全站仪在高压输电线路档距及弧垂测量中的应用

摘要：科技进步推动了我国电力行业的蓬勃发展，高压输电线路作为电力系统的重要组成部分，对于如何做好高压传输线路的实时监测并将提高电力经济效益是电力行业研究的热点之一。文章分析了高压输电线路档距和弧垂测量方法，以及经纬仪和全站仪在高压输电线应用，并探讨了全站仪在高压输电线路弧垂测量中的应用优势。

关键词：全站仪；高压输电线路；档距测量；弧垂测量；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM752 文章编号：1009-2374（2015）19-0060-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.029

高压输电线路作为电力系统的重要组成部分，不仅可以实现对高压传输线路的实时监测，同时也能将电力传输的经济效益显著提高。当前高压输电线路施工的准确测量作为施工的最关键环节，施工之前往往需要做好档距测量和弧垂测量，全站仪本着提高工作效率的主要目的在高压输电线路档距和弧垂测量中应用有着一定的现实意义。

1 高压输电线路档距和弧垂测量方法

1.1 档距测量方法

一般而言，高压输电线路档距测量方法主要有钢尺直接测量法、碳素钢丝间接测量法两种，具体体现

如下：

1.1.1 钢尺直接测量法。钢尺直接测量的过程中，主要是人员借助于钢卷尺进而在母线横梁上对档距直接的进行测量。这种测量方法最主要的优点是可以直接得到测量结果，但是在实际的测量过程中，由于钢卷尺有着自然的重量，测量过程中难免会受到外界因素的影响，往往有着相对较大的测量误差，在高空作业过程中面对相对较大的劳动强度往往有着相对较低的工作效率。这种钢卷尺直接测量方法使用的过程中局限于钢卷尺的长度，同时其档距测量不能大于50m。

1.1.2 碳素钢丝间接测量法。碳素钢丝间接测量方法在实际的测量过程中，主要是借助于直径为2mm的碳素钢丝于母线横梁上进行的一种操作，并将其中的一端固定，两端则将其夹紧，并借助于紧线器对碳素钢丝收紧，这种测量方法有着相对较高的测量精度，但是在实际测量过程中由于受力状态的影响，张力存在差异，进而造成相对较大的测量误差，工作效率相对较低，对于档距测量范围为60m以下的适用。

1.2 高压输电线路弧垂测量方法

观测档的弧垂值是根据送电线路施工图中的塔位明细表，按观测档所在耐张段的代表档距和紧线时的气温查取安装弧垂曲线中对应的弧垂值，再根据观测档的档距等因素进行计算。在计算时，还需考虑观测档内有无联有耐张绝缘子串、悬挂点高差以及观测点选择的位置条件。

输电线路的弧垂观测方法有等长法、异长法、角度法、平视法四种，其中角度法最常用，角度法又分为档外法、档端法、档内法。当弧垂最低点低于两杆塔基部连线，架空线悬挂点高差大，档距也大，应选用观测弧垂的方法为平视法，即平观法。

2 经纬仪和全站仪在高压输电线的应用

以某一水电站的高压输电线工程为例，线路纵断面测量就是沿着线路的中线方向每隔一定的距离测定它的高程点，在坡度变化的地方加测高程点；线路横断面测量是沿着垂直线路的中线方向上的坡度变化的地方测量高程点。其实质就是线路的高程测量，线路的高程变化较大，如果使用水准仪进行纵横断面测量，它会受地形起伏的限制，使视距缩短，转点、测站增多，误差积累较大而且使用人员多，经纬仪的视距测量不受地形的限制，但精度较低，需要一个专人记录和计算，计算工作量大，这二者都会直接影响工程进度。

而利用全站仪进行线路断面测量既不受地形起伏的限制，又不需要进行计算，需要人员也较少。只要两点间通视，就可直接测量出坡度变化点的三维坐标。全站仪根据三角高程的测量原理设计制造了一套直接测定两点间高差的模式，只要将仪器照准棱镜，按下测距键，即可测出棱镜和仪器的距离HD和高差△h，在测量过程中只要在仪器内输入仪器高和棱镜高，就可以直接测出任意点的高程。为了提高观测速度，减少输入棱镜高的次数，将棱镜安在带有刻度的对中杆上而且高度保持不变，这样可以大大提高工作效率。

在实际工作中，利用全站仪进行线路纵横断面测量，不只是测量坡度变化点的高程，而是利用全站仪的数据采集功能测定它的三维坐标。这样高程点的位置和平面位置完全吻合。线路网线施测中使用了全站仪的三维坐标法进行线路网线纵横断面测量，即在施测纵断面的同时一并把横断面测出。此种方法在外业操作过程中，需要将仪器架在已知点上，测站无需记录员，多个棱镜可同时跑点，全站仪即时观测各个棱镜，即测即存，无须按路线分左右、距离远近顺序跑点。一个测站可以施测多个横断面，这样可以大大提高外业工作效率高，但与之配套的内业工作量很大。在内业处理时，应先将全站仪采集的三维坐标下载到计算机，然后利用cass或其他绘图软件，把三维坐标展点到图上，从图上提取各点的高程和各点到中桩的距离，输入到纵横断面固定的表格中。由此可以看出，利用全站仪进行线路纵横断面测量操作简单，精度完全能够满足线路纵横断面测量的精度要求。

3 全站仪在高压输电线路弧垂测量中的应用优势

全站仪在高压输电线路弧垂测量中的应用过程中，往往需要结合高压输电线路弧垂测量数据特点，根据不同的地理情况测量不同类型数据，并使用不同的测量方法进行全面的测量。全站仪在高压输电线路弧垂测量中的应用优势体现如下：

全站仪操作简单，按键操作按钮少，能够较快地进行操平、对中及取景等操作，无需进行相对复杂的测量过程；测量数据直接读取，相对经纬仪需要调节表盘刻度来读取数据，不仅有着相对较高的测量精度，又能避免人为读取数据时因方法不正确或估算造成的数据错误；全站仪属于半数字化测量仪器，仪器内置有不同方面的测量程序，如悬高测量，测量时直接调用悬高测量程序做简单的测量，就可以直接读出导线对地距离、交叉跨越距离等结果。endprint

在实际的弧垂测量过程中，需要对测量结果按照复杂的计算公式以得出实际的弧垂结果，以往的经验是使用科学计算器进行，不仅工作量大，而且人为输入数据和计算时容易出现错误。结合弧垂计算公式、弧垂测量所需数据特点以及全站仪电子屏所显示的测量数据特点，利用电子表格，形成了仅将全站仪读取的测量数据、设计数据直接输入，就可以得到计算结果的弧垂计算表，从而免去了将测量数据换算以及结果计算的步骤。该方法不仅减少了大量的工作量、提高了工作效率，而且避免了计算器数据输入、计算环节中因人为原因而造成的计算结果错误，将错误的几率降至最低。

考虑到实际弧垂测量工作野外作业的特点，不便进行资料的收集、整理，可以将弧垂计算表打印至A4纸作为现场数据记录表，计算过程时只需将记录表内的数据录入弧垂计算表，计算人员不必掌握大量的弧垂计算公式。表格内的测量数据与计算结果具有唯一性，对于计算结果的真实性有着一定的保障基础，该方法不仅有着较强的实用性，而且对测量工作有着指导和规范的作用，是一种有效的对作业过程管控方法。

4 结语

随着时代经济的飞速发展以及科学技术的日新月异，传统的经纬仪已经满足不了高压输电线路弧垂测量工作快速、高效、保质的要求，而全站仪的推广应用不仅提高了测量工作的效率，保证了测量精度和数据真实性，而且在节省工作量的同时规范了弧垂测量行为，降低对测量人员专业技能的要求，因此全站仪在高压输电线路档距和弧垂测量中将会有着更加广泛的应用前景。

参考文献

[1] 刘康，胡建林，孙才新.基于力学测量的输电线路覆冰监测计算模型[J].高压电器，2012，（3）.

[2] 时瀑森，王占林.弧垂观测及大档距弧垂观测新方法[J].湖北电力，2012，（5）.

[3] 仝卫国，李宝树，苑津莎，等.基于航拍序列图像的输电线弧垂测量方法[J].中国电机工程学报，2011，（16）.

[4] 康宇斌，卞玉萍.特殊环境中输电线路的一种弧垂观测方法[J].供用电，2011，（5）.

[5] 王孔森，孙旭日，盛戈皞，等.架空输电线路导线弧垂在线监测误差分析及方法比较[J].高压电器，2014，（4）.

作者简介：梁振能（1986-），男，广西电网有限责任公司来宾供电局助理工程师，研究方向：35～500kV高压输电线路运维。

（责任编辑：陈 倩）endprint