適用于配電線路的智能校準儀

廣西電網責任有限公司 南寧供電局生產技術部，廣西 南寧 530000

1 研制背景

在配電架空線路、立桿、裝橫擔等工作中，經常需要對電桿等部位進行距離、高度以及長度測量。由于目前相關測量工作只能靠人工進行肉眼判斷橫平豎直，加上部分電桿組立后存在一定橫縱向偏差，因此傳統的人工觀察方式存在誤差大、耗時長、效率低下等問題，無法達到工藝規范要求。并且由于架空線路經常需要進行高空攀爬，操作人員在高空時很難對相關距離或水平度進行準確的觀察，因此為高空作業帶來一定的操作難度。

目前市面上的校準儀器多用于室內裝修，具備測距、測量角度功能，但因儀器結構原因，只適用于平面作業，無法應用于電桿上的狹小作業面；戶外大型校準儀適用于地面作業，不便于隨身攜帶及桿上作業。為使配電線路測量測距作業規劃化、標準化，實現量化測量替代肉眼經驗判斷，解決配電領域缺乏專用校準儀器問題，文章主要介紹了一種適用于配電線路的專用智能校準儀，以此為相關測量工作提供幫助。

2 研制目的

配電線路施工過程中所使用的相關測量儀器較為傳統、功能單一，無法適應現場的使用環境需求，同時現場如果要進行多種方面的測量，則需要攜帶多種儀器，極大地增加了操作人員的工作負擔。目前市面上無適合配電線路特定工種使用的校準儀器，配電線路工程在進行電力架空線路立桿、裝橫擔、桿塔傾斜度測量等工作中往往通過肉眼判斷距離和角度，其誤差很大。當需要測量溫度和濕度時，還要攜帶另外的溫濕度檢測儀器，給配電線路施工帶來不少困擾。為了提高施工作業的測量標準化、規范化，提升配電線路工程的建設質量、驗收質量和運維質量，研制適用于配電線路檢測的校準工器具有重要意義。該項目研制了一種多功能智能校準儀，能為設計人員、施工人員、驗收人員、運行維護人員解決測距、測角度、立桿、裝設橫擔等測量問題；同時也能解決傳統測量儀易跌落損壞失準、應用面窄，不利于架空線路工程安裝作業的問題，彌補了目前市場上的空白。

3 技術方案

3.1 技術設計思路

項目組走訪了電力施工現場，對電力施工工程尤其是配電網架空線路、立桿等工作的多次走訪調研，在進行實地勘察和資料搜集后，提出了該儀器的技術設計思路，并通過多次討論研究分析，確認最優方案，最終研制生產出了一種智能校準儀。該儀器為一款多功能的智能校準儀，根據現場使用需求設計，能測量角度、水平度、溫濕度等，集合激光自動化校準、聲光報警于一體，并配置卡口和磁鐵使其能固定于橫擔、電桿，同時為了便于在施工現場攜帶，該儀器體積的設計約為3cm×2cm×10cm，并通過太陽能充電，實現環保的使用需求。

架空輸電線路的主要部件包括導線、避雷線、金具、絕緣子、桿塔、拉線基礎、接地儀器，其桿塔間距、傾斜角度、橫擔傾斜度等應滿足工藝規范要求。文章將根據目前對水平度的要求，設計出激光感應部件，通過角度傳感器、溫濕度傳感器、激光測距傳感器以及氣壓傳感器進行多方位多角度的測量，使儀器滿足實際測量的需求。

由于施工現場多為戶外操作，因此儀器增加了警示指示燈及蜂鳴提示儀器，以適應戶外嘈雜環境，即便操作人員距離較遠也能通過指示燈或蜂鳴警示聲音及時了解位置的偏差，以便及時調整。

3.2 儀器技術原理

校準儀內置陀螺儀和計算電路的激光校準功能。其中，計算電路處理能自動調整光線，計算水平差值，及時調整擺正；儀器底部設有磁鐵和活動卡口，能將儀器固定在橫擔上。儀器設有收縮繩，可系于腰帶或電桿上。太陽能電池板具有物理和電子讀數顯示屏，并有溫濕度提示及測距功能，能直接顯示測量數據。聲光報警功能在檢測到偏差時會進行報警。

儀器采用激光方式進行測量，內置的激光頭可產生十分穩定的激光光束，采用波長嚴格按照國家和國際標準。由于整個測量均在標準環境范圍內，因此測量精度高。另外，抗摔液晶屏能實時顯示相關數據。

太陽能電板儀器采用輕便耐用材質制成，結構小巧，只有約美工刀大小的長度。通過將儀器掛在電桿上，能自動判斷顯示電桿傾斜度，便于施工人員校正電桿，無需多人不同角度肉眼判斷。有效解決了配電架空線路、臺區工程面臨大量立桿、裝橫擔靠肉眼判斷橫平豎直的問題，有效規避了安全隱患。

儀器內置鋰電池和太陽能電池，太陽能充電管理機構能將太陽光進行充電管理，啟動時通過CPU驅動單元進行儀器的運作。激光光束射出后，通過儀器內置的角度傳感器、溫濕度傳感器、激光測距傳感器及氣壓傳感器進行多方位多角度的測量，采樣單元能將數據整理并顯示在顯示屏上。蜂鳴器能在發現測量偏差時，進行聲音警示提醒，通過發出蜂鳴聲及亮起指示燈實現提示功能。儀器內部技術原理圖如圖1所示。

圖1 儀器內部技術原理圖

3.3 產品特點

（1）儀器設有超高精度激光束，測量精度高，無需人工。（2）儀器具有自動校準功能，能自動調整水平角度，提高測量水平。（3）儀器具數據顯示功能，能將測量數據顯示在抗摔液晶顯示屏中，方便查看。（4）儀器具有角度傳感器、溫濕度傳感器、激光測距傳感器以及氣壓傳感器等多個獨立機構共同運作。（5）儀器使用形式多樣，可系于電桿上或腰上使用。（6）儀器輕巧抗摔，攜帶方便，操作簡單。

4 技術創新

該儀器專門針對電力系統施工現場中的測量工作，尤其適用于立桿、裝設橫擔等臺區的測量工作，區別于傳統的測量工具，該儀器具有以下創新手段：（1）磁鐵吸附及活動卡口雙重固定方式，有效防止儀器從橫擔高處跌落問題。（2）儀器采用了高精度的激光光束，能判斷出水平角度差值，并將其顯示在抗摔的液晶顯示屏上，集測量和查看于一體，滿足實際操作現場需求。（3）自動傾斜度測量及調整有效減輕了操作人員負擔，解決了肉眼判斷的傳統問題，提高了工作效率。（4）儀器設計了多種環境中使用的系繩功能，能系在腰上或電桿上使用。（5）儀器為多功能智能儀，將多個功能板塊結合為一個智能整體。

5 測量應用

該儀器為一款適合在電力施工日常測量測距等工作中使用的智能校準儀，包括角度傳感器、溫濕度傳感器、激光測距傳感器以及氣壓傳感器等，將多個功能板塊合并成為一個獨立、兼容性好、體積小巧的智能校準儀。儀器在南寧局使用后獲得了一致好評，其使用效果良好，安裝操作簡單，固定性好，無需再通過人工肉眼觀察便能直觀準確地顯示水平角度差值，激光測量數據精準，操作人員位于桿體上時也能通過液晶顯示屏進行觀察，既可系在腰間使用，又可系在電桿上使用，極大地方便了操作人員。不但提高了高空作業的安全性，而且提高了南寧局相關工具的效率。因此，可將儀器計劃推廣至各個電力單位使用，同時其通用性也適用于其他更多領域。

6 成果效益及應用前景

（1）經濟效益高。文章提出的智能校準儀能有效實現精準測量功能，與傳統的人工肉眼觀察方式操作相比，該儀器的使用使現場測量操作質量得到顯著的提升，保證了配電線路安裝工藝的規劃性和標準化，提高了配電線路的施工質量。（2）推廣效益好。由于該儀器設計小巧靈活，便于攜帶，功能齊全，能滿足實際應用需求，因此在實際應用后能實現較大的效益。并且無論從安全度還是便捷度來看，其通用性都十分強，推廣效益好。

7 結束語

文章提出的適用于配電線路領域使用的多功能智能校準儀，小巧輕便、可隨身攜帶，極大地提高了配電線路施工工藝標準化、規范化水平。尤其是在組立電桿、裝設橫擔工作中，智能校準儀發揮了極大作用，使測量數據更加準確。在線路運行維護中，智能校準儀可用于校正傾斜電桿、測量線路通道寬度、帶電體的安全距離、環網柜運行工況測量等運維作業。智能校準儀還彌補了配電線路無專用測量校準儀器的空白。