利用連通器原理測量桿塔傾斜度

黃榮正

（國網浙江省電力公司紹興供電公司，浙江紹興312000）

利用連通器原理測量桿塔傾斜度

黃榮正

（國網浙江省電力公司紹興供電公司，浙江紹興312000）

桿塔傾斜度超標會嚴重威脅到線路運行和檢修作業人員的安全，因此應準確測量桿塔傾斜度，以便及時采取措施。利用連通器原理制作出帶刻度透明軟管測量儀器，通過兩端液面高差測出桿塔兩點的距離，進而計算出桿塔傾斜度。此方法操作便捷，測算快速、準確，可及時發現不合格桿塔，確保線路運行檢修安全。

桿塔傾斜度；連通器；測量方法；運行檢修

隨著電網建設規模的不斷擴大，數以萬計的輸電線路桿塔正樹立在全國各地的山川河流之上，擔負著電能輸送的重要任務。然而各種地形地貌受自然環境及人為因素的影響會發生變化，并影響桿塔的穩定性，對電網穩定運行構成威脅。因此，應準確測量桿塔傾斜度是否超標，以便及時采取措施，避免倒桿事故的發生。

1 桿塔傾斜度超標的危害

架空線桿塔傾斜是指桿塔中心偏離鉛垂位置，其程度用傾斜度即桿塔傾斜值與測量點至地面垂直距離的比值（q）來表示。桿塔傾斜度超標主要有以下2方面危害：

（1）運行中的線路如遇風、覆冰及地震等自然災害時，傾斜桿塔（特別是直線塔或大跨越桿塔）更易出現斷線倒桿等重大電網事故。

（2）線路檢修時，傾斜度超標者在桿塔、導地線及拉線檢修或調整等情況下，可能導致斷線倒塔和人員墜落傷亡等嚴重事故。

為避免倒桿事故，需在桿塔驗收時和檢修作業前準確測量其傾斜度，對不合格者及時處理。

2 桿塔傾斜度測量現狀

測量線路桿塔傾斜度的方法主要有鉛垂法、經緯儀法、平面鏡法以及地面激光測量法。鉛垂法主要依靠鉛垂線與中心點的距離來計算，誤差大；經緯儀法是目前主要測量傾斜度的方法，但其測量過程復雜，費時費力；平面鏡法利用光學方法測量，測量精度不高；地面激光測量法，采用激光和專業軟件處理，精度高，但是成本高，需要專業人員及設備支持[1-5]。為滿足線路驗收、運行檢修中操作簡單、測量準確的要求，在此提出利用連通器原理測量桿塔傾斜度的方法。

3 連通器測量法

根據底部相通的同種液體同水平面壓強相同的連通器原理，用1根帶有刻度且長度適宜的透明軟管制作成連通器，注入液體（如有色水溶劑等），分別測量理論水平面與實際水平面之間投影在桿塔上的距離，然后利用相似原理和三角函數計算出桿塔傾斜度。

測量應在無風或微風情況下進行，確保桿塔頂部無明顯擺動。測量前，2人各執連通器一端分別放在測量位置上，上下移動連通器使兩端液面均高于理論水平面，然后將一端液面與理論水平面平齊，使另一端在低于理論水平面的位置靜止，利用管壁上的刻度讀出距離并記錄，再通過計算得出傾斜度。

3.1 測量步驟

（1）將軟管兩端分別放在桿塔理論水平面對應測量點位置，上下移動使兩端液面高于測量點；

（2）移動兩端使其中一端液面上邊緣與理論水平面一測量點平齊，另一端低于理論水平面；

（3）將低于理論水平面的一端刻度管貼緊桿塔，讀出靠近桿塔側液面上邊緣到理論水平面測量點的距離，并記錄d1（如圖1（a）或圖2（a）所示）；

（4）將兩端轉至90°位置重復以上步驟，并記錄距離d2（如圖1（b）或圖2（b）所示）；

（5）查閱圖紙并計算出傾斜度。

注：由于塑料軟管會受溫度影響產生熱脹冷縮，因此應記錄測量時溫度并換算。

3.2 鋼管桿測量

通常越靠近桿頂測量越能反映鋼管桿的傾斜度，因此，測量時優先選擇桿頂處（圖1（a）中位置1）。在有風情況下，為防止桿頂隨風擺動造成測量偏差，可選上導線橫擔處（圖1（a）中位置2），所選位置要便于查詢圖紙和計算。以12邊形鋼管桿為例，測量位置分別選取為相互垂直外徑的端點，即圖1（b）中A，B和E，F 2組測量點，分別測量出高差d1與d2。

圖1 鋼管桿測量示意

由于桿塔均為鋼結構，其形變非常小，因此傾斜后桿塔外徑大小幾乎不變。查閱桿塔設計圖紙，計算出鋼管桿測量位置外徑D及鋼管桿錐度角β，根據式（1）和式（2）計算出兩處角度：

圖2 鐵塔測量示意

3.3 鐵塔測量

鐵塔測量點同樣是選擇離塔頂更近處進行測量，測量位置應優先選擇塔頂（圖2（a）和圖2（b）中位置1）。在有風情況下可適當降低測量點的高度（圖2（a）和圖2（b）中位置2），如橫擔上邊緣位置等，以便于查詢圖紙。測量點可選擇圖2（c）中A，B，E，F點，塔頂多為矩形結構，為方便計算，一般選擇兩組對邊中點位置進行測量，并記錄d1與d2。

查閱鐵塔設計圖紙，計算或查出桿塔測量位置2組對邊距離以及順線路方向錐度β1和垂直線路方向錐度β2，根據式（3）和式（4）計算出兩處角度：

桿塔的錐度角小于5°時，在精確要求不高的情況下可以忽略錐度角的影響。

3.4 傾斜度計算

由計算所得的tanα1和tanα2，利用相似原理和三角函數，在立體直角坐標系（圖3）根據式（5）計算桿塔傾斜度q：

圖3 立體直角坐標關系

計算出傾斜度，對照相關標準，對傾斜度過大的桿塔及時采取打拉線和基礎補強等措施，確保桿塔穩定。

4 結語

測量桿塔傾斜度通常是針對某一基或某幾基桿塔進行，動用大量人力物力顯然不合適，以上提出的連通器測量法只需2人攜帶1根透明軟管登桿塔測量，操作便捷快速，測量數據準確，成本極低，能為線路運行檢修安全提供重要依據。

[1]宋繼明，宋華松，汪以文.特殊地形條件下桿塔傾斜率的測量方法[J].電網技術，2010，34（12）:219-222．

[2]蔡建巍.架空線路桿塔傾斜的正確測量[J].農村電工，2004，12（6）:30．

[3]李云霓，杜勇，沈小軍，等.幾種輸電線路桿塔傾斜度測量方法的比較[J].湖北電力，2014，38（10）.

[4]馬立廣.地面三維激光掃描儀的分類與應用[J].地理空間信息，2005，3（3）:60-62．

[5]周柯宏.輸電線路桿塔傾斜度在線監測系統[J].廣東電力，2013，26（7）.

（本文編輯：方明霞）

Inclination Measurement of Poles and Towers by Connected Vessels

HUANG Rongzheng
（State Grid Shaoxing Power Supply Company，Shaoxing Zhejiang 312000，China）

Excessive inclination of poles and towers may jeopardize line operation and safety of maintenance personnel.Therefore，it is necessary to accurately measure inclination of poles and towers so as to timely take measures.A transparent hosepipe with scale is designed by the principle of connected vessels to measure the distance between two points through difference between liquid surface heights at both terminals to calculate inclination of poles and towers.The method is characterized by its convenient operation，fast and accurate measurement；besides，it can timely detect unqualified poles and towers and guarantee safety of line operation and maintenance.

pole and tower inclination；connected vessels；measurement method；operation and maintenance

TM753

：B

：1007-1881（2016）03-0007-03

2015-12-09

黃榮正（1989），男，助理工程師，從事輸電線路運行與檢修工作。