黃榮正

（國網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司，浙江紹興312000）

利用連通器原理測(cè)量桿塔傾斜度

黃榮正

（國網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司，浙江紹興312000）

桿塔傾斜度超標(biāo)會(huì)嚴(yán)重威脅到線路運(yùn)行和檢修作業(yè)人員的安全，因此應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量桿塔傾斜度，以便及時(shí)采取措施。利用連通器原理制作出帶刻度透明軟管測(cè)量儀器，通過兩端液面高差測(cè)出桿塔兩點(diǎn)的距離，進(jìn)而計(jì)算出桿塔傾斜度。此方法操作便捷，測(cè)算快速、準(zhǔn)確，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格桿塔，確保線路運(yùn)行檢修安全。

桿塔傾斜度；連通器；測(cè)量方法；運(yùn)行檢修

隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，數(shù)以萬計(jì)的輸電線路桿塔正樹立在全國各地的山川河流之上，擔(dān)負(fù)著電能輸送的重要任務(wù)。然而各種地形地貌受自然環(huán)境及人為因素的影響會(huì)發(fā)生變化，并影響桿塔的穩(wěn)定性，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅。因此，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量桿塔傾斜度是否超標(biāo)，以便及時(shí)采取措施，避免倒桿事故的發(fā)生。

1 桿塔傾斜度超標(biāo)的危害

架空線桿塔傾斜是指桿塔中心偏離鉛垂位置，其程度用傾斜度即桿塔傾斜值與測(cè)量點(diǎn)至地面垂直距離的比值（q）來表示。桿塔傾斜度超標(biāo)主要有以下2方面危害：

（1）運(yùn)行中的線路如遇風(fēng)、覆冰及地震等自然災(zāi)害時(shí)，傾斜桿塔（特別是直線塔或大跨越桿塔）更易出現(xiàn)斷線倒桿等重大電網(wǎng)事故。

（2）線路檢修時(shí)，傾斜度超標(biāo)者在桿塔、導(dǎo)地線及拉線檢修或調(diào)整等情況下，可能導(dǎo)致斷線倒塔和人員墜落傷亡等嚴(yán)重事故。

為避免倒桿事故，需在桿塔驗(yàn)收時(shí)和檢修作業(yè)前準(zhǔn)確測(cè)量其傾斜度，對(duì)不合格者及時(shí)處理。

2 桿塔傾斜度測(cè)量現(xiàn)狀

測(cè)量線路桿塔傾斜度的方法主要有鉛垂法、經(jīng)緯儀法、平面鏡法以及地面激光測(cè)量法。鉛垂法主要依靠鉛垂線與中心點(diǎn)的距離來計(jì)算，誤差大；經(jīng)緯儀法是目前主要測(cè)量傾斜度的方法，但其測(cè)量過程復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；平面鏡法利用光學(xué)方法測(cè)量，測(cè)量精度不高；地面激光測(cè)量法，采用激光和專業(yè)軟件處理，精度高，但是成本高，需要專業(yè)人員及設(shè)備支持[1-5]。為滿足線路驗(yàn)收、運(yùn)行檢修中操作簡單、測(cè)量準(zhǔn)確的要求，在此提出利用連通器原理測(cè)量桿塔傾斜度的方法。

3 連通器測(cè)量法

根據(jù)底部相通的同種液體同水平面壓強(qiáng)相同的連通器原理，用1根帶有刻度且長度適宜的透明軟管制作成連通器，注入液體（如有色水溶劑等），分別測(cè)量理論水平面與實(shí)際水平面之間投影在桿塔上的距離，然后利用相似原理和三角函數(shù)計(jì)算出桿塔傾斜度。

測(cè)量應(yīng)在無風(fēng)或微風(fēng)情況下進(jìn)行，確保桿塔頂部無明顯擺動(dòng)。測(cè)量前，2人各執(zhí)連通器一端分別放在測(cè)量位置上，上下移動(dòng)連通器使兩端液面均高于理論水平面，然后將一端液面與理論水平面平齊，使另一端在低于理論水平面的位置靜止，利用管壁上的刻度讀出距離并記錄，再通過計(jì)算得出傾斜度。

3.1 測(cè)量步驟

（1）將軟管兩端分別放在桿塔理論水平面對(duì)應(yīng)測(cè)量點(diǎn)位置，上下移動(dòng)使兩端液面高于測(cè)量點(diǎn)；

（2）移動(dòng)兩端使其中一端液面上邊緣與理論水平面一測(cè)量點(diǎn)平齊，另一端低于理論水平面；

（3）將低于理論水平面的一端刻度管貼緊桿塔，讀出靠近桿塔側(cè)液面上邊緣到理論水平面測(cè)量點(diǎn)的距離，并記錄d1（如圖1（a）或圖2（a）所示）；

（4）將兩端轉(zhuǎn)至90°位置重復(fù)以上步驟，并記錄距離d2（如圖1（b）或圖2（b）所示）；

（5）查閱圖紙并計(jì)算出傾斜度。

注：由于塑料軟管會(huì)受溫度影響產(chǎn)生熱脹冷縮，因此應(yīng)記錄測(cè)量時(shí)溫度并換算。

3.2 鋼管桿測(cè)量

通常越靠近桿頂測(cè)量越能反映鋼管桿的傾斜度，因此，測(cè)量時(shí)優(yōu)先選擇桿頂處（圖1（a）中位置1）。在有風(fēng)情況下，為防止桿頂隨風(fēng)擺動(dòng)造成測(cè)量偏差，可選上導(dǎo)線橫擔(dān)處（圖1（a）中位置2），所選位置要便于查詢圖紙和計(jì)算。以12邊形鋼管桿為例，測(cè)量位置分別選取為相互垂直外徑的端點(diǎn)，即圖1（b）中A，B和E，F(xiàn) 2組測(cè)量點(diǎn)，分別測(cè)量出高差d1與d2。

圖1 鋼管桿測(cè)量示意

由于桿塔均為鋼結(jié)構(gòu)，其形變非常小，因此傾斜后桿塔外徑大小幾乎不變。查閱桿塔設(shè)計(jì)圖紙，計(jì)算出鋼管桿測(cè)量位置外徑D及鋼管桿錐度角β，根據(jù)式（1）和式（2）計(jì)算出兩處角度：

圖2 鐵塔測(cè)量示意

3.3 鐵塔測(cè)量

鐵塔測(cè)量點(diǎn)同樣是選擇離塔頂更近處進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量位置應(yīng)優(yōu)先選擇塔頂（圖2（a）和圖2（b）中位置1）。在有風(fēng)情況下可適當(dāng)降低測(cè)量點(diǎn)的高度（圖2（a）和圖2（b）中位置2），如橫擔(dān)上邊緣位置等，以便于查詢圖紙。測(cè)量點(diǎn)可選擇圖2（c）中A，B，E，F(xiàn)點(diǎn)，塔頂多為矩形結(jié)構(gòu)，為方便計(jì)算，一般選擇兩組對(duì)邊中點(diǎn)位置進(jìn)行測(cè)量，并記錄d1與d2。

查閱鐵塔設(shè)計(jì)圖紙，計(jì)算或查出桿塔測(cè)量位置2組對(duì)邊距離以及順線路方向錐度β1和垂直線路方向錐度β2，根據(jù)式（3）和式（4）計(jì)算出兩處角度：

桿塔的錐度角小于5°時(shí)，在精確要求不高的情況下可以忽略錐度角的影響。

3.4 傾斜度計(jì)算

由計(jì)算所得的tanα1和tanα2，利用相似原理和三角函數(shù)，在立體直角坐標(biāo)系（圖3）根據(jù)式（5）計(jì)算桿塔傾斜度q：

圖3 立體直角坐標(biāo)關(guān)系

計(jì)算出傾斜度，對(duì)照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)傾斜度過大的桿塔及時(shí)采取打拉線和基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)等措施，確保桿塔穩(wěn)定。

4 結(jié)語

測(cè)量桿塔傾斜度通常是針對(duì)某一基或某幾基桿塔進(jìn)行，動(dòng)用大量人力物力顯然不合適，以上提出的連通器測(cè)量法只需2人攜帶1根透明軟管登桿塔測(cè)量，操作便捷快速，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，成本極低，能為線路運(yùn)行檢修安全提供重要依據(jù)。

[1]宋繼明，宋華松，汪以文.特殊地形條件下桿塔傾斜率的測(cè)量方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2010，34（12）:219-222．

[2]蔡建巍.架空線路桿塔傾斜的正確測(cè)量[J].農(nóng)村電工，2004，12（6）:30．

[3]李云霓，杜勇，沈小軍，等.幾種輸電線路桿塔傾斜度測(cè)量方法的比較[J].湖北電力，2014，38（10）.

[4]馬立廣.地面三維激光掃描儀的分類與應(yīng)用[J].地理空間信息，2005，3（3）:60-62．

[5]周柯宏.輸電線路桿塔傾斜度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].廣東電力，2013，26（7）.

（本文編輯：方明霞）

Inclination Measurement of Poles and Towers by Connected Vessels

HUANG Rongzheng
（State Grid Shaoxing Power Supply Company，Shaoxing Zhejiang 312000，China）

Excessive inclination of poles and towers may jeopardize line operation and safety of maintenance personnel.Therefore，it is necessary to accurately measure inclination of poles and towers so as to timely take measures.A transparent hosepipe with scale is designed by the principle of connected vessels to measure the distance between two points through difference between liquid surface heights at both terminals to calculate inclination of poles and towers.The method is characterized by its convenient operation，fast and accurate measurement；besides，it can timely detect unqualified poles and towers and guarantee safety of line operation and maintenance.

pole and tower inclination；connected vessels；measurement method；operation and maintenance

TM753

：B

：1007-1881（2016）03-0007-03

2015-12-09

黃榮正（1989），男，助理工程師，從事輸電線路運(yùn)行與檢修工作。