鐵塔簡易傾斜測量儀研討

摘要：在輸電線路運行維護中，桿塔傾斜對線路運行的危害非常大，特別在大風、覆冰等惡劣天氣時，極有可能發生倒塔、斷線的故障。全站儀、經緯儀等儀器是目前測量傾斜的常用方法，但是在比較特殊的地段，由于無法對儀器進行找平時或安裝時，測量工作將無法開展，本文提出了一種簡易的鐵塔傾斜測量儀，能夠較容易的測量處傾斜值，對輸電線路的安全穩定運行意義非常重大。

關鍵詞：傾斜;測量儀;鐵塔

概述

隨著電網運行逐步向智能化的經營模式轉變，電力線路鐵塔傾斜的危害越來越嚴重，如何做好鐵塔傾斜的測量工作，及時對高壓輸電線路鐵塔的傾斜狀態提供數據型研究，便于我們采取一定的措施成為當前需要探討和深入研究的課題。

一、鐵塔傾斜測量目的

線路投運前，隨竣工驗收一起對桿塔傾斜進行測量，測量重點是終端塔、耐張塔、采空區桿塔等。可以及時發現桿塔傾斜存在的缺陷，讓施工方及時處理，確保線路投運后的安全可靠運行。

線路投運后，當發生滑坡、沉陷等地質災害或外力破壞時，對桿塔進行傾斜測量，可以為事故分析提供準確數據，也可以為采取臨時措施和永久措施提供判斷的依據。

二、桿塔傾斜測的因素

目前影響高壓輸電線路桿塔傾斜的因素主要有以下幾個方面：

1、人為外力破壞桿塔。近年來隨著金屬材料的上漲，不法分子大量偷盜電力鐵塔塔材、斜拉線、導線等線路設備，導致桿塔傾倒使輸電線路發生跳閘故障或倒塔斷線事故。

2、惡劣天氣危害電力設施安全。如：2007年底的冰災讓人們重新認識了覆冰對于輸電線路的危害性，大量的覆冰導致導線壓斷、桿塔傾倒。

3、安全距離不足和野蠻施工造成事故。施工現場塔吊、車輛等設備穿越城區、施工區域的架空線路安全距離不夠標準要求，嚴重影響架空線路的安全穩定運行。

4、樹木生長接近或者超過導線。導致導線壓斷或短路，進一步造成桿塔傾斜，嚴重影響了輸電線路的安全。

5、桿塔周圍挖沙石、取土、采礦等工作。一旦有這樣的情況出現，就有可能影響桿塔基礎的穩定，特別是采空區，極易造成桿塔傾斜。

三、簡易測量儀制作

將一根長為10米以上的柔軟透明塑料管分1m長劃印，即O與之間長度為10米，共分為10段。將水或者任意一種液體灌入這個塑料管中，找平即O與相平，然后在一側的最后一個1米段標出正負刻度值，每一小格為1毫米。準備兩個堵頭，但是在使用這種測量儀時，必須打開。如圖1：

四、簡易測量儀原理及使用方法

1. 線路方向和基礎編號的規定

在實際線路運行中，為了能夠更加清楚明確的描述缺陷或者安全的檢修線路，我們一般規定：面向大號側，從左側開始順時針旋轉為A、B、C、D。順線路方向左側為AB面、右側為CD面;垂直線路方向小號側為AD面、大號側為BC面。如圖2：

1. 順線路傾斜測量

以A腿為基準，將測量儀拽直，選取適宜的1米段，即可測出鐵塔的根開即AB長度為，將測量儀一側同基礎1米以上水平材相平，另一側O與B腿基礎1米以上水平材相平，通過觀看液面的高度比較查看刻度值，記錄差值，當等于0時，則認為鐵塔順線路沒有傾斜。

查閱相關資料，假設鐵塔高度為H。以AB垂直于地面為一個平面，AB的中點與鐵塔頂端中心延長的連線為直角三角形的一個直角邊，AB的中點與B基礎的連線為另一個直角邊，鐵塔頂端中心延長點與B基礎的連線為直角三角形的斜邊，當鐵塔傾斜后，通過對比可畫出簡易三角形模型。

如圖3：

通過計算，鐵塔順線路傾斜角：

鐵塔順線路傾斜值近似為：同理，以任意一個腿為基準，與其像對應順線路方向為另一側，即可測出鐵塔順線路傾斜值。

1. 橫線路傾斜測量

以A腿為基準，將測量儀拽直，選取適宜的1米段，即可測出鐵塔的根開即AD長度為，將測量儀一側同基礎1米以上水平材相平，另一側O與D腿基礎1米以上水平材相平，通過觀看液面的高度比較查看刻度值，記錄差值，當等于0時，則認為鐵塔橫線路沒有傾斜。

查閱相關資料，假設鐵塔高度為H。以AD垂直于地面為一個平面，AD的中點與鐵塔頂端中心延長的連線為直角三角形的一個直角邊，AD的中點與D基礎的連線為另一個直角邊，鐵塔頂端中心延長點與D基礎的連線為直角三角形的斜邊，當鐵塔傾斜后，通過對比可畫出簡易三角形模型。

如圖4：

通過計算，鐵塔橫線路傾斜角：

鐵塔橫線路傾斜值近似為：

同理，以任意一個腿為基準，與其相對應橫線路方向為另一側，即可測出鐵塔橫線路方向傾斜值。

4、以A腿為基準，將測量儀拽直，選取適宜的1米段，即可測出鐵塔的對角線根開即AC長度為，將測量儀一側同基礎1米以上水平材相平，另一側O與C腿基礎1米以上水平材相平，通過觀看液面的高度比較查看刻度值，記錄差值，當等于0時，則認為鐵塔沒有傾斜。

查閱相關資料，假設鐵塔高度為H。以AC的中點與鐵塔頂端中心的連線為直角三角形的一個直角邊，AC的中點與C基礎的連線為另一個直角邊，鐵塔頂端中心與C基礎的連線為直角三角形的斜邊，當鐵塔傾斜后，通過對比可畫出簡易三角形模型。

如圖5：

通過計算，鐵塔綜合傾斜角：

鐵塔綜合傾斜值近似為：

同理，以任意一個腿為基準，與其相對應對角線為另一側，即可測出鐵塔綜合傾斜值。

5、鐵塔傾斜缺陷及方向的判定

1）缺陷判定

《架空輸電線路運行規程》中規定，50米及以上高度的鐵塔，傾斜度不得超過0.5%，即≤0.005H或者≤0.005H，當>0.005H或者>0.005H時，即認為桿塔傾斜;50米以下高度的鐵塔，傾斜度不得超過1.0%，即≤0.01H或者≤0.01H，當>0.01H或者>0.01H時，即認為桿塔傾斜。

2）順線路傾斜

以小號側A腿或D腿為基準，當Y值為正值時，證明線路向大號側傾斜;當Y值為負值時，證明線路向小號側傾斜。同理，以大號側B腿或C腿為基準，當Y值為正值時，證明線路向小號側傾斜;當Y值為負值時，證明線路向大號側傾斜。

3）橫線路傾斜

以左側A腿或B腿為基準，當X值為正值時，證明線路向右側傾斜;當X值為負值時，證明線路向左側傾斜。同理，以右側C腿或D腿為基準，當X值為正值時，證明線路向左側傾斜;當X值為負值時，證明線路向右側傾斜。

4）綜合傾斜

如果橫線路和順線路都存在傾斜缺陷時，就需計算鐵塔總傾斜值：

其中鐵塔塔橫線路傾斜值X和順線路傾斜值Y，如圖6：

S與以對角線為平面測量的傾斜值應一致。

五、簡易測量儀的實際應用

1、測量儀的優缺點

優點：制作方式簡單，成本較低，操作方便，適宜任意一種地形使用。

缺點：僅適用于大板基礎的鐵塔或水泥桿橫線路方向傾斜，精確度低，只能達到毫米級。

1. 實際案例

某年某月某日，某某單位在輸電線路巡視中發現220千伏某某線44號轉角塔發生傾斜，導致43號、45號直線塔絕緣子傾斜，導、地線應力增大，弧垂減小。

發現這種情況以后，由于44號地處孤山頭，無法架設儀器，該單位立即使用簡易測量儀。經實地測量，以D腿為基準，基礎根開AD為7775mm，BD為10660mm，CD為7730mm;與A腿的差值為160mm，與B腿的差值為410mm，與C腿的差值為255mm，

鐵塔高度為33.5m，通過計算，該塔順線路向大號側傾斜值為1379.96mm，橫線路向左側傾斜值為2215.15mm，綜合傾斜值為2584.57mm。

通過對比，計算值和實測值一致，充分驗證了測量儀的測量原理，判定44號向左前側傾斜2.6m，為避免導、地線因氣溫下降、應力急劇增加發生斷線事故，該單位立即對44號塔導、地線的應力進行釋放，并把43號、45號塔的導線和地線的線夾及時進行了糾偏處理，有效的避免了一場事故的發生。

六、結束語

供電部門保障供電的質量穩定性、可靠性隨著電力設備智能升級改造要求是越來越高，因此減少因桿塔傾斜而引發的事故，優化桿塔傾斜測量方式勢在必行，杜絕事故的誘發點是輸電線路運行工作的重中之重，只有這樣，才可以避免事故的發生，減少不必要的經濟損失。