CN105222737A - 输电线路弓子线弧垂测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种输电线路弓子线弧垂测量方法，属于测量方法技术领域，根据全站仪可以测量角度和距离的特性，确定两三角形的部分边长和角度，再根据三角形余弦定理进行计算，从而可以得出弓子线最大弧垂。通过本方法测量，一方面是减小了测量的误差，提高风偏隐患改造的针对性；另一方面是不需要工作人员登杆、出线(下导线)测量，减少了人力物力支出，节约成本，大大降低安全风险，保障了工作人员的人身安全，安全效益大幅提升。可广泛应用于输电线路弓子线弧垂测量中。

Description

输电线路弓子线弧垂测量方法

技术领域

本发明涉及一种测量方法，尤其涉及一种输电线路弓子线弧垂的测量方法，测量弓子线最大弧垂，方便对弓子线弧垂偏大的部位及时改造，防止风偏事故发生。

背景技术

近年来，保证电网安全运行、降低故障跳闸率已成为电力行业一项极为重要的工作。在故障跳闸中，由于大风影响，造成弓子线随大风摆动，当弓子线向杆塔方向摆动时，容易引起绝缘距离不足，弓子线对杆塔放电而造成跳闸事故，严重影响安全供电。因此防止风偏事故成为输电线路近年来一项重要工作项目。

在进行风偏改造工程前，需要对弓子线弧垂进行测量。当最大弧垂大于运行标准时，容易产生安全隐患，需要列入检修计划进行改造。但是目前尚无一种有效的方法测量弓子线弧垂，一种方式是靠目测估量，但存在较大误差。另一种方式是由三人登杆并出线(下导线)协作完成测量工作，存在安全隐患，不利于工作的开展。因此一种有效的准确测量弓子线弧垂的方法解决现在一直难以解决的技术问题成为迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路弓子线弧垂的测量方法，能够有效解决目前测量方式误差大、危险系数高的难题，提供一种测量准确性高，安全隐患低的测量方法，提高了工作效率，保证了输电线路的安全运行。

本发明所述的输电线路弓子线弧垂的测量方法，包括如下步骤：

(1)测量时包括以下结构：杆塔横担下方连接有跳线绝缘子，杆塔横担的一端连接有耐张绝缘子，跳线绝缘子下方连接有悬垂线夹，耐张绝缘子下方连接有引流板，悬垂线夹与引流板之间设有弓子线，弓子线呈圆弧形，定义观测点，分别用l₁表示从观测点到悬垂线夹与弓子线的接触点之间的距离，l₂表示从观测点到引流板与弓子线的接触点之间的距离，l₄表示从悬垂线夹与弓子线的接触点到引流板与弓子线的接触点之间的距离，l₃表示从观测点到l₄的中点作铅垂线与弓子线的接触点之间的距离，l₅表示从从观测点到l₄中点之间的距离，f表示从l₄的中点到l₄的中点作铅垂线与弓子线的接触点之间的距离，分别用α表示l₁与l₂之间的夹角，β表示l₄与l₂之间的夹角，γ表示l₃与l₅之间的夹角，根据中线定理，确定f即为所求的最大线弧垂；

(2)在观测点处架设一台全站仪，分别测量l₁、l₂和夹角α的大小，利用全站仪可以测量角度和距离的特性，确定三角形的部分边长和角度；

(3)根据已测夹角α和l₁、l₂，利用余弦定理计算l₄，三角形的余弦定理是非常简单方便的定理，在测量过程中会反复用到；

(4)利用已经测得的l₁、l₂和夹角α和l₄，利用余弦定理计算l₅；

(5)作l₅的延长线与耐张绝缘子串有一个接触点，由于l₄的中点是假想的点，不是实际存在的物体，在实际测量过程中无法通过全站仪进行测量，因此需要在l₅延长线上寻找一参考点作为全站仪的目标，此处选择延长线与耐张绝缘子串的接触点作为参考点；

(6)利用全站仪测量l₃和l₃与l₅的延长线与耐张绝缘子串的接触点之间的夹角，测得的l₃与l₅的延长线与耐张绝缘子串的接触点之间的夹角即为夹角γ；

(7)利用已计算出的l₅和已测得的l₃和γ，利用余弦定理，计算出最大线弧垂f。

所述的l₄的计算公式为：cosα＝(l₁ ²+l₂ ²-l₄ ²)/2l₁l₂，算出l₄＝[l₁ ²+l₂ ²-(2l₁l₂×cosα)]^0.5。

所述的l₅的计算公式为：在三角形OAB中，cosβ＝(l₂ ²+l₄ ²-l₁ ²)/2l₂l₄，在三角形OBC中，cosβ＝(l₂ ²+0.25l₄ ²-l₅ ²)/l₂l₄，即(l₂ ²+l₄ ²-l₁ ²)/2l₂l₄＝(l₂ ²+0.25l₄ ²-l₅ ²)/l₂l₄，从而可以求得l₅。

所述的f的计算公式为：在三角形COD中，cosγ＝(l₃ ²+l₅ ²-f²)/2l₃l₅，即f＝[l₃ ²+l₅ ²-2l₃l₅×cosγ]^0.5。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

提供一种输电线路弓子线弧垂测量方法，应用于输电线路上，在需要进行风偏隐患改造工程前期，对弓子线最大弧垂进行精确测量，为风偏改造提供理论支撑和现场隐患数据。通过本方法测量，一方面是减小了测量的误差，提高风偏隐患改造的针对性；另一方面是不需要工作人员登杆、出线(下导线)测量，减少了人力物力支出，节约成本，大大降低安全风险，保障了工作人员的人身安全，安全效益大幅提升。

附图说明

图1为发明的测量方法示意图。

图中：1、杆塔横担2、跳线绝缘子3、悬垂线夹4、弓子线5、引流板6、耐张绝缘子串。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

如图1所示，本发明所述的输电线路弓子线弧垂测量方法，在测量输电线路弓子线时主要涉及到以下部件和结构：杆塔横担1下方连接有跳线绝缘子2，杆塔横担1的一端连接有耐张绝缘子6，跳线绝缘子2下方连接有悬垂线夹3，耐张绝缘子6下方连接有引流板5，悬垂线夹3与引流板5之间设有弓子线4，弓子线4呈圆弧形，测量时按以下步骤进行：

(1)定义观测点为O，弓子线4与悬垂线夹3的接触点为A，弓子线4与引流线5的接触点为B，A与B的中点为C，从C作铅垂线与弓子线4的交点为D，分别用l₁表示线段OA之间的距离，l₂表示线段OB之间的距离，l₃表示线段OD之间的距离，l₄表示线段AC之间的距离，l₅表示线段OC之间的距离，f表示线段CD之间的距离，分别用α表示OA与OB之间的夹角，β表示AB与BO之间的夹角，γ表示OC与OD之间的夹角。根据中线定理，最大线弧垂f为A、B中点C作铅垂线与弓子线交点D之间的距离。

(2)在观测点O处架设一台全站仪，分别测量l₁、l₂和夹角α的大小。

(3)根据已测夹角α和l₁、l₂，利用余弦定理计算l₄，计算公式为：cosα＝(l₁ ²+l₂ ²-l₄ ²)/2l₁l₂，算出l₄＝[l₁ ²+l₂ ²-(2l₁l₂×cosα)]^0.5。

(4)利用已经测得的l₁、l₂和夹角α和l₄，利用余弦定理计算l₅，计算公式为：在三角形OAB中，cosβ＝(l₂ ²+l₄ ²-l₁ ²)/2l₂l₄，在三角形OBC中，cosβ＝(l₂ ²+0.25l₄ ²-l₅ ²)/l₂l₄，即(l₂ ²+l₄ ²-l₁ ²)/2l₂l₄＝(l₂ ²+0.25l₄ ²-l₅ ²)/l₂l₄，从而可以求得l₅。

(5)作观测点O与C的延长线与耐张绝缘子串(6)交于一点E，由于AB的中点C是假想的点，不是实际存在的物体，在实际测量过程中无法通过全站仪进行测量，因此需要在观测点O与C点连线延长线上寻找一参考点作为全站仪的目标，此处选择延长线与耐张绝缘子串的交点E作为参考点。

(6)利用全站仪测量l₃和OD与OE之间的夹角，测得的OD与OE之间的夹角即为夹角γ。

(7)利用已计算出的l₅和已测得的l₃和γ，利用余弦定理，计算出最大线弧垂f，f的计算公式为：在三角形COD中，cosγ＝(l₃ ²+l₅ ²-f²)/2l₃l₅，即f＝[l₃ ²+l₅ ²-2l₃l₅×cosγ]^0.5。

实施例

作为优选案例，在实际测量过程中，用全站仪在观测点O处测得l₁的长度为5m，l₂的长度为15m，夹角α为60度，根据已测夹角α和l₁、l₂，利用余弦定理计算l₄，在三角形OAB中，cosα＝(l₁ ²+l₂ ²-l₄ ²)/2l₁l₂，则l₄＝[l₁ ²+l₂ ²-(2l₁l₂×cosα)]^0.5，将测得的数值带入公式算出l₄＝13.2m。利用已经测得的l₁、l₂和夹角α和l₄，利用余弦定理计算l₅，计算公式为：在三角形OAB中，cosβ＝(l₂ ²+l₄ ²-l₁ ²)/2l₂l₄，在三角形OBC中，cosβ＝(l₂ ²+0.25l₄ ²-l₅ ²)/l₂l₄，即(l₂ ²+l₄ ²-l₁ ²)/2l₂l₄＝(l₂ ²+0.25l₄ ²-l₅ ²)/l₂l₄，从而可以求得l₅＝7.8m。由于AB的中点C是假想的点，不是实际存在的物体，在实际测量过程中无法通过全站仪进行测量，因此需要在观测点O与C点连线延长线上寻找一参考点作为全站仪的目标，此处选择延长线与耐张绝缘子串的交点E作为参考点，利用全站仪测量l₃＝5.5m，夹角γ＝30度，根据中线定理，最大线弧垂f为A、B中点C作铅垂线与弓子线交点D之间的距离，利用余弦定理，f的计算公式为：在三角形COD中，cosγ＝(l₃ ²+l₅ ²-f²)/2l₃l₅，即f＝[l₃ ²+l₅ ²-2l₃l₅×cosγ]^0.5，将计算和测量得到的数值带入计算出f＝4.13m，可以精确算到小数点后几位。

采用以上结合附图描述的本发明的实施例的输电线路弓子线弧垂测量方法，实现了弓子线最大线弧垂的准确测量，但本发明不局限于所描述的实施方式。在不脱离本发明的原理和精神的情况下这些对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种输电线路弓子线弧垂测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)测量时包括以下结构：杆塔横担(1)下方连接有跳线绝缘子(2)，杆塔横担(1)的一端连接有耐张绝缘子(6)，跳线绝缘子(2)下方连接有悬垂线夹(3)，耐张绝缘子(6)下方连接有引流板(5)，悬垂线夹(3)与引流板(5)之间设有弓子线(4)，弓子线(4)呈圆弧形，定义观测点，分别用l₁表示从观测点到悬垂线夹(3)与弓子线(4)的接触点之间的距离，l₂表示从观测点到引流板(5)与弓子线(4)的接触点之间的距离，l₄表示从悬垂线夹(3)与弓子线(4)的接触点到引流板(5)与弓子线(4)的接触点之间的距离，l₃表示从观测点到l₄的中点作铅垂线与弓子线(4)的接触点之间的距离，l₅表示从从观测点到l₄中点之间的距离，f表示从l₄的中点到l₄的中点作铅垂线与弓子线(4)的接触点之间的距离，分别用α表示l₁与l₂之间的夹角，β表示l₄与l₂之间的夹角，γ表示l₃与l₅之间的夹角，根据中线定理，确定f即为所求的最大线弧垂；

(2)在观测点处架设一台全站仪，分别测量l₁、l₂和夹角α的大小；

(3)根据已测夹角α和l₁、l₂，利用余弦定理计算l₄；

(4)利用已经测得的l₁、l₂和夹角α和l₄，利用余弦定理计算l₅；

(5)作l₅的延长线与耐张绝缘子串(6)有一个接触点；

(6)利用全站仪测量l₃和l₃与l₅的延长线与耐张绝缘子串(6)的接触点之间的夹角，测得的l₃与l₅的延长线与耐张绝缘子串(6)的接触点之间的夹角即为夹角γ；

(7)利用已计算出的l₅和已测得的l₃和γ，利用余弦定理，计算出最大线弧垂f。

2.根据权利要求1所述的输电线路弓子线弧垂测量方法，其特征在于，所述的l₄的计算公式为：cosα＝(l₁ ²+l₂ ²-l₄ ²)/2l₁l₂，算出l₄＝[l₁ ²+l₂ ²-(2l₁l₂×cosα)]^0.5。

3.根据权利要求1所述的输电线路弓子线弧垂测量方法，其特征在于，所述的l₅的计算公式为：在三角形OAB中，cosβ＝(l₂ ²+l₄ ²-l₁ ²)/2l₂l₄，在三角形OBC中，cosβ＝(l₂ ²+0.25l₄ ²-l₅ ²)/l₂l₄，即(l₂ ²+l₄ ²-l₁ ²)/2l₂l₄＝(l₂ ²+0.25l₄ ²-l₅ ²)/l₂l₄，从而可以求得l₅。

4.根据权利要求1所述的输电线路弓子线弧垂测量方法，其特征在于，所述的f的计算公式为：在三角形COD中，cosγ＝(l₃ ²+l₅ ²-f²)/2l₃l₅，即f＝[l₃ ²+l₅ ²-2l₃l₅×cosγ]^0.5。