利用连通器原理测量杆塔倾斜度

黄荣正

（国网浙江省电力公司绍兴供电公司，浙江绍兴312000）

利用连通器原理测量杆塔倾斜度

黄荣正

（国网浙江省电力公司绍兴供电公司，浙江绍兴312000）

杆塔倾斜度超标会严重威胁到线路运行和检修作业人员的安全，因此应准确测量杆塔倾斜度，以便及时采取措施。利用连通器原理制作出带刻度透明软管测量仪器，通过两端液面高差测出杆塔两点的距离，进而计算出杆塔倾斜度。此方法操作便捷，测算快速、准确，可及时发现不合格杆塔，确保线路运行检修安全。

杆塔倾斜度；连通器；测量方法；运行检修

随着电网建设规模的不断扩大，数以万计的输电线路杆塔正树立在全国各地的山川河流之上，担负着电能输送的重要任务。然而各种地形地貌受自然环境及人为因素的影响会发生变化，并影响杆塔的稳定性，对电网稳定运行构成威胁。因此，应准确测量杆塔倾斜度是否超标，以便及时采取措施，避免倒杆事故的发生。

1 杆塔倾斜度超标的危害

架空线杆塔倾斜是指杆塔中心偏离铅垂位置，其程度用倾斜度即杆塔倾斜值与测量点至地面垂直距离的比值（q）来表示。杆塔倾斜度超标主要有以下2方面危害：

（1）运行中的线路如遇风、覆冰及地震等自然灾害时，倾斜杆塔（特别是直线塔或大跨越杆塔）更易出现断线倒杆等重大电网事故。

（2）线路检修时，倾斜度超标者在杆塔、导地线及拉线检修或调整等情况下，可能导致断线倒塔和人员坠落伤亡等严重事故。

为避免倒杆事故，需在杆塔验收时和检修作业前准确测量其倾斜度，对不合格者及时处理。

2 杆塔倾斜度测量现状

测量线路杆塔倾斜度的方法主要有铅垂法、经纬仪法、平面镜法以及地面激光测量法。铅垂法主要依靠铅垂线与中心点的距离来计算，误差大；经纬仪法是目前主要测量倾斜度的方法，但其测量过程复杂，费时费力；平面镜法利用光学方法测量，测量精度不高；地面激光测量法，采用激光和专业软件处理，精度高，但是成本高，需要专业人员及设备支持[1-5]。为满足线路验收、运行检修中操作简单、测量准确的要求，在此提出利用连通器原理测量杆塔倾斜度的方法。

3 连通器测量法

根据底部相通的同种液体同水平面压强相同的连通器原理，用1根带有刻度且长度适宜的透明软管制作成连通器，注入液体（如有色水溶剂等），分别测量理论水平面与实际水平面之间投影在杆塔上的距离，然后利用相似原理和三角函数计算出杆塔倾斜度。

测量应在无风或微风情况下进行，确保杆塔顶部无明显摆动。测量前，2人各执连通器一端分别放在测量位置上，上下移动连通器使两端液面均高于理论水平面，然后将一端液面与理论水平面平齐，使另一端在低于理论水平面的位置静止，利用管壁上的刻度读出距离并记录，再通过计算得出倾斜度。

3.1 测量步骤

（1）将软管两端分别放在杆塔理论水平面对应测量点位置，上下移动使两端液面高于测量点；

（2）移动两端使其中一端液面上边缘与理论水平面一测量点平齐，另一端低于理论水平面；

（3）将低于理论水平面的一端刻度管贴紧杆塔，读出靠近杆塔侧液面上边缘到理论水平面测量点的距离，并记录d1（如图1（a）或图2（a）所示）；

（4）将两端转至90°位置重复以上步骤，并记录距离d2（如图1（b）或图2（b）所示）；

（5）查阅图纸并计算出倾斜度。

注：由于塑料软管会受温度影响产生热胀冷缩，因此应记录测量时温度并换算。

3.2 钢管杆测量

通常越靠近杆顶测量越能反映钢管杆的倾斜度，因此，测量时优先选择杆顶处（图1（a）中位置1）。在有风情况下，为防止杆顶随风摆动造成测量偏差，可选上导线横担处（图1（a）中位置2），所选位置要便于查询图纸和计算。以12边形钢管杆为例，测量位置分别选取为相互垂直外径的端点，即图1（b）中A，B和E，F 2组测量点，分别测量出高差d1与d2。

图1 钢管杆测量示意

由于杆塔均为钢结构，其形变非常小，因此倾斜后杆塔外径大小几乎不变。查阅杆塔设计图纸，计算出钢管杆测量位置外径D及钢管杆锥度角β，根据式（1）和式（2）计算出两处角度：

图2 铁塔测量示意

3.3 铁塔测量

铁塔测量点同样是选择离塔顶更近处进行测量，测量位置应优先选择塔顶（图2（a）和图2（b）中位置1）。在有风情况下可适当降低测量点的高度（图2（a）和图2（b）中位置2），如横担上边缘位置等，以便于查询图纸。测量点可选择图2（c）中A，B，E，F点，塔顶多为矩形结构，为方便计算，一般选择两组对边中点位置进行测量，并记录d1与d2。

查阅铁塔设计图纸，计算或查出杆塔测量位置2组对边距离以及顺线路方向锥度β1和垂直线路方向锥度β2，根据式（3）和式（4）计算出两处角度：

杆塔的锥度角小于5°时，在精确要求不高的情况下可以忽略锥度角的影响。

3.4 倾斜度计算

由计算所得的tanα1和tanα2，利用相似原理和三角函数，在立体直角坐标系（图3）根据式（5）计算杆塔倾斜度q：

图3 立体直角坐标关系

计算出倾斜度，对照相关标准，对倾斜度过大的杆塔及时采取打拉线和基础补强等措施，确保杆塔稳定。

4 结语

测量杆塔倾斜度通常是针对某一基或某几基杆塔进行，动用大量人力物力显然不合适，以上提出的连通器测量法只需2人携带1根透明软管登杆塔测量，操作便捷快速，测量数据准确，成本极低，能为线路运行检修安全提供重要依据。

[1]宋继明，宋华松，汪以文.特殊地形条件下杆塔倾斜率的测量方法[J].电网技术，2010，34（12）:219-222．

[2]蔡建巍.架空线路杆塔倾斜的正确测量[J].农村电工，2004，12（6）:30．

[3]李云霓，杜勇，沈小军，等.几种输电线路杆塔倾斜度测量方法的比较[J].湖北电力，2014，38（10）.

[4]马立广.地面三维激光扫描仪的分类与应用[J].地理空间信息，2005，3（3）:60-62．

[5]周柯宏.输电线路杆塔倾斜度在线监测系统[J].广东电力，2013，26（7）.

（本文编辑：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

黄荣正（1989），男，助理工程师，从事输电线路运行与检修工作。