适用于配电线路的智能校准仪

广西电网责任有限公司 南宁供电局生产技术部，广西 南宁 530000

1 研制背景

在配电架空线路、立杆、装横担等工作中，经常需要对电杆等部位进行距离、高度以及长度测量。由于目前相关测量工作只能靠人工进行肉眼判断横平竖直，加上部分电杆组立后存在一定横纵向偏差，因此传统的人工观察方式存在误差大、耗时长、效率低下等问题，无法达到工艺规范要求。并且由于架空线路经常需要进行高空攀爬，操作人员在高空时很难对相关距离或水平度进行准确的观察，因此为高空作业带来一定的操作难度。

目前市面上的校准仪器多用于室内装修，具备测距、测量角度功能，但因仪器结构原因，只适用于平面作业，无法应用于电杆上的狭小作业面；户外大型校准仪适用于地面作业，不便于随身携带及杆上作业。为使配电线路测量测距作业规划化、标准化，实现量化测量替代肉眼经验判断，解决配电领域缺乏专用校准仪器问题，文章主要介绍了一种适用于配电线路的专用智能校准仪，以此为相关测量工作提供帮助。

2 研制目的

配电线路施工过程中所使用的相关测量仪器较为传统、功能单一，无法适应现场的使用环境需求，同时现场如果要进行多种方面的测量，则需要携带多种仪器，极大地增加了操作人员的工作负担。目前市面上无适合配电线路特定工种使用的校准仪器，配电线路工程在进行电力架空线路立杆、装横担、杆塔倾斜度测量等工作中往往通过肉眼判断距离和角度，其误差很大。当需要测量温度和湿度时，还要携带另外的温湿度检测仪器，给配电线路施工带来不少困扰。为了提高施工作业的测量标准化、规范化，提升配电线路工程的建设质量、验收质量和运维质量，研制适用于配电线路检测的校准工器具有重要意义。该项目研制了一种多功能智能校准仪，能为设计人员、施工人员、验收人员、运行维护人员解决测距、测角度、立杆、装设横担等测量问题；同时也能解决传统测量仪易跌落损坏失准、应用面窄，不利于架空线路工程安装作业的问题，弥补了目前市场上的空白。

3 技术方案

3.1 技术设计思路

项目组走访了电力施工现场，对电力施工工程尤其是配电网架空线路、立杆等工作的多次走访调研，在进行实地勘察和资料搜集后，提出了该仪器的技术设计思路，并通过多次讨论研究分析，确认最优方案，最终研制生产出了一种智能校准仪。该仪器为一款多功能的智能校准仪，根据现场使用需求设计，能测量角度、水平度、温湿度等，集合激光自动化校准、声光报警于一体，并配置卡口和磁铁使其能固定于横担、电杆，同时为了便于在施工现场携带，该仪器体积的设计约为3cm×2cm×10cm，并通过太阳能充电，实现环保的使用需求。

架空输电线路的主要部件包括导线、避雷线、金具、绝缘子、杆塔、拉线基础、接地仪器，其杆塔间距、倾斜角度、横担倾斜度等应满足工艺规范要求。文章将根据目前对水平度的要求，设计出激光感应部件，通过角度传感器、温湿度传感器、激光测距传感器以及气压传感器进行多方位多角度的测量，使仪器满足实际测量的需求。

由于施工现场多为户外操作，因此仪器增加了警示指示灯及蜂鸣提示仪器，以适应户外嘈杂环境，即便操作人员距离较远也能通过指示灯或蜂鸣警示声音及时了解位置的偏差，以便及时调整。

3.2 仪器技术原理

校准仪内置陀螺仪和计算电路的激光校准功能。其中，计算电路处理能自动调整光线，计算水平差值，及时调整摆正；仪器底部设有磁铁和活动卡口，能将仪器固定在横担上。仪器设有收缩绳，可系于腰带或电杆上。太阳能电池板具有物理和电子读数显示屏，并有温湿度提示及测距功能，能直接显示测量数据。声光报警功能在检测到偏差时会进行报警。

仪器采用激光方式进行测量，内置的激光头可产生十分稳定的激光光束，采用波长严格按照国家和国际标准。由于整个测量均在标准环境范围内，因此测量精度高。另外，抗摔液晶屏能实时显示相关数据。

太阳能电板仪器采用轻便耐用材质制成，结构小巧，只有约美工刀大小的长度。通过将仪器挂在电杆上，能自动判断显示电杆倾斜度，便于施工人员校正电杆，无需多人不同角度肉眼判断。有效解决了配电架空线路、台区工程面临大量立杆、装横担靠肉眼判断横平竖直的问题，有效规避了安全隐患。

仪器内置锂电池和太阳能电池，太阳能充电管理机构能将太阳光进行充电管理，启动时通过CPU驱动单元进行仪器的运作。激光光束射出后，通过仪器内置的角度传感器、温湿度传感器、激光测距传感器及气压传感器进行多方位多角度的测量，采样单元能将数据整理并显示在显示屏上。蜂鸣器能在发现测量偏差时，进行声音警示提醒，通过发出蜂鸣声及亮起指示灯实现提示功能。仪器内部技术原理图如图1所示。

图1 仪器内部技术原理图

3.3 产品特点

（1）仪器设有超高精度激光束，测量精度高，无需人工。（2）仪器具有自动校准功能，能自动调整水平角度，提高测量水平。（3）仪器具数据显示功能，能将测量数据显示在抗摔液晶显示屏中，方便查看。（4）仪器具有角度传感器、温湿度传感器、激光测距传感器以及气压传感器等多个独立机构共同运作。（5）仪器使用形式多样，可系于电杆上或腰上使用。（6）仪器轻巧抗摔，携带方便，操作简单。

4 技术创新

该仪器专门针对电力系统施工现场中的测量工作，尤其适用于立杆、装设横担等台区的测量工作，区别于传统的测量工具，该仪器具有以下创新手段：（1）磁铁吸附及活动卡口双重固定方式，有效防止仪器从横担高处跌落问题。（2）仪器采用了高精度的激光光束，能判断出水平角度差值，并将其显示在抗摔的液晶显示屏上，集测量和查看于一体，满足实际操作现场需求。（3）自动倾斜度测量及调整有效减轻了操作人员负担，解决了肉眼判断的传统问题，提高了工作效率。（4）仪器设计了多种环境中使用的系绳功能，能系在腰上或电杆上使用。（5）仪器为多功能智能仪，将多个功能板块结合为一个智能整体。

5 测量应用

该仪器为一款适合在电力施工日常测量测距等工作中使用的智能校准仪，包括角度传感器、温湿度传感器、激光测距传感器以及气压传感器等，将多个功能板块合并成为一个独立、兼容性好、体积小巧的智能校准仪。仪器在南宁局使用后获得了一致好评，其使用效果良好，安装操作简单，固定性好，无需再通过人工肉眼观察便能直观准确地显示水平角度差值，激光测量数据精准，操作人员位于杆体上时也能通过液晶显示屏进行观察，既可系在腰间使用，又可系在电杆上使用，极大地方便了操作人员。不但提高了高空作业的安全性，而且提高了南宁局相关工具的效率。因此，可将仪器计划推广至各个电力单位使用，同时其通用性也适用于其他更多领域。

6 成果效益及应用前景

（1）经济效益高。文章提出的智能校准仪能有效实现精准测量功能，与传统的人工肉眼观察方式操作相比，该仪器的使用使现场测量操作质量得到显著的提升，保证了配电线路安装工艺的规划性和标准化，提高了配电线路的施工质量。（2）推广效益好。由于该仪器设计小巧灵活，便于携带，功能齐全，能满足实际应用需求，因此在实际应用后能实现较大的效益。并且无论从安全度还是便捷度来看，其通用性都十分强，推广效益好。

7 结束语

文章提出的适用于配电线路领域使用的多功能智能校准仪，小巧轻便、可随身携带，极大地提高了配电线路施工工艺标准化、规范化水平。尤其是在组立电杆、装设横担工作中，智能校准仪发挥了极大作用，使测量数据更加准确。在线路运行维护中，智能校准仪可用于校正倾斜电杆、测量线路通道宽度、带电体的安全距离、环网柜运行工况测量等运维作业。智能校准仪还弥补了配电线路无专用测量校准仪器的空白。