電力線路改造作業(yè)模式思考

吳慶芳

（中南電力設(shè)計院，湖北 武漢430071）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持平穩(wěn)快速的增長，電力建設(shè)也進(jìn)入到了一個新的時期，“十二五規(guī)劃”將構(gòu)筑堅強(qiáng)智能化電網(wǎng)列為“十二五”信息化戰(zhàn)略的核心［1］，而早期一批骨干電網(wǎng)運行至今已30年，因此加快骨干電網(wǎng)改造十分必要。

測繪行業(yè)的發(fā)展與高科技手段的不斷更新有著緊密聯(lián)系，軟硬件技術(shù)隨著IT行業(yè)的發(fā)展也有了很大進(jìn)步，從而促使電力勘測設(shè)計全面實現(xiàn)了數(shù)字化。利用GPS＿RTK結(jié)合免棱鏡全站儀的作業(yè)手段仍然是一種科技含量很高的方法［2，3］，本文以防倒塌線路（±500kV）工程改造工程為研究對象，詳細(xì)講述了中南電力設(shè)計院在此工程中的測量作業(yè)模式，從理論入手研究了“挑直線”原理的現(xiàn)實可行性。

2 方案確定及準(zhǔn)備工作

2.1 技術(shù)方案、人員、儀器準(zhǔn)備

本次線路改造以加塔為主。地形以丘陵為主，部分區(qū)域植被茂密，僅用全站儀無法滿足要求。鑒于GPS＿RTK定位精度為10mm＋1×10－6［4］，通視較差的地方兩者結(jié)合同時使用可以大幅提高工作效率。

全站儀小組：測站及跑尺各1人；GPS＿RTK小組：守參考及流動站各1人；繪圖員（采集權(quán)屬信息等）1人，共5人。

2.2 相關(guān)準(zhǔn)備工作

明確任務(wù)書要求，儀器設(shè)備測試，已有資料準(zhǔn)備，以及與相關(guān)單位及院內(nèi)相關(guān)部門的協(xié)調(diào)。儀器：GPS（trimble R6）2臺，Topcon GPT－3005LN 1臺。

3 數(shù)據(jù)采集原理、方法及過程

線路改造的主要目提高線路安全運行等級［5］，一般是加塔，或者改塔。鑒于路徑的固定性，原有資料可以借用，那么現(xiàn)場地物以調(diào)繪補(bǔ)測為主。再依據(jù)電氣專業(yè)所做的設(shè)計方案現(xiàn)場定位。

3.1 作業(yè)流程概述

鑒于改造與終勘的區(qū)別，作業(yè)方法有了些許改變。線路走向已經(jīng)確定的情況下，重點放在了“挑直線”上。這一點正是線路改造測量中的重要環(huán)節(jié)。利用全站儀挑定直線后，首要任務(wù)時校核塔位間的距離及高程，確保跟原始資料的一致性；之后重點測量兩塔位間架空的交叉跨越［6］，并調(diào)繪補(bǔ)測必要地物；最后按設(shè)計人員提出的方案進(jìn)行現(xiàn)場定位。同時GPS＿RTK則主要用于地物補(bǔ)測，當(dāng)植被較密時，直線樁間的聯(lián)接關(guān)系則需要利用GPS＿RTK來建立。

3.2 挑直線的基本原理

挑直線即將儀器架設(shè)于其兩直線塔中心的連線上。一般來講塔位中心掛點的連線與塔位中心的連線在地面上的投影重合，所以在實際操作過程中的對視目標(biāo)直接為塔位的中心掛點，這樣避免了地面障礙物對視線的限制。

圖1 挑直線示意圖

圖1中，A′為儀器架設(shè)處，G1、G2為直線塔塔位中心處，S1為A′和G1間的距離，S2為A′和G2間的距離，θ為A′G2與AG2的夾角。

挑直線過程，往往需要重復(fù)多次才能成功，為使得其更具有現(xiàn)實操作性，一般以既有電力線為基礎(chǔ)，通過目視初步判定處于電力線正下方時，架設(shè)儀器整平。此時需要平移一個距離A′A即可，而A′A＝G1′G1×S1／（S1＋S2），在實際中S1，S2及G1′G1是可以估算出來的，那么A′A自然也可以推算出。每平移一次，θ＋β就減小一次，直到θ＋β滿足要求即可。通常情況1至3次之后能達(dá)到要求。

那么實際操作中如何判斷“已滿足要求”？鑒于全站儀可以照準(zhǔn)G1塔位處，那么通過實物可以直接估計出G1′G1，若能按規(guī)范要求反推出一個最小的G1′G1值，則更能指導(dǎo)現(xiàn)場的操作。對此，做以下分析。

在實際操作中總能選取S1／S2≤1，假定對中誤差A(yù)′A為定值，那么顯然S1／S2越小對應(yīng)的誤差值G1′G1越小，按規(guī)范要求［4］∠G1A′G2（真值應(yīng)為180）的角度誤差應(yīng)在±1′之內(nèi)，由此得到如下式子：

因為，S1／S2≤1，那么θ≤β恒定，為得到最小的G1′G1，取：

同時有

式（3）帶入式（2），得：

化簡，得：

式（5）所得一般取等號為實際操作中的最大限差。

以兩塔位間檔距為300m為例，且S1≈S2（此條件在實際操作中經(jīng)常用），帶入式（5），得：

現(xiàn)場操作中采用的正倒鏡法［7］，倒鏡后對著塔位G1處，根據(jù)中心掛點上的螺絲等具有標(biāo)稱直徑的實物即可很好的判定直線是否找準(zhǔn)，在公式（6）范圍之內(nèi)G1′G1越小越好。

3.3 定位及數(shù)據(jù)采集

對于一般地物采用免棱鏡＋平距模式聯(lián)合GPS＿RTK進(jìn)行調(diào)繪補(bǔ)測，而現(xiàn)場放樣塔位時則用棱鏡模式，同時按要求測出塔基斷面圖，按規(guī)范半測回即可滿足要求［8］。

鑒于GPS＿RTK的相對精度較高，實際操作以儀器獲取的靜態(tài)位置作為起算，再聯(lián)測塔位及全站儀架設(shè)的直線樁（圖2），從而獲得樁位相對關(guān)系，同時所補(bǔ)測的點位對于斷面的相對精度也是完全滿足要求的。

圖2 植被密集處RTK連接直線樁示意圖

3.4 內(nèi)業(yè)處理

數(shù)據(jù)傳輸使用TOPCON全站儀軟件，RTK數(shù)據(jù)傳輸使用TGO軟件。

平斷面測量使用JX4數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，并使用中南電力設(shè)計院編制的《架空送點線路測量信息軟件》（軟件編號CL0346）進(jìn)行編輯，縱向比例1∶500；橫向比例1∶5000；塔基斷面生成比例1∶200；最后生成平斷面CAD圖、平斷面模型及相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件。

4 結(jié)語

實踐證明，免棱鏡全站儀結(jié)合GPS＿RTK的作業(yè)模式作為一種科技含量較高的方法，大幅提高了現(xiàn)有工作效率，目前，很多省份都已建立并成功運行CORS系統(tǒng)［9］，只需要一個接收的終端即可作業(yè)，但線路作業(yè)往往是跨省進(jìn)行，在數(shù)據(jù)融合及單位配合方面有著一定的局限性，相信外部條件成熟后，是可以引入到電力勘測行業(yè)并將促進(jìn)工作效率的進(jìn)一步提高。

挑直線原理是線路作業(yè)的傳統(tǒng)方法，鑒于其準(zhǔn)確快捷的特點，延續(xù)至今，就目前來講還無法替代，可作為技術(shù)交流進(jìn)行推廣。

［1］ 陜西省物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟.“十二五”強(qiáng)勢推進(jìn)智能電網(wǎng)“信息化”堅強(qiáng)支撐國電戰(zhàn)略［J］.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011（6）：24～25.

［2］ 楊 軍，郭 波，劉德兒.GPS結(jié)合全站儀在電力勘測中的應(yīng)用［J］.江西測繪，2006（1）：59～62.

［3］ 付江缺，段春燕，吳 春.土地復(fù)墾地籍調(diào)繪及數(shù)據(jù)處理中的Matalab方法［J］.測繪工程，2008（6）：60～62.

［4］ 譚志彬，戴連君，過靜君，等.北京市全球衛(wèi)星定位綜合應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)［J］.測繪通報，2004（8）：38～40.

［5］ 黃貴云.對輸電線路抗冰改造的一些思考［J］.貴州電力技術(shù)，2008（8）：57～58.

［6］ 奚毓敏.應(yīng)重視送電線路平斷面圖測量中的質(zhì)量隱患［J］.電力勘測設(shè)計，2005（6）：78～80.

［7］ 王曉東.高壓輸電工程中不通視情況下復(fù)測方法研究［J］.天津電力技術(shù)，2008（4）：28～30.

［8］ 中華人民共和國經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會.DL／T 5122－2000 500kV架空送電線路勘測技術(shù)規(guī)程［S］.北京：中國電力出版社，2000.

［9］ 祁 芳，劉 暉.GPRS技術(shù)在CORS系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.全球定位系統(tǒng)，2003（1）：37～40.