全站儀在高壓輸電線路檔距及弧垂測(cè)量中的應(yīng)用

摘要：科技進(jìn)步推動(dòng)了我國(guó)電力行業(yè)的蓬勃發(fā)展，高壓輸電線路作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)于如何做好高壓傳輸線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并將提高電力經(jīng)濟(jì)效益是電力行業(yè)研究的熱點(diǎn)之一。文章分析了高壓輸電線路檔距和弧垂測(cè)量方法，以及經(jīng)緯儀和全站儀在高壓輸電線應(yīng)用，并探討了全站儀在高壓輸電線路弧垂測(cè)量中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：全站儀；高壓輸電線路；檔距測(cè)量；弧垂測(cè)量；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM752 文章編號(hào)：1009-2374（2015）19-0060-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.029

高壓輸電線路作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓傳輸線路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)也能將電力傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益顯著提高。當(dāng)前高壓輸電線路施工的準(zhǔn)確測(cè)量作為施工的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工之前往往需要做好檔距測(cè)量和弧垂測(cè)量，全站儀本著提高工作效率的主要目的在高壓輸電線路檔距和弧垂測(cè)量中應(yīng)用有著一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 高壓輸電線路檔距和弧垂測(cè)量方法

1.1 檔距測(cè)量方法

一般而言，高壓輸電線路檔距測(cè)量方法主要有鋼尺直接測(cè)量法、碳素鋼絲間接測(cè)量法兩種，具體體現(xiàn)

如下：

1.1.1 鋼尺直接測(cè)量法。鋼尺直接測(cè)量的過程中，主要是人員借助于鋼卷尺進(jìn)而在母線橫梁上對(duì)檔距直接的進(jìn)行測(cè)量。這種測(cè)量方法最主要的優(yōu)點(diǎn)是可以直接得到測(cè)量結(jié)果，但是在實(shí)際的測(cè)量過程中，由于鋼卷尺有著自然的重量，測(cè)量過程中難免會(huì)受到外界因素的影響，往往有著相對(duì)較大的測(cè)量誤差，在高空作業(yè)過程中面對(duì)相對(duì)較大的勞動(dòng)強(qiáng)度往往有著相對(duì)較低的工作效率。這種鋼卷尺直接測(cè)量方法使用的過程中局限于鋼卷尺的長(zhǎng)度，同時(shí)其檔距測(cè)量不能大于50m。

1.1.2 碳素鋼絲間接測(cè)量法。碳素鋼絲間接測(cè)量方法在實(shí)際的測(cè)量過程中，主要是借助于直徑為2mm的碳素鋼絲于母線橫梁上進(jìn)行的一種操作，并將其中的一端固定，兩端則將其夾緊，并借助于緊線器對(duì)碳素鋼絲收緊，這種測(cè)量方法有著相對(duì)較高的測(cè)量精度，但是在實(shí)際測(cè)量過程中由于受力狀態(tài)的影響，張力存在差異，進(jìn)而造成相對(duì)較大的測(cè)量誤差，工作效率相對(duì)較低，對(duì)于檔距測(cè)量范圍為60m以下的適用。

1.2 高壓輸電線路弧垂測(cè)量方法

觀測(cè)檔的弧垂值是根據(jù)送電線路施工圖中的塔位明細(xì)表，按觀測(cè)檔所在耐張段的代表檔距和緊線時(shí)的氣溫查取安裝弧垂曲線中對(duì)應(yīng)的弧垂值，再根據(jù)觀測(cè)檔的檔距等因素進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算時(shí)，還需考慮觀測(cè)檔內(nèi)有無聯(lián)有耐張絕緣子串、懸掛點(diǎn)高差以及觀測(cè)點(diǎn)選擇的位置條件。

輸電線路的弧垂觀測(cè)方法有等長(zhǎng)法、異長(zhǎng)法、角度法、平視法四種，其中角度法最常用，角度法又分為檔外法、檔端法、檔內(nèi)法。當(dāng)弧垂最低點(diǎn)低于兩桿塔基部連線，架空線懸掛點(diǎn)高差大，檔距也大，應(yīng)選用觀測(cè)弧垂的方法為平視法，即平觀法。

2 經(jīng)緯儀和全站儀在高壓輸電線的應(yīng)用

以某一水電站的高壓輸電線工程為例，線路縱斷面測(cè)量就是沿著線路的中線方向每隔一定的距離測(cè)定它的高程點(diǎn)，在坡度變化的地方加測(cè)高程點(diǎn)；線路橫斷面測(cè)量是沿著垂直線路的中線方向上的坡度變化的地方測(cè)量高程點(diǎn)。其實(shí)質(zhì)就是線路的高程測(cè)量，線路的高程變化較大，如果使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行縱橫斷面測(cè)量，它會(huì)受地形起伏的限制，使視距縮短，轉(zhuǎn)點(diǎn)、測(cè)站增多，誤差積累較大而且使用人員多，經(jīng)緯儀的視距測(cè)量不受地形的限制，但精度較低，需要一個(gè)專人記錄和計(jì)算，計(jì)算工作量大，這二者都會(huì)直接影響工程進(jìn)度。

而利用全站儀進(jìn)行線路斷面測(cè)量既不受地形起伏的限制，又不需要進(jìn)行計(jì)算，需要人員也較少。只要兩點(diǎn)間通視，就可直接測(cè)量出坡度變化點(diǎn)的三維坐標(biāo)。全站儀根據(jù)三角高程的測(cè)量原理設(shè)計(jì)制造了一套直接測(cè)定兩點(diǎn)間高差的模式，只要將儀器照準(zhǔn)棱鏡，按下測(cè)距鍵，即可測(cè)出棱鏡和儀器的距離HD和高差△h，在測(cè)量過程中只要在儀器內(nèi)輸入儀器高和棱鏡高，就可以直接測(cè)出任意點(diǎn)的高程。為了提高觀測(cè)速度，減少輸入棱鏡高的次數(shù)，將棱鏡安在帶有刻度的對(duì)中桿上而且高度保持不變，這樣可以大大提高工作效率。

在實(shí)際工作中，利用全站儀進(jìn)行線路縱橫斷面測(cè)量，不只是測(cè)量坡度變化點(diǎn)的高程，而是利用全站儀的數(shù)據(jù)采集功能測(cè)定它的三維坐標(biāo)。這樣高程點(diǎn)的位置和平面位置完全吻合。線路網(wǎng)線施測(cè)中使用了全站儀的三維坐標(biāo)法進(jìn)行線路網(wǎng)線縱橫斷面測(cè)量，即在施測(cè)縱斷面的同時(shí)一并把橫斷面測(cè)出。此種方法在外業(yè)操作過程中，需要將儀器架在已知點(diǎn)上，測(cè)站無需記錄員，多個(gè)棱鏡可同時(shí)跑點(diǎn)，全站儀即時(shí)觀測(cè)各個(gè)棱鏡，即測(cè)即存，無須按路線分左右、距離遠(yuǎn)近順序跑點(diǎn)。一個(gè)測(cè)站可以施測(cè)多個(gè)橫斷面，這樣可以大大提高外業(yè)工作效率高，但與之配套的內(nèi)業(yè)工作量很大。在內(nèi)業(yè)處理時(shí)，應(yīng)先將全站儀采集的三維坐標(biāo)下載到計(jì)算機(jī)，然后利用cass或其他繪圖軟件，把三維坐標(biāo)展點(diǎn)到圖上，從圖上提取各點(diǎn)的高程和各點(diǎn)到中樁的距離，輸入到縱橫斷面固定的表格中。由此可以看出，利用全站儀進(jìn)行線路縱橫斷面測(cè)量操作簡(jiǎn)單，精度完全能夠滿足線路縱橫斷面測(cè)量的精度要求。

3 全站儀在高壓輸電線路弧垂測(cè)量中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

全站儀在高壓輸電線路弧垂測(cè)量中的應(yīng)用過程中，往往需要結(jié)合高壓輸電線路弧垂測(cè)量數(shù)據(jù)特點(diǎn)，根據(jù)不同的地理情況測(cè)量不同類型數(shù)據(jù)，并使用不同的測(cè)量方法進(jìn)行全面的測(cè)量。全站儀在高壓輸電線路弧垂測(cè)量中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)如下：

全站儀操作簡(jiǎn)單，按鍵操作按鈕少，能夠較快地進(jìn)行操平、對(duì)中及取景等操作，無需進(jìn)行相對(duì)復(fù)雜的測(cè)量過程；測(cè)量數(shù)據(jù)直接讀取，相對(duì)經(jīng)緯儀需要調(diào)節(jié)表盤刻度來讀取數(shù)據(jù)，不僅有著相對(duì)較高的測(cè)量精度，又能避免人為讀取數(shù)據(jù)時(shí)因方法不正確或估算造成的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤；全站儀屬于半數(shù)字化測(cè)量?jī)x器，儀器內(nèi)置有不同方面的測(cè)量程序，如懸高測(cè)量，測(cè)量時(shí)直接調(diào)用懸高測(cè)量程序做簡(jiǎn)單的測(cè)量，就可以直接讀出導(dǎo)線對(duì)地距離、交叉跨越距離等結(jié)果。endprint

在實(shí)際的弧垂測(cè)量過程中，需要對(duì)測(cè)量結(jié)果按照復(fù)雜的計(jì)算公式以得出實(shí)際的弧垂結(jié)果，以往的經(jīng)驗(yàn)是使用科學(xué)計(jì)算器進(jìn)行，不僅工作量大，而且人為輸入數(shù)據(jù)和計(jì)算時(shí)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。結(jié)合弧垂計(jì)算公式、弧垂測(cè)量所需數(shù)據(jù)特點(diǎn)以及全站儀電子屏所顯示的測(cè)量數(shù)據(jù)特點(diǎn)，利用電子表格，形成了僅將全站儀讀取的測(cè)量數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接輸入，就可以得到計(jì)算結(jié)果的弧垂計(jì)算表，從而免去了將測(cè)量數(shù)據(jù)換算以及結(jié)果計(jì)算的步驟。該方法不僅減少了大量的工作量、提高了工作效率，而且避免了計(jì)算器數(shù)據(jù)輸入、計(jì)算環(huán)節(jié)中因人為原因而造成的計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，將錯(cuò)誤的幾率降至最低。

考慮到實(shí)際弧垂測(cè)量工作野外作業(yè)的特點(diǎn)，不便進(jìn)行資料的收集、整理，可以將弧垂計(jì)算表打印至A4紙作為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)記錄表，計(jì)算過程時(shí)只需將記錄表內(nèi)的數(shù)據(jù)錄入弧垂計(jì)算表，計(jì)算人員不必掌握大量的弧垂計(jì)算公式。表格內(nèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果具有唯一性，對(duì)于計(jì)算結(jié)果的真實(shí)性有著一定的保障基礎(chǔ)，該方法不僅有著較強(qiáng)的實(shí)用性，而且對(duì)測(cè)量工作有著指導(dǎo)和規(guī)范的作用，是一種有效的對(duì)作業(yè)過程管控方法。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的日新月異，傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀已經(jīng)滿足不了高壓輸電線路弧垂測(cè)量工作快速、高效、保質(zhì)的要求，而全站儀的推廣應(yīng)用不僅提高了測(cè)量工作的效率，保證了測(cè)量精度和數(shù)據(jù)真實(shí)性，而且在節(jié)省工作量的同時(shí)規(guī)范了弧垂測(cè)量行為，降低對(duì)測(cè)量人員專業(yè)技能的要求，因此全站儀在高壓輸電線路檔距和弧垂測(cè)量中將會(huì)有著更加廣泛的應(yīng)用前景。

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作者簡(jiǎn)介：梁振能（1986-），男，廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司來賓供電局助理工程師，研究方向：35～500kV高壓輸電線路運(yùn)維。

（責(zé)任編輯：陳 倩）endprint