架空输电线路铁塔基础偏心测量装置的设计及应用

徐铂裕

（广东电网有限责任公司梅州供电局）

0 引言

架空输电线路铁塔基础浇筑完成后，应按照架空输电线路验收规程标准，进行基础中心点与基脚螺栓中心点的偏差测量，确定基础是否达标。受环境因素、技术因素等影响，本地区电网公司架空输电线路铁塔基础偏心测量难度大，耗时长，亟待调整和优化，其具体表现在：

1）预投入高。施工单位要投入大量的人力进行预试，由于基础中心点偏心定位与基础螺栓中心点偏移验收操作时间长，效率低下，增加了人工成本；

2）精确性差。精确定位基础中心点的偏移单位都是以毫米为单位进行计算，而目前中心点定位均是由手工进行操作，在看尺、划线、计算时容易出现偏差，影响基础中心点的精确度；

3）风险较高。对于基础露高大的情况，测量人员需要站在基础顶面才能进行测量，而测量中心点的时间长，容易造成验收人员高处坠落的人身安全风险；

4）效率低下。对于矩形基础的杆塔，一基杆塔所耗时间40～60min，而圆柱形基础的杆塔时间更长，并且携带工具多、测量操作复杂。

1 设计思路及方案

1.1 设计要求

针对现阶段本地区公司架空输电线路铁塔基础中心偏移测量存在的各类不足，本项目要求研发一种新型快速测量工具，利用中心对称原理，精准且快速定位基础中心点，以减少传统卷尺测量误差和计算所耗时长。

同时，工具设计需满足基础中心偏移测量的安全标准，要在可操作性基础上提升测量的便捷性和灵活性，使其便于携带、易于操作、安全测量。

1.2 设计方案

本次设计过程中依照本地区电网公司架空输电线路验收实况，设置了一种可快速测量铁路基础中心定位及螺栓偏心的测量工具，其主要由导轨槽体、导轮、钢尺、定位块、偏移标尺等组成，闭合呈“一”字，便于携带；展开呈“十”字，可通过导轨两端钢尺同时伸缩进行各种基础中心点定位和中心偏移值测量，从而确定架空输电线路铁塔基础误差是否达标，如图1所示。

图1 实用新型的设计方案

1）工具主体由两个导轨、中心固件组成。其中，两个导轨上下交叉设置，中间使用固件固定，形成一个可开合的“十”字。操作时将直尺钢板分呈互相垂直状态，覆于被测物体上，使被测物体四等分切线。

2）尺身用导轨槽体、两块直板钢尺、两个齿轮组装成可同时伸缩的构件。其中，两块直板钢尺可根据齿轮转动情况同时伸缩，以便于进行各种基础规格距离定位。操作过程中要严格保证两块直板钢尺读数一致，从而保证中心点一直在构件的二分之一的位置，此时“十”字中心点即为架空输电线路铁塔基础的中心点。

3）主体中的“十”字中心点装有一块20mm的可旋转偏移标尺，用于测量中心点至螺栓中心点任一方向的偏移值。在准确定位基础的中心点后，旋转偏移标尺，读出其显示的测量中心点到螺栓中心点的偏心数值，确定基础偏心值是否在允许范围内。

4）本次设计过程中为保证测量装置的稳定性，在直板钢尺的两端加上了八个可用于固定被测物的定位块，分别位于各个直板钢尺的端点。

1.3 实施案例

本次设计的一种快速测量铁塔基础中心定位及螺栓偏心的测量工具使用过程中可实现基础中心定位和偏心测量。

（1）中心定位

所述的两个导轨槽体打开，呈90°角。将“十”字中心覆盖在正方形或圆柱体架空输电线路铁塔基础上。按照上、下、左、右四个方向直板钢尺的读数调整“十”字中心点的位置，直至上述支持钢板读数一致，此时“十”字中心点即为基础的中心点，如图2所示。

图2 正方形和圆柱体铁塔基础的中心定位

而在矩形铁塔基础中心定位过程中，调整上和下、左和右的读数分别相同即可，此时“十”字中心点即为基础的中心点，如图3所示。

图3 矩形铁塔基础的中心定位

（2）偏心测量

在上述测量的过程中需先根据架空输电线路铁塔基础中的地脚螺栓位置进行中心点标记。操作时直接根据对角线定位中心点的方法，将对角线上的两个地脚螺栓连线，找对角线的交叉点，记做地脚螺栓基础中心点。然后，再在不同类型基础中心定位方法基础上，观察铁塔基础中心点和地脚螺栓中心点是否存在偏移。

若存在偏移，则转动测量工具上的20mm偏移标尺，使地脚螺栓中心点落在偏移标尺刻度线上，此时的读数则为架空输电线路铁塔基础中心点与地脚螺栓中心点的偏心值。

2 架空输电线路铁塔基础偏心测量装置的优点

2.1 创新点

本次研发一种快速测量铁塔基础中心定点与基础螺栓中心点偏移的测量工具，适用于架空输电线路所有正常设计的铁塔基础偏心测量要求。该装置操作简单、直观，便于携带，能够代替卷尺测量和手工定位，提高了测量的精确度；中心点定位耗时短，降低了高处坠落的人身安全风险，改善了偏心测量的安全性和可靠性，其创新之处具体体现在以下几个方面：

1）采用双齿轮进行同时伸缩推拉，适用于不同规格的基础。

2）采用钢尺和偏移标尺相互配合，可精确测出中心点至螺栓中心点任一方向的偏移值。

3）设置成可旋转的主体结构，“十”字形、“一”字形可互相转换，直板钢尺可伸缩，携带及现场测量均非常便捷。

2.2 实用效益

从安全性角度而言，一种快速测量铁塔基础中心定位及螺栓偏心的测量工具研发成功后，成果可以逐步推广应用到本地区电网公司铁塔基础露高定位及偏差测量过程中。上述操作时作业耗时的减小，提高了测量人员的工作效率，避免了人员登高作业和长时间定点测量造成的高空坠落风险，为本地区电网公司架空输电线路验收工作的开展提供了全面保障。

从经济性角度而言，一种快速测量铁塔基础中心定位及螺栓偏心的测量工具投入使用后，可以大大减少卷尺测量中的人力成本投入。该装置设置主要由导轨槽体、导轮、钢尺、定位块、偏移标尺等组成，设计成本较低，可大规模生产使用，在本地区电网公司架空输电线路铁塔基础验收过程中具有非常高的实用价值。

在该测量过程中人员只需要调整测量工具上、下、左、右四个方向的读数即可准确定位铁塔基础的中心点，而不再需要通过复杂计算确定中心点，验收工作效益明显提升。同时，在测量的过程中人员可以通过偏移标尺精确地测出基础中心点的偏移值，快速读出基础偏心值是否在允许范围内，操作非常简单，从根本上提升了本地区电网公司架空输电线路铁塔基础验收的可靠性、精确性和有效性。

3 结束语

架空输电线路铁塔基础中心点定位及其与地脚螺栓中心点偏差测量工作开展的过程中，要利用好本次设计的实用新型装置，在“十”字定位基础上快速、便捷、精确地定位基础中心，最大限度缩短验收人员测量时间，降低测量操作难度，这是保障其现场验收顺利开展的关键。此外，还需要对实用新型装置精度进行提升，利用好高精度直板钢尺和偏移标尺，得到准确的偏心数据，以便于有效判断偏心误差情况，高质量、高效益地完成架空输电线路铁塔基础验收工作。