。此外，各耐張段緊線后需要驗算實際安裝弧垂是否在規程要求的誤差值之內，這時，需要根據經緯儀實際測得的掛線點角度和弧垂觀測角度計算出實際的弧垂值。如果能夠掌握excel的公式功能，可以大大簡化這兩項工作，避免手工計算，提高數據的可靠性。
目前，送電線路工程中廣泛采用了張力放線施工方法。在張力放線前需制作放線曲線圖，以判斷哪些地方為控制點。放線曲線由K值確定。工程中一般需確定18個左右的K值。以往都是在坐標紙上用描點法手工繪出放線曲線，然后用掃描儀輸入到電腦里，最后制作成不同的模板。如果利用excel的圖表功能繪制出平滑曲線，不但可以免去手工描點的麻煩，而且可以將繪制出的曲線直接導入coreldraw等軟件，這樣就可以制作模板了，非常方便。
1制作桿塔明細表
圖1已制作好的桿塔明細表
圖1是制作好的桿塔明細表。下面分步講解制作過程。
1.1制作表格標題行
1.1.1輸入標題行的內容
如圖2。
圖2輸入標題行的內容
1.1.2合并單元格
觀察圖1可知，標題行需占用2行，12列。首先選中需要合并的單元格，然后點右鍵，選擇“設置單元格格式”→“對齊”→“合并單元格”。如圖3、圖4。
圖3右鍵菜單
圖4單元格格式窗口
下面是合并單元格后的標題行，如圖5。
圖5合并后的單元格
1.1.3調整標題行各單元格的文字方向、文本對齊方式
首先選中A1：F1的區域，點右鍵，選擇“設置單元格格式”→“對齊”→在“方向”處選擇縱向文本方向。如圖6、圖7。調整文本方向后再調整一下行高，調整后如圖8。
圖6右鍵菜單
圖7單元格格式窗口
圖8調整行高后的標題行
然后選中整個標題行，點右鍵，選擇“設置單元格格式”→“對齊”→在“文本對齊方式”處全部選擇“居中”。如圖9。這樣，標題行就制作好了，如圖10。
圖9單元格格式窗口
圖10制作好的標題行
1.2制作表體
我們要制作的桿塔明細表有三個特點：1、每一行由兩個子行合并而成;2、檔距、耐張段、代表檔距三欄與左右是交錯的排列的;3、防振錘的兩欄是由兩個沒有合并的子行組成。如圖11所示。
圖11要制作的桿塔明細表
在這里，我們利用excel的填充柄功能，只需要編輯好一行的表格格式，其余各行的格式用鼠標拖拉就出來了，具體操作如下：
1)編輯好任一行表格的格式。如圖12。
圖12待編輯的表格
2)利用“填充柄”復制出其余行格式。
選中要復制的區域，當鼠標變成細十字時往下拖拉。如圖13。這樣就可以將編輯好的表格格式批量復制出來，整個表格的格式也就基本設置好了，如圖14。接下來的工作就是輸入表格的內容了。
圖13選中復制區域
圖14復制出來的單元格
1.3將制作好的表格導入到word文檔中。
通常我們的專業技術方案都是在word中進行編輯、打印的。為此可以將excel中已制作好的表格整個復制到word中需要添加表格的位置。不過復制之前需要將表格的邊框線加上，如圖15。
圖15單元格格式窗口
2計算觀測弧垂
2.1制作表頭
制作一個包含計算安裝弧垂所需數據項的表頭，并先輸入耐張段、溫度、觀測檔距、代表檔距四項數據。如圖16。
圖16制作好的表頭
2.2自動生成“查表檔距”
所謂“查表檔距”是指設計圖紙上給出的弧垂表中的代表檔距值，以亭復Ⅱ回的導線弧垂表為例，這個值依次是“100，150，200，……，950”，而實際的代表檔距一般不像這樣有規律，比如n1~n2這個耐張段的代表檔距為159。
為利用插入法計算實際代表檔距對應的弧垂值，每個耐張段都要根據實際的“代表檔距”查兩個弧垂表中的代表檔距對應的弧垂值，比如，n1～n2這個耐張段的代表檔距為159，那么就要查出代表檔距150和200對應的弧垂值。
我們例子中的代表檔距基本上都是三位數，這時可以考慮利用excel的“公式”功能，在輸入“代表檔距”的值后，自動就在表格中生成我們需要的“查表檔距”。這樣做，不但可以減少手工錄入數據的工作量，更重要的是可以便于后期的校驗工作。
我們以自動生成n1～n2這個耐張段的“查表檔距”為例來介紹具體的操作方法。如上面提到的，n1～n2的“代表檔距”為159，那么“查表檔距1”是150，“查表檔距2”是200。如圖17。
圖17查表檔距
為了能自動生成“查表檔距1”150，在E5單元格中輸入公式
(1)
IF(MOD(D5,50)=0,D5,IF(RIGHT(D5,2)<"50",LEFT(D5,1)*100,
LEFT(D5,1)*100+50))
如圖18，其中IF()是一個條件判斷語句，其語法為IF(logical_test,value_if_true,value_if_false)，logical_test為判斷條件，如果為真值則單元格的值為value_if_true，否則為value_if_false。MOD()為取余函數，其語法為MOD(number,divisor)。RIGHT()的作用是從一個文本字符串的最后一個字符開始返回指定個數的字符。LEFT()的作用是從一個文本字符串的第一個字符開始返回指定個數的字符。
圖18公式(1)
(2)
同樣的，為了能自動生成“查表檔距2”200，在F5單元格中輸入公式
IF(MOD(D5,50)=0,E5,E5+50)
如圖19。
圖19公式(2)
輸入完這兩個公式后，可以利用上面的提到“填充柄”功能拖拉生成其余耐張段對應的“查表檔距1”和“查表檔距2”。如圖20。
圖20制作的“查表檔距”欄
2.3自動生成“導線查表溫度”
所謂“導線查表溫度”是指設計圖紙上給出的弧垂表中的溫度值，不同的溫度對應不同的弧垂值。由于設計給出的弧垂表中未考慮導線的初伸長，要進行降溫補償，所以實際查表時，要用實際“溫度”減少一個降溫補償值，比如25。
這里的實際溫度即“溫度”這一列數據，為自動生成“導線查表溫度”，可以在G5單元格中輸入公式
B5-25
如圖21，其中B5表示實際溫度值所在的單元格位置。輸入之后，再次利用“填充柄”即可自動得到其余溫度值對應的“查表溫度”。
圖21公式(3)
2.4錄入查表弧垂
根據“查表檔距1”和“查表檔距2”查找弧垂表中對應的弧垂值，分別錄入到“導線查表弧垂1”和“導線查表弧垂2”欄，如圖22。
圖22錄入的查表弧垂
2.5計算“導線查表弧垂”和“導線觀測弧垂”
實際的“代表檔距”是介于“查表檔距1”和“查表檔距2”之間的數值，為求得其對應的弧垂值，即表中“導線查表弧垂”一欄，需用插入法計算。以n2～n4耐張段15℃時為例，在J9單元格中輸入公式
(I9-H9)/50*(D9-E9)+H9
即可完成，如圖22。
圖22公式(4)
求出“代表檔距”對應的弧垂后還需要把其換算為我們需要的觀測弧垂，即表中“導線觀測弧垂”一欄，根據“觀測弧垂＝（觀測檔距÷代表檔距）2”計算。在K9單元格中輸入公式
J9*(C9/D9)^2
即可完成，如圖23。
圖23公式(5)
算出15℃時的“導線查表弧垂”和“導線觀測弧垂”后，同時選中J9和K9單元格利用“填充柄”功能拖拉出20℃時對應的值。
值得注意的是，有可能出現有些溫度對應的弧垂值在設計圖紙上的弧垂表中查不到，那么表中該溫度對應的“導線查表弧垂”就為空，如圖25所示，10℃時對應的“導線查表弧垂”就為空。
圖25無法查到的弧垂為空
在這種情況下，10℃時的“導線查表弧垂”和“導線觀測弧垂”需要利用15℃和20℃時的值用插入法計算出來。為此，在J8單元格中輸入公式
J9-(J10-J9)
即可完成“導線查表弧垂”的計算。然后，選中J8單元格，利用“填充柄”功能橫向拖拉出K8單元格，即“導線觀測弧垂”的值，如圖26。
圖26公式(6)
這樣n2～n4耐張段的“導線查表弧垂”和“導線觀測弧垂”就計算出來了，同時選中J8:K10區域，往下拖拉就可以自動生成其他耐張段的數據了。
3弧垂驗算
緊線后，需要對安裝后的弧垂值進行驗算，以判斷其誤差是否在驗收規范允許的范圍之內。工程中廣泛采用經緯儀觀測弧垂，以檔端角度法為例，在驗算弧垂時需要測量三個數據：用卷尺測量儀高、用經緯儀測量導地線掛點觀測角和導地線弧垂觀測角。根據這三個數據用公式
其中：
f———弧垂值
a———儀高
l———觀測檔檔距
α———掛點觀測角
β———弧垂觀測角
求出實際的弧垂值后與設計要求的弧垂值進行比較即可得出誤差是否在驗收規范要求的范圍之內。
用excel進行驗算時，和上面的例子一樣，也會涉及到“填充柄”、“公式”的應用，下面重點討論度分秒的轉換問題。Excel中角度的單位為弧度，而我們用經緯儀測出來的角度為度分秒格式，為了用excel驗算弧垂值，需要將“度分秒”的轉換為“弧度”。
“度分秒”的轉換為“弧度”的基本思路是：
1)將“度分秒”轉換為“度”。
1度＝60分，1分＝60秒。在excel中，將“度”、“分”、“秒”分別輸入三個單元格，再利用公式“度＝度＋分/60＋秒/60/60”將“度分秒”轉換為“度”格式。
2)將“度”轉換為“弧度”。
π＝180度，即1弧度＝π/180度，那么“弧度＝度×π/180”。在excel中用函數pi()表示π。
實際操作時為簡便起見，可以將兩個步驟合為一步，用一個公式將“度分秒”轉換為“弧度”，即“弧度＝（度＋分/60＋秒/60/60）×π/180”。
圖27“度分秒”轉換為“弧度”
在B15單元格中輸入公式
(SQRT(B9)+SQRT(B9-B10*TAN(((B14+C14/60+(D14/60)/60)-270)*PI()/180)+
(B10*TAN(((B12+C12/60+(D12/60)/60)-270)*PI()/180)-B9)))^2/4
如圖27，其中SQRT()為平方根函數，TAN()為正切函數。這樣就在B15單元格中就到了“實際弧垂”。
接著在B16單元格中錄入設計規定的弧垂，然后在B17單元格中輸入公式=(B15-B16)/B16，并將B17單元格設置為“百分比”格式，如圖28。
圖28設置百分比格式
這樣就得到了誤差百分比，比如驗收規范規定的誤差為2％，可以一目了然地看出表中誤差值符合要求。
4制作放線曲線
張力放線施工前需要根據計算出的不同K值畫出放線曲線。橫坐標X和縱坐標Y的關系為
以往是在坐標紙手工根據上述公式描繪出放線曲線，現在用excel中實現，具體步驟如下：
1)輸入X值，從-600到600，每隔50取一次值，如圖29。
圖29輸入X值
2)先在B3單元格中輸入公式“=4*0.00003*A3^2”，計算出X等于-600時的Y值，其中0.00003表示已計算出的K值，A3為X值;然后往下拖拉B3單元格，計算出其它Y值。如圖30。
圖30計算Y值
3)選中A2：B27區域，點excel工具樣中的“圖表向導”，選擇“XY散點圖”→“無數據點平滑線散點圖”自動生成曲線。如圖31、圖32。
4)雖然這時曲線已自動生成，但需要按照平斷面的比例來確定縱橫坐標的比例。平斷面中橫坐標的比例為1：10000，縱坐標比例為1：1000，即縱橫比為1000：10000＝1：10。按照這個比例來調整已生成的曲線的縱橫坐標最大值。將鼠標移動到縱坐標上，點右鍵，選擇“坐標軸格式”，在“刻度”選項卡中將“最大值”設為50。如圖33、圖34。
將鼠標移動到橫坐標上，點右鍵，選擇“坐標格式”，在“刻度”選項卡中將“最小值”設為-500，“最大值”設為500。如圖35，重新調整后曲線變為如圖36所示。
圖36即是我們需要的K值為0.00003時的放線曲線，按照上述方法可以方便制作出其他K值時的放線曲線。
5結論
由上面的四個例子可以看出，excel中的“填充柄”、“公式”功能是我們在實際工作中經常需要用到的，只要掌握了它們的使用方法，靈活運用，必將極大方便我們平時的工作。
本人曾在亭復線、華復線、達通線、亭復線π接四個工程中從事技術工作，利用上述方法極大地提高了工作效率，以利用EXCEL計算弧垂為例，亭復線30多公里線路整個工程的弧垂計算工作如果用EXCEL的話1天就可以完成，掌握熟練后甚至半天就可以全部完成，如果用手工計算的話一般需要3天時間，而且后期的校驗工作還很繁瑣。
經緯儀測量所得“度分秒”格式的角度與EXCEL中弧度的轉換問題是應用中的一個難點，本文通過在三個單元格中分別輸入度分秒數值這種變通的方法解決了這一問題，這樣，不僅可以利用EXCEL處理角度計算問題，也極大地提高了度分秒格式角度數據錄入工作的效率。
