CN110108252B - 架空输电线路交叉跨越点对地距离及交叉跨越点间距的精确测设方法 - Google Patents

架空输电线路交叉跨越点对地距离及交叉跨越点间距的精确测设方法 Download PDF

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Abstract

一种架空输电线路交叉跨越点对地距离及交叉跨越点间距的精确测设方法，该方法包括以下步骤：步骤1：在输电线路I和输电线路II的交叉跨越点K所在相导线的正下方任取距离为L的两点Z1和Z2；在Z1处架设经纬仪观测垂直角,测得Z1对Z2的垂直角β和Z1对K的垂直角α；步骤2：将经纬仪对中、整平后的位置设为O点；步骤3：利用相似三角形原理，测得架空输电线路交叉跨越点对地距离；步骤4：利用相似三角形原理，测得交叉跨越点间距。本发明提供的架空输电线路交叉跨越点对地距离及交叉跨越点间距的精确测设方法，无需移动经纬仪，只需进行一次仪高测量和两个垂直角即可；耗时少、精度高、作业强度低且不受地形限制。

Description

架空输电线路交叉跨越点对地距离及交叉跨越点间距的精确 测设方法
技术领域
本发明涉及输电线路精确测量技术领域，尤其是一种架空输电线路交叉跨越点对地距离及交叉跨越点间距的精确测设方法。
背景技术
随着用电负荷的增加，输电线路里程也随之增大，线路走廊日益紧张，从而导致越来越多的交叉跨越线路出现。为了保证输电线路安全稳定运行，线路验收时必须确保交叉跨越点对地距离和交叉跨越点间的距离满足规程要求。现行交叉跨越点对地距离的测量方法一般采用目测法和利用三角高程进行测量。目测法对测量人员经验及技能水平要求较高且精度较低；利用三角高程进行测量需要将将经纬仪移位一次，测量两次仪高，四个垂直角。由于经纬仪存在误差，每多测量一个角度就会导致结果的累计误差增大，故利用三角高程进行测量耗时长且结果存在误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种架空输电线路交叉跨越点对地距离及交叉跨越点间距的精确测设方法，可以目测法对人员要求高、测量结果精度低和利用三角高程进行测量时，耗时长，累计误差较大的问题，无需移动经纬仪，只需进行一次仪高测量和两个垂直角即可；耗时少、精度高、作业强度低且不受地形限制。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种架空输电线路交叉跨越点对地距离及交叉跨越点间距的精确测设方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：在输电线路I和输电线路II的交叉跨越点K所在相导线的正下方任取距离为L的两点Z1和Z2；在Z1处架设经纬仪观测垂直角,测得Z1对Z2的垂直角β和Z1对K的垂直角α；并利用GPS测得Z1、K1的高程HZ1，HK1(由于涉及到高程，故垂直角仰角取正，俯角取负)。
步骤2：将经纬仪对中、整平后的位置设为O点,Z1点与O点之间的垂直距离Z1O＝i(即经纬仪的仪高)；
步骤3：利用相似三角形原理，测得架空输电线路交叉跨越点对地距离；
步骤4：利用相似三角形原理，测得交叉跨越点间距。
步骤3测得架空输电线路交叉跨越点对地距离为：
步骤3-1：设交叉跨越点K在水平面的投影为K2点；交叉跨越点K在地面的投影为K1点；交叉跨越点K与O点的连线延长线与参考平面(该平面上的点的高程均与Z1的高程HZ1相等)的交点为A点；过O点做Z1A的平行线，该平行线与KK1的交点为B点；过Z2点做Z1A的平行线，该平行线与KK1的交点为D点，该平行线与OZ1的交点为E点；设OZ2与KK1的交点为C点；
步骤3-2：已知Z1Z2水平距离为L(即EZ2＝L)，Z1O＝i，∠KOB＝∠KAZ1＝α，∠BOZ2＝β,b＝HK1-HZ1
设DZ2＝x,KK1＝h,AZ1＝c，则DE＝BO＝Z1K2＝L-x；
步骤3-3：由于CK1与OZ1平行，故△Z2K1C与△Z2Z1O相似，因此
Figure BDA0002034048860000021
步骤3-4：在△KK2A中，
h+b＝tanα(c+L-x) 公式(2)
步骤3-5：在△OZ1A中，
Figure BDA0002034048860000022
步骤3-6：由(1)可得：
Figure BDA0002034048860000023
步骤3-7：将上述公式(4)和公式(2)联立可得:
Figure BDA0002034048860000024
步骤3-8：将公式(5)代入公式(2)，得到h，即为架空输电线路交叉跨越点对地距离KK1。
步骤4测得交叉跨越点间距为：
步骤4-1：由于K1为两条相交的输电线路中输电线路I与输电线路II垂直投影到地面上的交点，则交叉跨越点K为交点K1在输电线路I上的对应点，J为交点K1在输电线路II上的对应点，交叉跨越点K与O点的连线延长线与水平面的交点为A点；过O点做Z1K2的平行线，该平行线与KK1的交点为B点,则∠JOB＝θ；
步骤4-2：Z1K1＝L-x＝OB，故由上述公式(5)推导得出
Figure BDA0002034048860000031
步骤4-3：则交叉跨越点间距
JK＝OB(tanθ-tanα) 公式(7)。
Z1和Z2分别为输电线路I两基塔所在的点。
本发明提供的架空输电线路交叉跨越点对地距离及交叉跨越点间距的精确测设方法，可以目测法对人员要求高、测量结果精度低和利用三角高程进行测量时，耗时长，累计误差较大的问题，无需移动经纬仪，只需进行一次仪高测量和两个垂直角即可；耗时少、精度高、作业强度低且不受地形限制。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明输电线路I和输电线路II的示意图；
图2为计算交叉跨越点对地距离时，本发明方法所设各点组成的相似三角形的示意图；
图3为计算交叉跨越点间距时，本发明方法所设各点组成的相似三角形的示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种架空输电线路交叉跨越点对地距离及交叉跨越点间距的精确测设方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：在输电线路I和输电线路II的交叉跨越点K所在相导线的正下方任取距离为L的两点Z1和Z2；在Z1处架设经纬仪观测垂直角,测得Z1对Z2的垂直角β和Z1对K的垂直角α；并利用GPS测得Z1、K1的高程HZ1，HK1(由于涉及到高程，故垂直角仰角取正，俯角取负)。
步骤2：将经纬仪对中、整平后的位置设为O点,Z1点与O点之间的垂直距离Z1O＝i(仪高)；
步骤3：利用相似三角形原理，测得架空输电线路交叉跨越点对地距离；
步骤4：利用相似三角形原理，测得交叉跨越点间距。
步骤3测得架空输电线路交叉跨越点对地距离为：
步骤3-1：设交叉跨越点K在水平面的投影为K2点；交叉跨越点K在地面的投影为K1点；交叉跨越点K与O点的连线延长线与参考平面(该平面上的点的高程均与Z1的高程HZ1相等)的交点为A点；过O点做Z1A的平行线，该平行线与KK1的交点为B点；过Z2点做Z1A的平行线，该平行线与KK1的交点为D点，该平行线与OZ1的交点为E点；设OZ2与KK1的交点为C点；
步骤3-2：已知Z1Z2水平距离为L(即EZ2＝L)，Z1O＝i，∠KOB＝∠KAZ1＝α，∠BOZ2＝β,b＝HK1-HZ1
设DZ2＝x,KK1＝h,AZ1＝c，则DE＝BO＝Z1K2＝L-x；
步骤3-3：由于CK1与OZ1平行，故△Z2K1C与△Z2Z1O相似，因此
Figure BDA0002034048860000041
步骤3-4：在△KK2A中，
h+b＝tanα(c+L-x) 公式(2)
步骤3-5：在△OZ1A中，
Figure BDA0002034048860000042
步骤3-6：由(1)可得：
Figure BDA0002034048860000043
步骤3-7：将上述公式(4)和公式(2)联立可得:
Figure BDA0002034048860000044
步骤3-8：将公式(5)代入公式(2)，得到h，即为架空输电线路交叉跨越点对地距离KK1。
如图1和图3所示，步骤4测得交叉跨越点间距为：
步骤4-1：由于K1为两条相交的输电线路中输电线路I与输电线路II垂直投影到地面上的交点，则交叉跨越点K为交点K1在输电线路I上的对应点，J为交点K1在输电线路II上的对应点，交叉跨越点K与O点的连线延长线与水平面的交点为A点；过O点做Z1K2的平行线，该平行线与KK1的交点为B点,则∠JOB＝θ；
步骤4-2：Z1K1＝L-x＝OB，故由上述公式(5)推导得出
Figure BDA0002034048860000045
步骤4-3：则交叉跨越点间距
JK＝OB(tanθ-tanα) 公式(7)。
Z1和Z2分别为输电线路I两基塔所在的点。
计算实例：
已知Z1Z2水平距离为26.73m(即EZ2＝26.73m)，Z1O＝i＝1.5m，∠KOB＝∠KAZ1＝α＝11°17′19″，∠BOZ2＝β＝-3°10′35″,b＝HK1-HZ1＝0.6m，∠JOB＝θ＝23°8′10″则通过上述方法步骤可得：
Figure BDA0002034048860000051
则交叉跨越点对地距离:h＝tanα(i/tanα+L-x)-b＝1.973m
交叉跨越点间距:JK＝OB(tanθ-tanα)＝(L-X)(tanθ-tanα)＝1.224m
最后根据《国家电网公司电力安全工作规程(线路部分)》和《架空输电线路施工及验收规范》中对应安全距离规定值，判断该线路是否符合验收要求。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种架空输电线路交叉跨越点对地距离及交叉跨越点间距的精确测设方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1：在输电线路I和输电线路II的交叉跨越点K所在相导线的正下方任取距离为L的两点Z1和Z2；在Z1处架设经纬仪观测垂直角,测得Z1对Z2的垂直角β和Z1对K的垂直角α；并利用GPS测得Z1、K1的高程HZ1，HK1，由于涉及到高程，故垂直角仰角取正，俯角取负；
步骤2：将经纬仪对中、整平后的位置设为O点,Z1点与O点之间的垂直距离Z1O＝i；
步骤3：利用相似三角形原理，测得架空输电线路交叉跨越点对地距离；
步骤4：利用相似三角形原理，测得交叉跨越点间距；
步骤3测得架空输电线路交叉跨越点对地距离为：
步骤3-1：设交叉跨越点K在水平面的投影为K2点；交叉跨越点K在地面的投影为K1点；交叉跨越点K与O点的连线延长线与参考平面的交点为A点；过O点做Z1A的平行线，该平行线与KK1的交点为B点；过Z2点做Z1A的平行线，该平行线与KK1的交点为D点，该平行线与OZ1的交点为E点；设OZ2与KK1的交点为C点；
步骤3-2：已知Z1Z2水平距离为L，即EZ2＝L，Z1O＝i，∠KOB＝∠KAZ1＝α，∠BOZ2＝β,b＝HK1-HZ1
设DZ2＝x,KK1＝h,AZ1＝c，则DE＝BO＝Z1K2＝L-x；
步骤3-3：由于CK1与OZ1平行，故△Z2 K1C与△Z2Z1O相似，因此
Figure FDA0002810058130000011
步骤3-4：在△KK2A中，
h+b＝tanα(c+L-x) 公式(2)
步骤3-5：在△OZ1A中，
Figure FDA0002810058130000012
步骤3-6：由(1)可得：
Figure FDA0002810058130000013
步骤3-7：将上述公式(4)和公式(2)联立可得:
Figure FDA0002810058130000021
步骤3-8：将公式(5)代入公式(2)，得到h，即为架空输电线路交叉跨越点对地距离KK1；
步骤4测得交叉跨越点间距为：
步骤4-1：由于K1为两条相交的输电线路中输电线路I与输电线路II垂直投影到地面上的交点，则交叉跨越点K为交点K1在输电线路I上的对应点，J为交点K1在输电线路II上的对应点，交叉跨越点K与O点的连线延长线与水平面的交点为A点；过O点做Z1K2的平行线，该平行线与KK1的交点为B点,则∠JOB＝θ；
步骤4-2：Z1K2＝L-x＝OB，故由上述公式(5)推导得出
Figure FDA0002810058130000022
步骤4-3：则交叉跨越点间距
JK＝OB(tanθ-tanα) 公式(7)。
2.根据权利要求1所述的架空输电线路交叉跨越点对地距离及交叉跨越点间距的精确测设方法，其特征在于：Z1和Z2分别为输电线路I两基塔所在的点。
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