电力线路改造作业模式思考

吴庆芳

（中南电力设计院，湖北 武汉430071）

1 引言

随着我国经济继续保持平稳快速的增长，电力建设也进入到了一个新的时期，“十二五规划”将构筑坚强智能化电网列为“十二五”信息化战略的核心［1］，而早期一批骨干电网运行至今已30年，因此加快骨干电网改造十分必要。

测绘行业的发展与高科技手段的不断更新有着紧密联系，软硬件技术随着IT行业的发展也有了很大进步，从而促使电力勘测设计全面实现了数字化。利用GPS＿RTK结合免棱镜全站仪的作业手段仍然是一种科技含量很高的方法［2，3］，本文以防倒塌线路（±500kV）工程改造工程为研究对象，详细讲述了中南电力设计院在此工程中的测量作业模式，从理论入手研究了“挑直线”原理的现实可行性。

2 方案确定及准备工作

2.1 技术方案、人员、仪器准备

本次线路改造以加塔为主。地形以丘陵为主，部分区域植被茂密，仅用全站仪无法满足要求。鉴于GPS＿RTK定位精度为10mm＋1×10－6［4］，通视较差的地方两者结合同时使用可以大幅提高工作效率。

全站仪小组：测站及跑尺各1人；GPS＿RTK小组：守参考及流动站各1人；绘图员（采集权属信息等）1人，共5人。

2.2 相关准备工作

明确任务书要求，仪器设备测试，已有资料准备，以及与相关单位及院内相关部门的协调。仪器：GPS（trimble R6）2台，Topcon GPT－3005LN 1台。

3 数据采集原理、方法及过程

线路改造的主要目提高线路安全运行等级［5］，一般是加塔，或者改塔。鉴于路径的固定性，原有资料可以借用，那么现场地物以调绘补测为主。再依据电气专业所做的设计方案现场定位。

3.1 作业流程概述

鉴于改造与终勘的区别，作业方法有了些许改变。线路走向已经确定的情况下，重点放在了“挑直线”上。这一点正是线路改造测量中的重要环节。利用全站仪挑定直线后，首要任务时校核塔位间的距离及高程，确保跟原始资料的一致性；之后重点测量两塔位间架空的交叉跨越［6］，并调绘补测必要地物；最后按设计人员提出的方案进行现场定位。同时GPS＿RTK则主要用于地物补测，当植被较密时，直线桩间的联接关系则需要利用GPS＿RTK来建立。

3.2 挑直线的基本原理

挑直线即将仪器架设于其两直线塔中心的连线上。一般来讲塔位中心挂点的连线与塔位中心的连线在地面上的投影重合，所以在实际操作过程中的对视目标直接为塔位的中心挂点，这样避免了地面障碍物对视线的限制。

图1 挑直线示意图

图1中，A′为仪器架设处，G1、G2为直线塔塔位中心处，S1为A′和G1间的距离，S2为A′和G2间的距离，θ为A′G2与AG2的夹角。

挑直线过程，往往需要重复多次才能成功，为使得其更具有现实操作性，一般以既有电力线为基础，通过目视初步判定处于电力线正下方时，架设仪器整平。此时需要平移一个距离A′A即可，而A′A＝G1′G1×S1／（S1＋S2），在实际中S1，S2及G1′G1是可以估算出来的，那么A′A自然也可以推算出。每平移一次，θ＋β就减小一次，直到θ＋β满足要求即可。通常情况1至3次之后能达到要求。

那么实际操作中如何判断“已满足要求”？鉴于全站仪可以照准G1塔位处，那么通过实物可以直接估计出G1′G1，若能按规范要求反推出一个最小的G1′G1值，则更能指导现场的操作。对此，做以下分析。

在实际操作中总能选取S1／S2≤1，假定对中误差A′A为定值，那么显然S1／S2越小对应的误差值G1′G1越小，按规范要求［4］∠G1A′G2（真值应为180）的角度误差应在±1′之内，由此得到如下式子：

因为，S1／S2≤1，那么θ≤β恒定，为得到最小的G1′G1，取：

同时有

式（3）带入式（2），得：

化简，得：

式（5）所得一般取等号为实际操作中的最大限差。

以两塔位间档距为300m为例，且S1≈S2（此条件在实际操作中经常用），带入式（5），得：

现场操作中采用的正倒镜法［7］，倒镜后对着塔位G1处，根据中心挂点上的螺丝等具有标称直径的实物即可很好的判定直线是否找准，在公式（6）范围之内G1′G1越小越好。

3.3 定位及数据采集

对于一般地物采用免棱镜＋平距模式联合GPS＿RTK进行调绘补测，而现场放样塔位时则用棱镜模式，同时按要求测出塔基断面图，按规范半测回即可满足要求［8］。

鉴于GPS＿RTK的相对精度较高，实际操作以仪器获取的静态位置作为起算，再联测塔位及全站仪架设的直线桩（图2），从而获得桩位相对关系，同时所补测的点位对于断面的相对精度也是完全满足要求的。

图2 植被密集处RTK连接直线桩示意图

3.4 内业处理

数据传输使用TOPCON全站仪软件，RTK数据传输使用TGO软件。

平断面测量使用JX4数字摄影测量系统，并使用中南电力设计院编制的《架空送点线路测量信息软件》（软件编号CL0346）进行编辑，纵向比例1∶500；横向比例1∶5000；塔基断面生成比例1∶200；最后生成平断面CAD图、平断面模型及相应的数据文件。

4 结语

实践证明，免棱镜全站仪结合GPS＿RTK的作业模式作为一种科技含量较高的方法，大幅提高了现有工作效率，目前，很多省份都已建立并成功运行CORS系统［9］，只需要一个接收的终端即可作业，但线路作业往往是跨省进行，在数据融合及单位配合方面有着一定的局限性，相信外部条件成熟后，是可以引入到电力勘测行业并将促进工作效率的进一步提高。

挑直线原理是线路作业的传统方法，鉴于其准确快捷的特点，延续至今，就目前来讲还无法替代，可作为技术交流进行推广。

［1］ 陕西省物联网产业联盟.“十二五”强势推进智能电网“信息化”坚强支撑国电战略［J］.物联网技术，2011（6）：24～25.

［2］ 杨 军，郭 波，刘德儿.GPS结合全站仪在电力勘测中的应用［J］.江西测绘，2006（1）：59～62.

［3］ 付江缺，段春燕，吴 春.土地复垦地籍调绘及数据处理中的Matalab方法［J］.测绘工程，2008（6）：60～62.

［4］ 谭志彬，戴连君，过静君，等.北京市全球卫星定位综合应用服务系统［J］.测绘通报，2004（8）：38～40.

［5］ 黄贵云.对输电线路抗冰改造的一些思考［J］.贵州电力技术，2008（8）：57～58.

［6］ 奚毓敏.应重视送电线路平断面图测量中的质量隐患［J］.电力勘测设计，2005（6）：78～80.

［7］ 王晓东.高压输电工程中不通视情况下复测方法研究［J］.天津电力技术，2008（4）：28～30.

［8］ 中华人民共和国经济贸易委员会.DL／T 5122－2000 500kV架空送电线路勘测技术规程［S］.北京：中国电力出版社，2000.

［9］ 祁 芳，刘 晖.GPRS技术在CORS系统中的应用［J］.全球定位系统，2003（1）：37～40.