復(fù)雜情況下架空輸電線路交跨距離精確測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)雜情況下架空輸電線路交跨距離精確測量方法，尤其涉及一種 測量人員難以到達交叉跨越點正下方區(qū)域或在交叉跨越點正下方樹立塔尺（棱鏡）難以觀 察到的情況，當(dāng)難以觀測到交叉跨越點時進行的架空輸電線路交跨距離精確測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展，對電力能源的需求不斷增多，各級電壓等級的架空輸電 線路作為電力能源的最主要輸送通道，與河流、電力線、電信線、鐵路、高速公路（公路）、架 空索道、房屋、樹木等交跨情況日益增多，線路通道環(huán)境日益復(fù)雜化。因此保證架空輸電線 路在各類運行工況下導(dǎo)線與被跨越物的凈空距離，是線路設(shè)計、施工和運行的重要工作之 一，是判定架空輸電線路能否安全穩(wěn)定運行的主要技術(shù)參數(shù)。并隨著輸電線路電壓等級的 不斷升高，對相關(guān)技術(shù)人員能夠準確測量凈空交跨距離數(shù)據(jù)提出了更高的要求。
[0003] 現(xiàn)有的測量方法，包括用絕緣繩直接測量、使用測高儀測量和使用經(jīng)煒儀（全站 儀）進行測量。
[0004] 用絕緣繩直接測量：該方法是測量人員在輸電導(dǎo)線和被跨越物交叉點處垂下絕緣 繩直接測量，該方法優(yōu)點是簡便實用。但該方法也存在下列兩個方面的缺點：
[0005] (1)需要作業(yè)人員登塔走線到交叉跨越點測量，作業(yè)人員勞動強度大。停電作業(yè)時 若被交跨為帶電線路，存在感應(yīng)電，安全風(fēng)險較大，若等電位進電場帶電作業(yè)，需要做好帶 電作業(yè)的各項安全措施，危險因素較多；
[0006] (2)作業(yè)人員僅能在交跨相導(dǎo)線有正上方相導(dǎo)線時才能使用，適用范圍有限。并需 要兩次分別測量該交跨相導(dǎo)線正上方相導(dǎo)線到被跨越物的距離和該交跨相導(dǎo)線的距離，并 取兩者的差值才能測量出交跨導(dǎo)線與被交跨物的凈空距離，否則作業(yè)人員在交跨導(dǎo)線上測 量，由于自重導(dǎo)線弧垂下降較多，將造成較大的測量誤差，數(shù)據(jù)不可信。
[0007] 使用測高儀測量：測高儀測量交跨就是利用測高儀分別測出導(dǎo)線對地距離和被交 跨物的距離，然后取兩者差值。測高儀由于攜帶使用方便，測量迅速，近年來在輸電運檢單 位廣泛使用。但是由于它是利用導(dǎo)線反射儀器發(fā)出的超聲波，儀器比較發(fā)射波和反射波的 相位差來測量導(dǎo)線對地距離。測量時受環(huán)境溫度影響較大，一般適用于-5°c _+40°C，測量 范圍小，一般不超過50米，測量時數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，誤差較大。并且在測量多層導(dǎo)線時容易發(fā)生 混淆。這種測量方法不適用于需要制定施工技改方案策略的交跨測量，僅適用于交跨距離 的估測。
[0008] 使用經(jīng)煒儀（全站儀）進行測量：主要是使用塔尺（棱鏡），測出交叉跨越點的地 面投影點與儀器觀測點的水平距離，同時測量出觀測交跨導(dǎo)線和被跨越物的仰角，遙測懸 高取差值，即可得到凈空交跨距離。這種測量方案測量精度較高，測量數(shù)值誤差小，能為修 理技改方案制定提供技術(shù)支撐。但是仍然存在經(jīng)煒儀測量要求較細致，測量時注意事項多， 否則會產(chǎn)生誤差，不能用于高精度測量的問題。如在測量時應(yīng)注意：一是在測量交跨仰角時 需要至少正反鏡測量兩次取平均值，減少測量誤差；二是測量儀器放置位置應(yīng)選擇離交跨 測量點的距離為交跨線路對地距離的2-3倍左右，避免測量時仰角過大；另外要注意交跨 測量時及時使用紅外測溫儀精確測量導(dǎo)線溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種建立二維直角坐標系進行解析計算得到 OM的長度和Z AOM的角度值，從而找到交叉跨越方位，觀察到交叉跨越點的復(fù)雜情況下架 空輸電線路交跨距離精確測量方法。
[0010] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0011] 為確保交叉跨越測量的準確性，應(yīng)準確選取被交叉跨越物的交叉跨越點。
[0012] 被交跨物為高速公路（公路）、鐵路，并且交跨點地面地勢較好時，可直接目測選 取交跨線路交跨的路基兩邊緣點和中心點共計三點個作為交跨測量地面觀測投影點，并最 終在三個交跨測量點測得三處交跨距離，選取其中最小值確定為最終交跨距離測量值。
[0013] 被交跨物為電力線路、通信線路，架空索道等，并且在交跨點預(yù)計區(qū)域地面地勢交 跨較好，經(jīng)煒儀觀測通視的情況較好時，主要確定交跨點做法有，現(xiàn)場作業(yè)人員攜帶兩根足 夠長度的繩索（一般15-20米）分別在交跨線路和被交跨物垂直正下方平行鋪開，兩繩索 地面交跨點，并做好標記，即為交跨點的地面投影點。
[0014] 若被交跨物為房屋、河網(wǎng)，樹木或電力線路、通信線路，架空索道等。此時測量人員 難以到達交跨點正下方區(qū)域或在交跨點正下方樹立塔尺（棱鏡）等難以觀測到時，主要有 以下兩種方法確定交叉跨越點。
[0015] 復(fù)雜情況下架空輸電線路交跨距離精確測量方法，其特征在于：包括方法一和方 法二；
[0016] 方法一以下步驟：
[0017] SOl，在交跨線路和被交跨物垂直正下方分別選取兩個觀測參考點，交跨線路的兩 個觀測參考點從左到右編號為A、B，被交跨物的兩個觀測參考點編號從右到左為C、D，設(shè)經(jīng) 煒儀位置編號為〇點，A、B連線和C、D連線的交叉跨越點為M點；則通過經(jīng)煒儀測量可得 至Ij :0A = La ;0B = Lb ;0C = Lc ;0D = Ld ; Z AOB = a 1; Z AOC = a 2; Z AOD = α 3;
[0018] S02,建立二維直角坐標系XOY :設(shè)經(jīng)煒儀的位置0點為二維直角坐標系的坐標原 點 0(0,0)，并以步驟 SOl 中的 OA 為 X 軸，可得 A(La，0) ;B(Lbcosa ^Lbsina Icaccosa2, Lbsin a 2)，D (Ldcos a 3, Ldsin a 3)，則可得：
[0019] 直線AB的函數(shù)為：
CN 105180876 A 說明書 3/9 頁
[0029] 方法二包括以下步驟：
[0030] S03,在交跨線路和被交跨物垂直正下方分別選取兩個觀測參考點，交跨線路的兩 個觀測參考點從右到左編號為A、D，被交跨物的兩個觀測參考點編號從右到左為B、C，設(shè)經(jīng) 煒儀第一位置編號為O1A，經(jīng)煒儀第二位置編號為〇 2點，A、D連線和B、C連線的交叉跨越 點為M點；則通過經(jīng)煒儀測量可得到：〇3 = La !O1B = Lb !O1O2= Lo ;02C = Lc ;02D = Ld ; Z AO1B = a 1； Z AO ^2= α 2； Z 0 !〇2C = α 3； Z 0 !〇2D = α 4；
[0031] S04,建立二維直角坐標系XO1Y和二維直角坐標系XO2Y :
[0032] 在二維直角坐標系XO1Y中設(shè)O1點為坐標原點0(0,0)，并以0 3為X軸，可得 A (La, 0) ;B (Lbcos a i，Lbsin a J ；02 (Locos α 2, Losin α 2)；
[0033] 在二維直角坐標系XO2Y設(shè)O2點為坐標原點0 (0,0)，并以0 A為X軸，可得 C2 (Lccos α 3, Lcsin a 3) ；D2 (Ldcos a 4, Ldsin α 4)；
[0034] (：2為C點在XO 2Υ中的坐標；02為D點在XO 2Υ中的坐標；
[0035] 將直角坐標系XO1Y沿直線O2O1平移距離Lo，使XO J和XO2Y原點重疊后，再逆時針 旋轉(zhuǎn)角度（180- α 2) °，可得C點在直角坐標系XO1Y的坐標C1:
CN 105180876 A 說明書 4/9 頁
[0043] 則可得：
[0044] 直線AD函數(shù)為：
[0045] 直線BC函數(shù)為：
[0052] ax，ay，bx，by，cx，cy，dx，dy分別代表A、B、C、D四點在直角坐標系XO1Y中的坐 標取值。
[0053] 所述平移的方法為同一平面內(nèi)不同直角坐標系間的平移原理，使兩直角坐標系原 點重合，然后旋轉(zhuǎn)平移直角坐標系使兩直角坐標系方向完全一致的平移方法
[0054] 所述經(jīng)煒儀的位置與M點之間的距離為交跨線路對地距離的2~3倍。
[0055] 使用全站儀測量時，還需及時進行大氣壓設(shè)置修正，確保測量精度。
[0056] 計算最小凈空交跨距離時還需測量線路的表面溫度。
[0057] 所述交跨線路的表面溫度的測量方法為使用紅外測溫儀測量。
[0058] 方法一通過建立二維直角坐標系XOY進行解析計算得到OM的長度和Z AOM的角 度值，從而找到交叉跨越方位，觀察到交叉跨越點，實現(xiàn)交跨距離精確測量。
[0059] 方法二是在經(jīng)煒儀一個觀測點難以同時觀測到所有四個（A、B、C、D)交叉跨越 觀測參考點的情況下，可增設(shè)一個合適的經(jīng)煒儀觀測位置點，可通過建立二維直角坐標系 XO1Y和二維直角坐標系XO2Y，將C、D點在二維直角坐標系XO2Y的坐標轉(zhuǎn)換到二維直角坐標 系XO1Y中，再進行解析計算得到O1M的長度和Z AO1M的角度值，從而找到交叉跨越方位，觀 察到交叉跨越點，實現(xiàn)交跨距離精確測量。
[0060] 本發(fā)明在較復(fù)雜的觀測情況下（如作業(yè)人員難以到達交跨點正下方區(qū)域或在交 跨點正下方樹立塔尺（棱鏡）難以觀測到時），采用增設(shè)一個經(jīng)煒儀觀測位置基本能滿足所 有較復(fù)雜情況的交跨位置準確測定和觀測。對于更復(fù)雜的大跨越或觀測障礙較多的情況， 均可按照上述方法二的工作原理繼續(xù)增加經(jīng)煒儀觀測點，通過極坐標向直角坐標系轉(zhuǎn)換的 原理和同一平面內(nèi)不同直角坐標系間的相互轉(zhuǎn)換的原理，實現(xiàn)從較遠觀測點坐標系上的坐 標逐級向初始觀測點所在坐標系上轉(zhuǎn)換，然后在同一直角平面坐標系內(nèi)進行解析計算得到 OM的長度和Z AOM的角度值，從而找到交叉跨越方位，觀察到交叉跨越點，實現(xiàn)交跨距離精 確測量。
[0061] 本發(fā)明提供的一種復(fù)雜情況下架空輸電線路交跨距離精確測量方法，實現(xiàn)觀測較 困難情況下的線路交跨距離的精確測量，為相關(guān)運維技術(shù)管理人員制定施工技改策略提供 重要技術(shù)支撐，提高線路安全運維精益化水平。
【