適用于配電線路的智能校準(zhǔn)儀

廣西電網(wǎng)責(zé)任有限公司 南寧供電局生產(chǎn)技術(shù)部，廣西 南寧 530000

1 研制背景

在配電架空線路、立桿、裝橫擔(dān)等工作中，經(jīng)常需要對(duì)電桿等部位進(jìn)行距離、高度以及長(zhǎng)度測(cè)量。由于目前相關(guān)測(cè)量工作只能靠人工進(jìn)行肉眼判斷橫平豎直，加上部分電桿組立后存在一定橫縱向偏差，因此傳統(tǒng)的人工觀察方式存在誤差大、耗時(shí)長(zhǎng)、效率低下等問(wèn)題，無(wú)法達(dá)到工藝規(guī)范要求。并且由于架空線路經(jīng)常需要進(jìn)行高空攀爬，操作人員在高空時(shí)很難對(duì)相關(guān)距離或水平度進(jìn)行準(zhǔn)確的觀察，因此為高空作業(yè)帶來(lái)一定的操作難度。

目前市面上的校準(zhǔn)儀器多用于室內(nèi)裝修，具備測(cè)距、測(cè)量角度功能，但因儀器結(jié)構(gòu)原因，只適用于平面作業(yè)，無(wú)法應(yīng)用于電桿上的狹小作業(yè)面；戶(hù)外大型校準(zhǔn)儀適用于地面作業(yè)，不便于隨身攜帶及桿上作業(yè)。為使配電線路測(cè)量測(cè)距作業(yè)規(guī)劃化、標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)量化測(cè)量替代肉眼經(jīng)驗(yàn)判斷，解決配電領(lǐng)域缺乏專(zhuān)用校準(zhǔn)儀器問(wèn)題，文章主要介紹了一種適用于配電線路的專(zhuān)用智能校準(zhǔn)儀，以此為相關(guān)測(cè)量工作提供幫助。

2 研制目的

配電線路施工過(guò)程中所使用的相關(guān)測(cè)量?jī)x器較為傳統(tǒng)、功能單一，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的使用環(huán)境需求，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)如果要進(jìn)行多種方面的測(cè)量，則需要攜帶多種儀器，極大地增加了操作人員的工作負(fù)擔(dān)。目前市面上無(wú)適合配電線路特定工種使用的校準(zhǔn)儀器，配電線路工程在進(jìn)行電力架空線路立桿、裝橫擔(dān)、桿塔傾斜度測(cè)量等工作中往往通過(guò)肉眼判斷距離和角度，其誤差很大。當(dāng)需要測(cè)量溫度和濕度時(shí)，還要攜帶另外的溫濕度檢測(cè)儀器，給配電線路施工帶來(lái)不少困擾。為了提高施工作業(yè)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，提升配電線路工程的建設(shè)質(zhì)量、驗(yàn)收質(zhì)量和運(yùn)維質(zhì)量，研制適用于配電線路檢測(cè)的校準(zhǔn)工器具有重要意義。該項(xiàng)目研制了一種多功能智能校準(zhǔn)儀，能為設(shè)計(jì)人員、施工人員、驗(yàn)收人員、運(yùn)行維護(hù)人員解決測(cè)距、測(cè)角度、立桿、裝設(shè)橫擔(dān)等測(cè)量問(wèn)題；同時(shí)也能解決傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x易跌落損壞失準(zhǔn)、應(yīng)用面窄，不利于架空線路工程安裝作業(yè)的問(wèn)題，彌補(bǔ)了目前市場(chǎng)上的空白。

3 技術(shù)方案

3.1 技術(shù)設(shè)計(jì)思路

項(xiàng)目組走訪了電力施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)電力施工工程尤其是配電網(wǎng)架空線路、立桿等工作的多次走訪調(diào)研，在進(jìn)行實(shí)地勘察和資料搜集后，提出了該儀器的技術(shù)設(shè)計(jì)思路，并通過(guò)多次討論研究分析，確認(rèn)最優(yōu)方案，最終研制生產(chǎn)出了一種智能校準(zhǔn)儀。該儀器為一款多功能的智能校準(zhǔn)儀，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用需求設(shè)計(jì)，能測(cè)量角度、水平度、溫濕度等，集合激光自動(dòng)化校準(zhǔn)、聲光報(bào)警于一體，并配置卡口和磁鐵使其能固定于橫擔(dān)、電桿，同時(shí)為了便于在施工現(xiàn)場(chǎng)攜帶，該儀器體積的設(shè)計(jì)約為3cm×2cm×10cm，并通過(guò)太陽(yáng)能充電，實(shí)現(xiàn)環(huán)保的使用需求。

架空輸電線路的主要部件包括導(dǎo)線、避雷線、金具、絕緣子、桿塔、拉線基礎(chǔ)、接地儀器，其桿塔間距、傾斜角度、橫擔(dān)傾斜度等應(yīng)滿(mǎn)足工藝規(guī)范要求。文章將根據(jù)目前對(duì)水平度的要求，設(shè)計(jì)出激光感應(yīng)部件，通過(guò)角度傳感器、溫濕度傳感器、激光測(cè)距傳感器以及氣壓傳感器進(jìn)行多方位多角度的測(cè)量，使儀器滿(mǎn)足實(shí)際測(cè)量的需求。

由于施工現(xiàn)場(chǎng)多為戶(hù)外操作，因此儀器增加了警示指示燈及蜂鳴提示儀器，以適應(yīng)戶(hù)外嘈雜環(huán)境，即便操作人員距離較遠(yuǎn)也能通過(guò)指示燈或蜂鳴警示聲音及時(shí)了解位置的偏差，以便及時(shí)調(diào)整。

3.2 儀器技術(shù)原理

校準(zhǔn)儀內(nèi)置陀螺儀和計(jì)算電路的激光校準(zhǔn)功能。其中，計(jì)算電路處理能自動(dòng)調(diào)整光線，計(jì)算水平差值，及時(shí)調(diào)整擺正；儀器底部設(shè)有磁鐵和活動(dòng)卡口，能將儀器固定在橫擔(dān)上。儀器設(shè)有收縮繩，可系于腰帶或電桿上。太陽(yáng)能電池板具有物理和電子讀數(shù)顯示屏，并有溫濕度提示及測(cè)距功能，能直接顯示測(cè)量數(shù)據(jù)。聲光報(bào)警功能在檢測(cè)到偏差時(shí)會(huì)進(jìn)行報(bào)警。

儀器采用激光方式進(jìn)行測(cè)量，內(nèi)置的激光頭可產(chǎn)生十分穩(wěn)定的激光光束，采用波長(zhǎng)嚴(yán)格按照國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。由于整個(gè)測(cè)量均在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境范圍內(nèi)，因此測(cè)量精度高。另外，抗摔液晶屏能實(shí)時(shí)顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。

太陽(yáng)能電板儀器采用輕便耐用材質(zhì)制成，結(jié)構(gòu)小巧，只有約美工刀大小的長(zhǎng)度。通過(guò)將儀器掛在電桿上，能自動(dòng)判斷顯示電桿傾斜度，便于施工人員校正電桿，無(wú)需多人不同角度肉眼判斷。有效解決了配電架空線路、臺(tái)區(qū)工程面臨大量立桿、裝橫擔(dān)靠肉眼判斷橫平豎直的問(wèn)題，有效規(guī)避了安全隱患。

儀器內(nèi)置鋰電池和太陽(yáng)能電池，太陽(yáng)能充電管理機(jī)構(gòu)能將太陽(yáng)光進(jìn)行充電管理，啟動(dòng)時(shí)通過(guò)CPU驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行儀器的運(yùn)作。激光光束射出后，通過(guò)儀器內(nèi)置的角度傳感器、溫濕度傳感器、激光測(cè)距傳感器及氣壓傳感器進(jìn)行多方位多角度的測(cè)量，采樣單元能將數(shù)據(jù)整理并顯示在顯示屏上。蜂鳴器能在發(fā)現(xiàn)測(cè)量偏差時(shí)，進(jìn)行聲音警示提醒，通過(guò)發(fā)出蜂鳴聲及亮起指示燈實(shí)現(xiàn)提示功能。儀器內(nèi)部技術(shù)原理圖如圖1所示。

圖1 儀器內(nèi)部技術(shù)原理圖

3.3 產(chǎn)品特點(diǎn)

（1）儀器設(shè)有超高精度激光束，測(cè)量精度高，無(wú)需人工。（2）儀器具有自動(dòng)校準(zhǔn)功能，能自動(dòng)調(diào)整水平角度，提高測(cè)量水平。（3）儀器具數(shù)據(jù)顯示功能，能將測(cè)量數(shù)據(jù)顯示在抗摔液晶顯示屏中，方便查看。（4）儀器具有角度傳感器、溫濕度傳感器、激光測(cè)距傳感器以及氣壓傳感器等多個(gè)獨(dú)立機(jī)構(gòu)共同運(yùn)作。（5）儀器使用形式多樣，可系于電桿上或腰上使用。（6）儀器輕巧抗摔，攜帶方便，操作簡(jiǎn)單。

4 技術(shù)創(chuàng)新

該儀器專(zhuān)門(mén)針對(duì)電力系統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)中的測(cè)量工作，尤其適用于立桿、裝設(shè)橫擔(dān)等臺(tái)區(qū)的測(cè)量工作，區(qū)別于傳統(tǒng)的測(cè)量工具，該儀器具有以下創(chuàng)新手段：（1）磁鐵吸附及活動(dòng)卡口雙重固定方式，有效防止儀器從橫擔(dān)高處跌落問(wèn)題。（2）儀器采用了高精度的激光光束，能判斷出水平角度差值，并將其顯示在抗摔的液晶顯示屏上，集測(cè)量和查看于一體，滿(mǎn)足實(shí)際操作現(xiàn)場(chǎng)需求。（3）自動(dòng)傾斜度測(cè)量及調(diào)整有效減輕了操作人員負(fù)擔(dān)，解決了肉眼判斷的傳統(tǒng)問(wèn)題，提高了工作效率。（4）儀器設(shè)計(jì)了多種環(huán)境中使用的系繩功能，能系在腰上或電桿上使用。（5）儀器為多功能智能儀，將多個(gè)功能板塊結(jié)合為一個(gè)智能整體。

5 測(cè)量應(yīng)用

該儀器為一款適合在電力施工日常測(cè)量測(cè)距等工作中使用的智能校準(zhǔn)儀，包括角度傳感器、溫濕度傳感器、激光測(cè)距傳感器以及氣壓傳感器等，將多個(gè)功能板塊合并成為一個(gè)獨(dú)立、兼容性好、體積小巧的智能校準(zhǔn)儀。儀器在南寧局使用后獲得了一致好評(píng)，其使用效果良好，安裝操作簡(jiǎn)單，固定性好，無(wú)需再通過(guò)人工肉眼觀察便能直觀準(zhǔn)確地顯示水平角度差值，激光測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，操作人員位于桿體上時(shí)也能通過(guò)液晶顯示屏進(jìn)行觀察，既可系在腰間使用，又可系在電桿上使用，極大地方便了操作人員。不但提高了高空作業(yè)的安全性，而且提高了南寧局相關(guān)工具的效率。因此，可將儀器計(jì)劃推廣至各個(gè)電力單位使用，同時(shí)其通用性也適用于其他更多領(lǐng)域。

6 成果效益及應(yīng)用前景

（1）經(jīng)濟(jì)效益高。文章提出的智能校準(zhǔn)儀能有效實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量功能，與傳統(tǒng)的人工肉眼觀察方式操作相比，該儀器的使用使現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量操作質(zhì)量得到顯著的提升，保證了配電線路安裝工藝的規(guī)劃性和標(biāo)準(zhǔn)化，提高了配電線路的施工質(zhì)量。（2）推廣效益好。由于該儀器設(shè)計(jì)小巧靈活，便于攜帶，功能齊全，能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求，因此在實(shí)際應(yīng)用后能實(shí)現(xiàn)較大的效益。并且無(wú)論從安全度還是便捷度來(lái)看，其通用性都十分強(qiáng)，推廣效益好。

7 結(jié)束語(yǔ)

文章提出的適用于配電線路領(lǐng)域使用的多功能智能校準(zhǔn)儀，小巧輕便、可隨身攜帶，極大地提高了配電線路施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化水平。尤其是在組立電桿、裝設(shè)橫擔(dān)工作中，智能校準(zhǔn)儀發(fā)揮了極大作用，使測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。在線路運(yùn)行維護(hù)中，智能校準(zhǔn)儀可用于校正傾斜電桿、測(cè)量線路通道寬度、帶電體的安全距離、環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行工況測(cè)量等運(yùn)維作業(yè)。智能校準(zhǔn)儀還彌補(bǔ)了配電線路無(wú)專(zhuān)用測(cè)量校準(zhǔn)儀器的空白。