試論輸電線路基礎安全的無線自動化檢測

摘 要：本文以某輸電線路工程在實際中的應用為例，闡述了輸電線路基礎安全的無線自動化檢測方法。

關鍵詞：輸電線路；基礎安全；自動化檢測

在輸電線路的桿塔設計中，基礎的上拔與抗傾斜性能要必須得到控制。而位于斜坡環境中的桿塔基礎，所涉及的邊坡最小保護長度也要符合相應的標準規范。不過，在斜坡處的桿塔基礎最容易被地質波動所影響。而如果桿塔的邊坡出現滑坡和坍塌等問題，就會使得相應的臨坡基礎轉化為的斜坡基礎，從而導致該桿塔的抗拔深度大小以及最小邊坡的安全長度降低，對于地基的水平抗力影響非常大。同時，對于基礎的抗拔載力也會產生很大的削減，進而易出現桿塔位移與不均勻沉降問題的發生。如果出現上述問題，會使桿塔所承受的附加外應力值有所增加，從而出現很多隱患問題。現階段，我國一般采取人工巡檢的方法來完成輸電線路的基礎安全檢測與管控，來保障系統的運營能夠順利。不過，很多的輸電線路桿塔處于地形復雜、險峻的位置，而人員很難到達，從而使得人工巡檢無法實現實時獲取桿塔基礎的實際情況，也無法及時的根據桿塔基礎所出現的問題進行處理，對輸電線路的正常運行的安全性帶來很多的隱患。造成桿塔出現傾斜的因素很多，如基礎出現不均勻的沉降、移動或線路上有冰雪等。而在其上設置相應的傾斜感應裝置就能夠對桿塔進行監控，采取此手段無法實現對基礎的直接測量，只能通過對所采集的數據分析處理，在找到導致桿塔出現傾斜的因素之后，然后通過對邊坡護防、基礎填實以及推復等手段加以解決。通常對于沉降的監測是通過GPS、位移裝置或沉降裝置等手段進行。不過，GPS相對來說成本投入較高，并且容易受到高壓線路的影響。如果是桿塔的基礎不具有太大的高度差異性，則可通過水準儀完成測量。不過對于高差相對大的，亦或是桿塔的基礎不是等高基礎的話，采用水準儀監測基礎沉降就不太適宜。本論文就以某輸電線路工程中桿塔基礎不等高的情況為研究對象，探討輸電線路基礎安全的無線自動化檢測方法。

1 某輸電線路工程概況

該輸電線路工程為500K伏的電網，其中231號桿塔基礎位于脊坡的位置，所處的邊坡極為陡峻。當地的巖石呈灰色，屬風化巖，其抗壓強度值是150KPa。桿塔基礎埋深為0～9m，桿塔基礎共有四條腿，其編號的劃分是依據線路延伸方向的順時鐘位置從小到大排列。基礎的施工是采取挖孔樁的形式施工，桿塔的基礎所埋深度是：7490mm、7100mm、7080mm、8100mm。基礎樁所采用的混凝土標號為C30。

2 無線自動化檢測方法

2.1 樁頂的不均勻沉降監測

在進行此項檢測時，所采用的測量設備為振弦式的微壓傳感器設備。由于桿塔樁的頂部高度差只有6m之多，所以，進行傳感設備選用過程中要充分的滿足整個測量要求，要采用量程最小為7m的傳感設備才可以。采取一根液通管道以及一根氣通管道把不同的傳感設備進行串聯，從而制成對樁頂不均勻沉降的實時監測裝置。在監測裝置運行時，為確保其運行的精確性，不被外界環境過多的干擾，將系統里儲存液體容器和液通管道的一個端口完全的連接，并且保證氣通管道可以和干燥管完全聯接，進而實現系統內部的壓力平衡。壓力監測系統其中還配有相應的溫度傳感裝置，可以讓系統隨時的根據溫度變化完成數據的修訂。系統所測量得到的壓力值變量，對其采取特定的公式計算之后，獲得對應的高度改變量。不過，發生這樣高度變化的前提條件是，將基準點的傳感裝置測量數據作為參照基準的。將振弦式微壓設置于桿塔基礎的樁基頂部以及相應的基準位置，并且將其和數據信息的自動化采集設備相連。同時，對自動化數據信息采集設備，設定我們所需的采集頻數，然后完成對信息的全自動收集與記錄。而基準點的設置一般采取深埋式，將鋼管通過鉆機鉆孔的形式深埋到相應的位置。對于測量點的不均勻沉降值計算可通過下式算得：Sn=Gn×（R1n-R0n）-Gref×（R1ref-R0ref）。其中：Sn代表的是測量位置n處的樁頂不均勻沉降值。如果Sn表現為正數說明該位置的地基樁有一定的升高，如果Sn表現為負數說明該位置的地基樁有一定的沉降；Gn代表的是位置n處的設備固有系數；Gref代表的是基準位置處的設備固有系數，R0n代表的是觀測位置的最開始數值；R1n代表的是現在觀測點的數值；R1ref代表的是基準位置現在所觀測的數值；R0ref代表的是基準位置n處的最開始數值。如果在此系統里，容器中的水位高度均大于每個測點的高度時，所測量到的沉降情況僅僅和基準傳感裝置的高程有關聯，而和容器里水位的高低改變無直接關聯。每一個監測位置所發生的高度改變，都可以通過和基準位置的高程改變量相減，既能計算出其基礎樁頂的相應成沉降數值。

2.2 樁頂水平位移的自動化監測

在進行此項無線自動化測試時，所采用的測量設備為雙軸傾角測量儀。桿塔的每條腿處均設置上此裝置。使裝置的A軸與桿塔處的邊坡互相垂直，而B軸則與桿塔處的邊坡互相平行。雙軸傾角測量儀的傾角儀和數據信息自動采集設備相接，并通過設定數據信息采集頻率，定時地對信息進行收集與記錄。在測量中，依照桿塔基礎樁的長度以及傾角儀所測得的變化量大小，就能夠得到相應的樁頂位移值大小。如果位移數值為正數，則說明桿塔基礎朝邊坡的方向偏移。如果位移數值為負數，則說明桿塔基礎朝邊坡的反方向偏移。如果傾角儀來進行傾角的變量監測時，可以通過下式進行計算：Δθ=arcsin（G×（R1-R0））。其中，G代表的是儀器修正系數，可以通過相應的修正系數表查得；R1代表的是現在儀器所讀數值；R0代表的是儀器初始所讀數值。如果桿塔的基礎樁長度值是L，而測得傾角值為θ，則相應的樁頂位移值就是：D=L×sinθ。

3 結語

我國的很多輸電線路所在地均屬于地質危害多發區，受地質災害的影響，會使桿塔基礎出現損害，影響其抗拔載能力。同時，也導致地基的抗力明顯降低，進而使基礎發生水平位移，也可能導致基礎的不均勻沉降問題出現使桿塔的承載情況加重，嚴重的影響到輸電線路的正常運行。而輸電線路基礎安全無線自動化監測則可以實現實時的對桿塔基礎情況進行監測，同時采用數據采集與處理設備對基礎所發生的變化進行分析，從而可及時地了解輸電線路基礎的實時動態，防范安全隱患的出現，保障輸電線路的安全、高效運行。

參考文獻：

[1] 莫寶律.信息處理智能方法及其在高壓輸電線路故障分析中的應用[J].中國高新技術企業，2016（10）.

作者簡介：陳云，1993年9月生，男，漢族，湖南岳陽人，邵陽學院電氣工程系，本科，研究方向：電氣工程及其自動化（輸電方向）。