復(fù)雜情況下架空輸電線路交跨距離精確測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)雜情況下架空輸電線路交跨距離精確測量方法，尤其涉及一種 測量人員難以到達(dá)交叉跨越點(diǎn)正下方區(qū)域或在交叉跨越點(diǎn)正下方樹立塔尺（棱鏡）難以觀 察到的情況，當(dāng)難以觀測到交叉跨越點(diǎn)時進(jìn)行的架空輸電線路交跨距離精確測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對電力能源的需求不斷增多，各級電壓等級的架空輸電 線路作為電力能源的最主要輸送通道，與河流、電力線、電信線、鐵路、高速公路（公路）、架 空索道、房屋、樹木等交跨情況日益增多，線路通道環(huán)境日益復(fù)雜化。因此保證架空輸電線 路在各類運(yùn)行工況下導(dǎo)線與被跨越物的凈空距離，是線路設(shè)計、施工和運(yùn)行的重要工作之 一，是判定架空輸電線路能否安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要技術(shù)參數(shù)。并隨著輸電線路電壓等級的 不斷升高，對相關(guān)技術(shù)人員能夠準(zhǔn)確測量凈空交跨距離數(shù)據(jù)提出了更高的要求。
[0003] 現(xiàn)有的測量方法，包括用絕緣繩直接測量、使用測高儀測量和使用經(jīng)煒儀（全站 儀）進(jìn)行測量。
[0004] 用絕緣繩直接測量：該方法是測量人員在輸電導(dǎo)線和被跨越物交叉點(diǎn)處垂下絕緣 繩直接測量，該方法優(yōu)點(diǎn)是簡便實(shí)用。但該方法也存在下列兩個方面的缺點(diǎn)：
[0005] (1)需要作業(yè)人員登塔走線到交叉跨越點(diǎn)測量，作業(yè)人員勞動強(qiáng)度大。停電作業(yè)時 若被交跨為帶電線路，存在感應(yīng)電，安全風(fēng)險較大，若等電位進(jìn)電場帶電作業(yè)，需要做好帶 電作業(yè)的各項安全措施，危險因素較多；
[0006] (2)作業(yè)人員僅能在交跨相導(dǎo)線有正上方相導(dǎo)線時才能使用，適用范圍有限。并需 要兩次分別測量該交跨相導(dǎo)線正上方相導(dǎo)線到被跨越物的距離和該交跨相導(dǎo)線的距離，并 取兩者的差值才能測量出交跨導(dǎo)線與被交跨物的凈空距離，否則作業(yè)人員在交跨導(dǎo)線上測 量，由于自重導(dǎo)線弧垂下降較多，將造成較大的測量誤差，數(shù)據(jù)不可信。
[0007] 使用測高儀測量：測高儀測量交跨就是利用測高儀分別測出導(dǎo)線對地距離和被交 跨物的距離，然后取兩者差值。測高儀由于攜帶使用方便，測量迅速，近年來在輸電運(yùn)檢單 位廣泛使用。但是由于它是利用導(dǎo)線反射儀器發(fā)出的超聲波，儀器比較發(fā)射波和反射波的 相位差來測量導(dǎo)線對地距離。測量時受環(huán)境溫度影響較大，一般適用于-5°c _+40°C，測量 范圍小，一般不超過50米，測量時數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，誤差較大。并且在測量多層導(dǎo)線時容易發(fā)生 混淆。這種測量方法不適用于需要制定施工技改方案策略的交跨測量，僅適用于交跨距離 的估測。
[0008] 使用經(jīng)煒儀（全站儀）進(jìn)行測量：主要是使用塔尺（棱鏡），測出交叉跨越點(diǎn)的地 面投影點(diǎn)與儀器觀測點(diǎn)的水平距離，同時測量出觀測交跨導(dǎo)線和被跨越物的仰角，遙測懸 高取差值，即可得到凈空交跨距離。這種測量方案測量精度較高，測量數(shù)值誤差小，能為修 理技改方案制定提供技術(shù)支撐。但是仍然存在經(jīng)煒儀測量要求較細(xì)致，測量時注意事項多， 否則會產(chǎn)生誤差，不能用于高精度測量的問題。如在測量時應(yīng)注意：一是在測量交跨仰角時 需要至少正反鏡測量兩次取平均值，減少測量誤差；二是測量儀器放置位置應(yīng)選擇離交跨 測量點(diǎn)的距離為交跨線路對地距離的2-3倍左右，避免測量時仰角過大；另外要注意交跨 測量時及時使用紅外測溫儀精確測量導(dǎo)線溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種建立二維直角坐標(biāo)系進(jìn)行解析計算得到 OM的長度和Z AOM的角度值，從而找到交叉跨越方位，觀察到交叉跨越點(diǎn)的復(fù)雜情況下架 空輸電線路交跨距離精確測量方法。
[0010] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0011] 為確保交叉跨越測量的準(zhǔn)確性，應(yīng)準(zhǔn)確選取被交叉跨越物的交叉跨越點(diǎn)。
[0012] 被交跨物為高速公路（公路）、鐵路，并且交跨點(diǎn)地面地勢較好時，可直接目測選 取交跨線路交跨的路基兩邊緣點(diǎn)和中心點(diǎn)共計三點(diǎn)個作為交跨測量地面觀測投影點(diǎn)，并最 終在三個交跨測量點(diǎn)測得三處交跨距離，選取其中最小值確定為最終交跨距離測量值。
[0013] 被交跨物為電力線路、通信線路，架空索道等，并且在交跨點(diǎn)預(yù)計區(qū)域地面地勢交 跨較好，經(jīng)煒儀觀測通視的情況較好時，主要確定交跨點(diǎn)做法有，現(xiàn)場作業(yè)人員攜帶兩根足 夠長度的繩索（一般15-20米）分別在交跨線路和被交跨物垂直正下方平行鋪開，兩繩索 地面交跨點(diǎn)，并做好標(biāo)記，即為交跨點(diǎn)的地面投影點(diǎn)。
[0014] 若被交跨物為房屋、河網(wǎng)，樹木或電力線路、通信線路，架空索道等。此時測量人員 難以到達(dá)交跨點(diǎn)正下方區(qū)域或在交跨點(diǎn)正下方樹立塔尺（棱鏡）等難以觀測到時，主要有 以下兩種方法確定交叉跨越點(diǎn)。
[0015] 復(fù)雜情況下架空輸電線路交跨距離精確測量方法，其特征在于：包括方法一和方 法二；
[0016] 方法一以下步驟：
[0017] SOl，在交跨線路和被交跨物垂直正下方分別選取兩個觀測參考點(diǎn)，交跨線路的兩 個觀測參考點(diǎn)從左到右編號為A、B，被交跨物的兩個觀測參考點(diǎn)編號從右到左為C、D，設(shè)經(jīng) 煒儀位置編號為〇點(diǎn)，A、B連線和C、D連線的交叉跨越點(diǎn)為M點(diǎn)；則通過經(jīng)煒儀測量可得 至Ij :0A = La ;0B = Lb ;0C = Lc ;0D = Ld ; Z AOB = a 1; Z AOC = a 2; Z AOD = α 3;
[0018] S02,建立二維直角坐標(biāo)系XOY :設(shè)經(jīng)煒儀的位置0點(diǎn)為二維直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原 點(diǎn) 0(0,0)，并以步驟 SOl 中的 OA 為 X 軸，可得 A(La，0) ;B(Lbcosa ^Lbsina Icaccosa2, Lbsin a 2)，D (Ldcos a 3, Ldsin a 3)，則可得：
[0019] 直線AB的函數(shù)為：
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[0029] 方法二包括以下步驟：
[0030] S03,在交跨線路和被交跨物垂直正下方分別選取兩個觀測參考點(diǎn)，交跨線路的兩 個觀測參考點(diǎn)從右到左編號為A、D，被交跨物的兩個觀測參考點(diǎn)編號從右到左為B、C，設(shè)經(jīng) 煒儀第一位置編號為O1A，經(jīng)煒儀第二位置編號為〇 2點(diǎn)，A、D連線和B、C連線的交叉跨越 點(diǎn)為M點(diǎn)；則通過經(jīng)煒儀測量可得到：〇3 = La !O1B = Lb !O1O2= Lo ;02C = Lc ;02D = Ld ; Z AO1B = a 1； Z AO ^2= α 2； Z 0 !〇2C = α 3； Z 0 !〇2D = α 4；
[0031] S04,建立二維直角坐標(biāo)系XO1Y和二維直角坐標(biāo)系XO2Y :
[0032] 在二維直角坐標(biāo)系XO1Y中設(shè)O1點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)0(0,0)，并以0 3為X軸，可得 A (La, 0) ;B (Lbcos a i，Lbsin a J ；02 (Locos α 2, Losin α 2)；
[0033] 在二維直角坐標(biāo)系XO2Y設(shè)O2點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)0 (0,0)，并以0 A為X軸，可得 C2 (Lccos α 3, Lcsin a 3) ；D2 (Ldcos a 4, Ldsin α 4)；
[0034] (：2為C點(diǎn)在XO 2Υ中的坐標(biāo)；02為D點(diǎn)在XO 2Υ中的坐標(biāo)；
[0035] 將直角坐標(biāo)系XO1Y沿直線O2O1平移距離Lo，使XO J和XO2Y原點(diǎn)重疊后，再逆時針 旋轉(zhuǎn)角度（180- α 2) °，可得C點(diǎn)在直角坐標(biāo)系XO1Y的坐標(biāo)C1:
CN 105180876 A 說明書 4/9 頁
[0043] 則可得：
[0044] 直線AD函數(shù)為：
[0045] 直線BC函數(shù)為：
[0052] ax，ay，bx，by，cx，cy，dx，dy分別代表A、B、C、D四點(diǎn)在直角坐標(biāo)系XO1Y中的坐 標(biāo)取值。
[0053] 所述平移的方法為同一平面內(nèi)不同直角坐標(biāo)系間的平移原理，使兩直角坐標(biāo)系原 點(diǎn)重合，然后旋轉(zhuǎn)平移直角坐標(biāo)系使兩直角坐標(biāo)系方向完全一致的平移方法
[0054] 所述經(jīng)煒儀的位置與M點(diǎn)之間的距離為交跨線路對地距離的2~3倍。
[0055] 使用全站儀測量時，還需及時進(jìn)行大氣壓設(shè)置修正，確保測量精度。
[0056] 計算最小凈空交跨距離時還需測量線路的表面溫度。
[0057] 所述交跨線路的表面溫度的測量方法為使用紅外測溫儀測量。
[0058] 方法一通過建立二維直角坐標(biāo)系XOY進(jìn)行解析計算得到OM的長度和Z AOM的角 度值，從而找到交叉跨越方位，觀察到交叉跨越點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)交跨距離精確測量。
[0059] 方法二是在經(jīng)煒儀一個觀測點(diǎn)難以同時觀測到所有四個（A、B、C、D)交叉跨越 觀測參考點(diǎn)的情況下，可增設(shè)一個合適的經(jīng)煒儀觀測位置點(diǎn)，可通過建立二維直角坐標(biāo)系 XO1Y和二維直角坐標(biāo)系XO2Y，將C、D點(diǎn)在二維直角坐標(biāo)系XO2Y的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到二維直角坐標(biāo) 系XO1Y中，再進(jìn)行解析計算得到O1M的長度和Z AO1M的角度值，從而找到交叉跨越方位，觀 察到交叉跨越點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)交跨距離精確測量。
[0060] 本發(fā)明在較復(fù)雜的觀測情況下（如作業(yè)人員難以到達(dá)交跨點(diǎn)正下方區(qū)域或在交 跨點(diǎn)正下方樹立塔尺（棱鏡）難以觀測到時），采用增設(shè)一個經(jīng)煒儀觀測位置基本能滿足所 有較復(fù)雜情況的交跨位置準(zhǔn)確測定和觀測。對于更復(fù)雜的大跨越或觀測障礙較多的情況， 均可按照上述方法二的工作原理繼續(xù)增加經(jīng)煒儀觀測點(diǎn)，通過極坐標(biāo)向直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的 原理和同一平面內(nèi)不同直角坐標(biāo)系間的相互轉(zhuǎn)換的原理，實(shí)現(xiàn)從較遠(yuǎn)觀測點(diǎn)坐標(biāo)系上的坐 標(biāo)逐級向初始觀測點(diǎn)所在坐標(biāo)系上轉(zhuǎn)換，然后在同一直角平面坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)行解析計算得到 OM的長度和Z AOM的角度值，從而找到交叉跨越方位，觀察到交叉跨越點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)交跨距離精 確測量。
[0061] 本發(fā)明提供的一種復(fù)雜情況下架空輸電線路交跨距離精確測量方法，實(shí)現(xiàn)觀測較 困難情況下的線路交跨距離的精確測量，為相關(guān)運(yùn)維技術(shù)管理人員制定施工技改策略提供 重要技術(shù)支撐，提高線路安全運(yùn)維精益化水平。
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