基于倾角的输电线路弧垂对地高度测量方法

宋雨潭　赵立英　刘赫　杨莉

摘要：为了提高测量的准确性，利用悬链线方程建立弧垂高度模型，采用加速度传感器测量弧垂倾角，并建立弧垂倾角与弧垂对地高度的关系。通过实际测量比较，验证了该测量方法的准确性及实用性。

关键词：悬链线方程；倾角法；弧垂对地高度；加速度传感器

中图分类号：TP212.1 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）05-0206-02

1 简介

目前，国内外针对输电线路弧垂对地高度测量方法大部分是采用现场测量法，该方法测量精确，但工作量大、操作繁琐，而且测量数据无法及时存储、分析。也有一部分采用在线监测方法，主要有：温度法、张力法、图像法以及倾角法。温度法安装方便但测量误差较大；张力法精度高，但安装不方便，适用于新建线路；图像法精度较高但造价昂贵、功率大，适用于取电方便的地点；倾角法精度较高，成本低廉。目前，利用倾角测量导线空间距离的方法很少，而倾角法与其他方法相比，具有成本低、精度高、功率小以及安装简单等优势，故本文采用倾角测量法，提出了一种基于倾角的输电线路弧垂对地高度测量方法。

2 弧垂对地高度模型

架空输电线路的档距一般都很大，导线的刚性对悬挂导线自身几何形状影响很小，因此可将其视为一根柔索，如图1所示。其数学模型主要有三种：悬链线方程、斜抛物线方程和平抛物线方程，为了提高测量精度，本文采用悬链线方程计算弧垂对地高度。

3 倾角法测量弧垂对地高度

当有方法测得M时，便可得到弧垂对地高度方程，可以采用张力法和倾角法。张力法需将导线与杆塔分离，安装不方便，所以本文采用倾角法，利用加速度倾角传感器测量导线倾角，计算出M，从而得到弧垂对地高度方程，最终计算最低点弧垂对地高度。

3.1 倾角传感器测量原理

加速度倾角传感器并不是直接测量导线倾角，而是通过测量各轴的输出电压，得到各轴的加速度值，进而计算出导线倾角。加速度倾角传感器初始状态坐标系如图3所示。

4 倾角法测量弧垂高度应用分析

该测量方法成功地应用于吉林省科技项目架空输电导线弧垂对地高度及交叉跨越距离实时监测系统中，在延邊供电公司多个监测点进行了实测验证，并将其测量结果与现场实测数据进行了比较。现场人工实测值与倾角法测量值比较如表1。

分析实际测量数据与本系统测量结果可知，本系统测得的弧垂高度值比采用传统方法测得的弧垂值略小，系统最大误差2.15%，系统最小误差1.07%。可以看出系统测量精度较高，满足输电线路弧垂在线监测要求。