测量500KV变电站构架避雷针倾斜的方法

2012-11-15常江陈韬肖颍涛杨明芳张晓勇

中国科技信息 2012年2期

关键词：避雷针针尖全站仪

常江陈韬肖颍涛杨明芳张晓勇

阜阳供电公司，安徽阜阳 236000

测量500KV变电站构架避雷针倾斜的方法

常江陈韬肖颍涛杨明芳张晓勇

阜阳供电公司，安徽阜阳 236000

避雷针是变电站防雷的重要设施，对于集中紧凑设备起到了良好的保护作用，然而避雷针自身的安全性能却往往被忽视。500KV变电站安装的避雷针高达数十米，如果倒塌将严重损毁设备，将造成大面积停电事故。掌握避雷针倾斜程度是防止避雷针倒杆的最直接有效方法。本文通过空间几何变换，将针尖与底座变换成地面上等效的两点，这样就可以将针尖与底座的水平偏移量在地面进行测量。通过实测500KV颍州变避雷针，验证了方法的可行性。

避雷针;倾斜;空间变换;测量

引言

变电所设备集中，避雷针作为防止直击雷措施，简单有效。然而避雷针在制作过程中存在砂眼或裂纹，在安装过程中存在小幅度倾斜，在使用过程中受到交变风载荷和低温的影响，致使避雷针倒杆，造成变电站重大事故。2008年12月，在某750kV变电站[1]，发生了750kV侧独立避雷针断裂和330kV侧构架避雷针断裂的事故。

通过观察避雷针是否倾斜，螺栓是否锈蚀可以简单判断避雷针状态。但是对于超高压变电站中的构架避雷针，由于构架避雷针底部被遮挡，同时尺寸过大倾斜难以观测，这种人工观察法很难奏效。

安装于线路铁塔上的在线监测倾斜装置，利用测量倾斜角度的传感仪和无线发射装置配合，将数据传给地面。对于避雷针来说，无线发射装置体积过大难以安装在杆上，更主要的是电子产品在雷电流作用下极易烧毁，所以无法将此装置移植到避雷针上。

探寻测量运行中避雷针倾斜程度的方法，对防止避雷针倒杆造成重大电网事故，具有重要意义。

1 避雷针偏移值测量原理

如图1所示，B点表示底座，A点表示针尖，C点表示理论上针尖位置。AC即为避雷针针尖偏移量。现实中无法直接测量出AC数值，故考虑找出A点及C点在地面处的垂直投影点A′及C′，则A′C′=AC ,即可确定避雷针的偏移值AC。

设置站点1和2。在站点1，将1—B点的连线在水平地面上的投影，得地面线站点1—1′；将1—A点的连线在水平地面上的投影线，得地面线站点1—1/′。在站点2，将2—B点的连线在水平地面上的投影，得地面线站点2—1′；将2—A点的连线在水平地面上的投影，得地面线站点2—1/′。地面上线1—1′与2—1′焦点即为B点在地面投影B′，地面上线1—1/′与2—1/′焦点即为C点在地面投影C′，测量A′C′距离即为针尖与基座水平距离AC。

图1 测量原理

2 工程实例

结合上述方法，使用全站仪、绳子、竹签对500kV颍州变电站#1避雷针进行实地测量。

图2 颍州变#1避雷针

将全站仪首先设置在站点1，如图2所示，对全站仪进行调平设置后，确定避雷针底座中心B。B点可采用角度法确定，如图3所示。

图3 基座中心点确定

将全站仪的物镜十字丝对准避雷针底座边点1处，将全站仪水平角度归零，调整全站仪将物镜十字丝对准避雷针底座边点2处，得角度359°36′24″。此时，可得出站点至点1和站点至点2之间的夹角а=360°-359°35′24″=24′36″。全站仪的物镜十字丝重新对准避雷针底座边点1处，再将全站仪水平角度归零，水平方向调整全站仪十字丝，至角度读数为а/2=12,18时，全站仪十字丝对准的点B即为避雷针底座中心位置。

图4 避雷针针尖和底座在地面投影点

全站仪的物镜十字丝对准避雷针底座中心点B后，将全站仪的水平角度归零并锁定，向下调整全站仪的视角，找出站点1—B点的连线在水平地面上的投影线：站点1—1′，以绳标示,如图4。物镜十字丝对准避雷针针尖A后，将全站仪的水平角度归零并锁定，向下调整全站仪的视角，找出站点1—A点的连线在水平地面上的投影线：站点1—1/′，以绳标示。

在站点2按照上述的操作方式，找出站点2—B点的连线在水平地面上的投影线：站点2—2′；站点2—A点的连线在水平地面上的投影线：站点2—2/′。则站点1—1′与站点2—2′的交点B′即为避雷针支座中点B在水平地面上的竖直投影点；则站点1—1/′与站点2—2/′的交点C′即为避雷针针尖中点C在水平地面上的竖直投影点。#1避雷针的偏移值A′C′=AC=14cm。