探討全站儀測量高壓輸電線路檔距及弧垂

史海洋

摘 要：高壓輸電線路作為電力系統的重要組成部分，既要追求經濟效益，又要保證安全穩定運行。所以高壓輸電線路施工的準確測量作為施工的最關鍵環節，施工之前往往需要做好檔距測量和弧垂測量，全站儀本著提高工作效率的主要目的在高壓輸電線路檔距和弧垂測量中應用有著一定的現實意義。

關鍵詞：測量；全站儀；高壓輸電線路；檔距；弧垂

1 高壓輸電線路檔距和弧垂測量方法

1.1 檔距測量方法

一般而言，高壓輸電線路檔距測量方法主要有鋼尺直接測量法、碳素鋼絲間接測量法兩種，具體體現如下：

1.1.1 鋼尺直接測量法。鋼尺直接測量的過程中，主要是人員借助于鋼卷尺進而在母線橫梁上對檔距直接的進行測量。這種測量方法最主要的優點是可以直接得到測量結果，但是在實際的測量過程中，由于鋼卷尺有著自然的重量，測量過程中難免會受到外界因素的影響，往往有著相對較大的測量誤差，在高空作業過程中面對相對較大的勞動強度往往有著相對較低的工作效率。這種鋼卷尺直接測量方法使用的過程中局限于鋼卷尺的長度，同時其檔距測量不能大于50m。

1.1.2 碳素鋼絲間接測量法。碳素鋼絲間接測量方法在實際的測量過程中，主要是借助于直徑為2mm的碳素鋼絲于母線橫梁上進行的一種操作，并將其中的一端固定，兩端則將其夾緊，并借助于緊線器對碳素鋼絲收緊，這種測量方法有著相對較高的測量精度，但是在實際測量過程中由于受力狀態的影響，張力存在差異，進而造成相對較大的測量誤差，工作效率相對較低，對于檔距測量范圍為60m以下的適用。

1.2 高壓輸電線路弧垂測量方法

觀測檔的弧垂值是根據送電線路施工圖中的塔位明細表，按觀測檔所在耐張段的代表檔距和緊線時的氣溫查取安裝弧垂曲線中對應的弧垂值，再根據觀測檔的檔距等因素進行計算。在計算時，還需考慮觀測檔內有無聯有耐張絕緣子串、懸掛點高差以及觀測點選擇的位置條件。

輸電線路的弧垂觀測方法有等長法、異長法、角度法、平視法四種，其中角度法最常用，角度法又分為檔外法、檔端法、檔內法。當弧垂最低點低于兩桿塔基部連線，架空線懸掛點高差大，檔距也大，應選用觀測弧垂的方法為平視法，即平觀法。

2 經緯儀和全站儀在高壓輸電線路測量中的應用

以某一水電站的高壓輸電線路工程為例，線路縱斷面測量就是沿著線路的中線方向每隔一定的距離測定它的高程點，在坡度變化的地方加測高程點；線路橫斷面測量是沿著垂直線路的中線方向上的坡度變化的地方測量高程點。其實質就是線路的高程測量，線路的高程變化較大，如果使用水準儀進行縱橫斷面測量，它會受地形起伏的限制，使視距縮短，轉點、測站增多，誤差積累較大而且使用人員多，經緯儀的視距測量不受地形的限制，但精度較低，需要一個專人記錄和計算，計算工作量大，這二者都會直接影響工程進度。

而利用全站儀進行線路斷面測量既不受地形起伏的限制，又不需要進行計算，需要人員也較少。只要兩點間通視，就可直接測量出坡度變化點的三維坐標。全站儀根據三角高程的測量原理設計制造了一套直接測定兩點間高差的模式，只要將儀器照準棱鏡，按下測距鍵，即可測出棱鏡和儀器的距離HD和高差△h，在測量過程中只要在儀器內輸入儀器高和棱鏡高，就可以直接測出任意點的高程。為了提高觀測速度，減少輸入棱鏡高的次數，將棱鏡安在帶有刻度的對中桿上而且高度保持不變，這樣可以大大提高工作效率。

在實際工作中，利用全站儀進行線路縱橫斷面測量，不只是測量坡度變化點的高程，而是利用全站儀的數據采集功能測定它的三維坐標。這樣高程點的位置和平面位置完全吻合。線路網線施測中使用了全站儀的三維坐標法進行線路網線縱橫斷面測量，即在施測縱斷面的同時一并把橫斷面測出。此種方法在外業操作過程中，需要將儀器架在已知點上，測站無需記錄員，多個棱鏡可同時跑點，全站儀即時觀測各個棱鏡，即測即存，無須按路線分左右、距離遠近順序跑點。一個測站可以施測多個橫斷面，這樣可以大大提高外業工作效率高，但與之配套的內業工作量很大。在內業處理時，應先將全站儀采集的三維坐標下載到計算機，然后利用cass或其他繪圖軟件，把三維坐標展點到圖上，從圖上提取各點的高程和各點到中樁的距離，輸入到縱橫斷面固定的表格中。由此可以看出，利用全站儀進行線路縱橫斷面測量操作簡單，精度完全能夠滿足線路縱橫斷面測量的精度要求。

3 全站儀在高壓輸電線路弧垂測量中的應用優勢

全站儀在高壓輸電線路弧垂測量中的應用過程中，往往需要結合高壓輸電線路弧垂測量數據特點，根據不同的地理情況測量不同類型數據，并使用不同的測量方法進行全面的測量。全站儀在高壓輸電線路弧垂測量中的應用優勢體現如下：

全站儀操作簡單，按鍵操作按鈕少，能夠較快地進行操平、對中及取景等操作，無需進行相對復雜的測量過程；測量數據直接讀取，相對經緯儀需要調節表盤刻度來讀取數據，不僅有著相對較高的測量精度，又能避免人為讀取數據時因方法不正確或估算造成的數據錯誤；全站儀屬于半數字化測量儀器，儀器內置有不同方面的測量程序，如懸高測量，測量時直接調用懸高測量程序做簡單的測量，就可以直接讀出導線對地距離、交叉跨越距離等結果。在實際的弧垂測量過程中，需要對測量結果按照復雜的計算公式以得出實際的弧垂結果，以往的經驗是使用科學計算器進行，不僅工作量大，而且人為輸入數據和計算時容易出現錯誤。結合弧垂計算公式、弧垂測量所需數據特點以及全站儀電子屏所顯示的測量數據特點，利用電子表格，形成了僅將全站儀讀取的測量數據、設計數據直接輸入，就可以得到計算結果的弧垂計算表，從而免去了將測量數據換算以及結果計算的步驟。該方法不僅減少了大量的工作量、提高了工作效率，而且避免了計算器數據輸入、計算環節中因人為原因而造成的計算結果錯誤，將錯誤的幾率降至最低。

考慮到實際弧垂測量工作野外作業的特點，不便進行資料的收集、整理，可以將弧垂計算表打印至A4紙作為現場數據記錄表，計算過程時只需將記錄表內的數據錄入弧垂計算表，計算人員不必掌握大量的弧垂計算公式。表格內的測量數據與計算結果具有唯一性，對于計算結果的真實性有著一定的保障基礎，該方法不僅有著較強的實用性，而且對測量工作有著指導和規范的作用，是一種有效的對作業過程管控方法。

4 結語

隨著時代經濟的飛速發展以及科學技術的日新月異，傳統的經緯儀已經滿足不了高壓輸電線路弧垂測量工作快速、高效、保質的要求，而全站儀的推廣應用不僅提高了測量工作的效率，保證了測量精度和數據真實性，而且在節省工作量的同時規范了弧垂測量行為，降低對測量人員專業技能的要求，因此全站儀在高壓輸電線路檔距和弧垂測量中將會有著更加廣泛的應用前景。

參考文獻：

[1]全站儀三角高程測量方法及精度分析[J]. 張智韜；黃兆銘；楊江濤. 西北農林科技大學學報（自然科學版）. 2008（09）

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