试论输电线路基础安全的无线自动化检测

摘 要：本文以某输电线路工程在实际中的应用为例，阐述了输电线路基础安全的无线自动化检测方法。

关键词：输电线路；基础安全；自动化检测

在输电线路的杆塔设计中，基础的上拔与抗倾斜性能要必须得到控制。而位于斜坡环境中的杆塔基础，所涉及的边坡最小保护长度也要符合相应的标准规范。不过，在斜坡处的杆塔基础最容易被地质波动所影响。而如果杆塔的边坡出现滑坡和坍塌等问题，就会使得相应的临坡基础转化为的斜坡基础，从而导致该杆塔的抗拔深度大小以及最小边坡的安全长度降低，对于地基的水平抗力影响非常大。同时，对于基础的抗拔载力也会产生很大的削减，进而易出现杆塔位移与不均匀沉降问题的发生。如果出现上述问题，会使杆塔所承受的附加外应力值有所增加，从而出现很多隐患问题。现阶段，我国一般采取人工巡检的方法来完成输电线路的基础安全检测与管控，来保障系统的运营能够顺利。不过，很多的输电线路杆塔处于地形复杂、险峻的位置，而人员很难到达，从而使得人工巡检无法实现实时获取杆塔基础的实际情况，也无法及时的根据杆塔基础所出现的问题进行处理，对输电线路的正常运行的安全性带来很多的隐患。造成杆塔出现倾斜的因素很多，如基础出现不均匀的沉降、移动或线路上有冰雪等。而在其上设置相应的倾斜感应装置就能够对杆塔进行监控，采取此手段无法实现对基础的直接测量，只能通过对所采集的数据分析处理，在找到导致杆塔出现倾斜的因素之后，然后通过对边坡护防、基础填实以及推复等手段加以解决。通常对于沉降的监测是通过GPS、位移装置或沉降装置等手段进行。不过，GPS相对来说成本投入较高，并且容易受到高压线路的影响。如果是杆塔的基础不具有太大的高度差异性，则可通过水准仪完成测量。不过对于高差相对大的，亦或是杆塔的基础不是等高基础的话，采用水准仪监测基础沉降就不太适宜。本论文就以某输电线路工程中杆塔基础不等高的情况为研究对象，探讨输电线路基础安全的无线自动化检测方法。

1 某输电线路工程概况

该输电线路工程为500K伏的电网，其中231号杆塔基础位于脊坡的位置，所处的边坡极为陡峻。当地的岩石呈灰色，属风化岩，其抗压强度值是150KPa。杆塔基础埋深为0～9m，杆塔基础共有四条腿，其编号的划分是依据线路延伸方向的顺时钟位置从小到大排列。基础的施工是采取挖孔桩的形式施工，杆塔的基础所埋深度是：7490mm、7100mm、7080mm、8100mm。基础桩所采用的混凝土标号为C30。

2 无线自动化检测方法

2.1 桩顶的不均匀沉降监测

在进行此项检测时，所采用的测量设备为振弦式的微压传感器设备。由于杆塔桩的顶部高度差只有6m之多，所以，进行传感设备选用过程中要充分的满足整个测量要求，要采用量程最小为7m的传感设备才可以。采取一根液通管道以及一根气通管道把不同的传感设备进行串联，从而制成对桩顶不均匀沉降的实时监测装置。在监测装置运行时，为确保其运行的精确性，不被外界环境过多的干扰，将系统里储存液体容器和液通管道的一个端口完全的连接，并且保证气通管道可以和干燥管完全联接，进而实现系统内部的压力平衡。压力监测系统其中还配有相应的温度传感装置，可以让系统随时的根据温度变化完成数据的修订。系统所测量得到的压力值变量，对其采取特定的公式计算之后，获得对应的高度改变量。不过，发生这样高度变化的前提条件是，将基准点的传感装置测量数据作为参照基准的。将振弦式微压设置于杆塔基础的桩基顶部以及相应的基准位置，并且将其和数据信息的自动化采集设备相连。同时，对自动化数据信息采集设备，设定我们所需的采集频数，然后完成对信息的全自动收集与记录。而基准点的设置一般采取深埋式，将钢管通过钻机钻孔的形式深埋到相应的位置。对于测量点的不均匀沉降值计算可通过下式算得：Sn=Gn×（R1n-R0n）-Gref×（R1ref-R0ref）。其中：Sn代表的是测量位置n处的桩顶不均匀沉降值。如果Sn表现为正数说明该位置的地基桩有一定的升高，如果Sn表现为负数说明该位置的地基桩有一定的沉降；Gn代表的是位置n处的设备固有系数；Gref代表的是基准位置处的设备固有系数，R0n代表的是观测位置的最开始数值；R1n代表的是现在观测点的数值；R1ref代表的是基准位置现在所观测的数值；R0ref代表的是基准位置n处的最开始数值。如果在此系统里，容器中的水位高度均大于每个测点的高度时，所测量到的沉降情況仅仅和基准传感装置的高程有关联，而和容器里水位的高低改变无直接关联。每一个监测位置所发生的高度改变，都可以通过和基准位置的高程改变量相减，既能计算出其基础桩顶的相应成沉降数值。

2.2 桩顶水平位移的自动化监测

在进行此项无线自动化测试时，所采用的测量设备为双轴倾角测量仪。杆塔的每条腿处均设置上此装置。使装置的A轴与杆塔处的边坡互相垂直，而B轴则与杆塔处的边坡互相平行。双轴倾角测量仪的倾角仪和数据信息自动采集设备相接，并通过设定数据信息采集频率，定时地对信息进行收集与记录。在测量中，依照杆塔基础桩的长度以及倾角仪所测得的变化量大小，就能够得到相应的桩顶位移值大小。如果位移数值为正数，则说明杆塔基础朝边坡的方向偏移。如果位移数值为负数，则说明杆塔基础朝边坡的反方向偏移。如果倾角仪来进行倾角的变量监测时，可以通过下式进行计算：Δθ=arcsin（G×（R1-R0））。其中，G代表的是仪器修正系数，可以通过相应的修正系数表查得；R1代表的是现在仪器所读数值；R0代表的是仪器初始所读数值。如果杆塔的基础桩长度值是L，而测得倾角值为θ，则相应的桩顶位移值就是：D=L×sinθ。

3 结语

我国的很多输电线路所在地均属于地质危害多发区，受地质灾害的影响，会使杆塔基础出现损害，影响其抗拔载能力。同时，也导致地基的抗力明显降低，进而使基础发生水平位移，也可能导致基础的不均匀沉降问题出现使杆塔的承载情况加重，严重的影响到输电线路的正常运行。而输电线路基础安全无线自动化监测则可以实现实时的对杆塔基础情况进行监测，同时采用数据采集与处理设备对基础所发生的变化进行分析，从而可及时地了解输电线路基础的实时动态，防范安全隐患的出现，保障输电线路的安全、高效运行。

参考文献：

[1] 莫宝律.信息处理智能方法及其在高压输电线路故障分析中的应用[J].中国高新技术企业，2016（10）.

作者简介：陈云，1993年9月生，男，汉族，湖南岳阳人，邵阳学院电气工程系，本科，研究方向：电气工程及其自动化（输电方向）。