电力线路工程测量的技术与方法

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

赵永圣

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摘要

随着电力工程技术的发展,电力线路工程测量在确保施工精度和后续维护中起着至关重要的作用。本文综合考察了无人机航测、激光扫描以及三维建模等先进技术在电力线路工程中的应用,分析了精密测量、杆塔立位以及导线弧垂测量等关键方法的实施过程。此外,文章还展示了国内几个典型案例,证明了这些技术和方法在提高测量准确性、效率以及电力线路安全和稳定性方面的实际成效。


关键词

电力线路工程;测量技术;无人机航测值。

正文


引言:电力线路工程测量是保障电力系统稳定运行的基础工作,涉及到整个电力系统的安全、可靠以及经济效益。测量技术和方法直接影响到电力线路工程的规划、设计、施工和运维管理。随着新技术的应用,电力线路工程测量在精确度和效率上都有了显著提升,能够在复杂多变的地形与环境条件下,实现快速、准确的数据获取,为工程决策提供科学依据。特别是在无人机技术、激光扫描和三维建模等现代测量技术的推动下,电力线路工程测量的重要性更是凸显,它们为高质量的电力线路工程提供了坚实的技术支撑。

一、电力线路工程中的测量技术

电力线路工程中的测量技术是实现精确施工和后续维护的关键。在这些技术中,无人机航测技术提供了一种高效的空中视角,能够迅速获取线路的地形和地貌信息。通过无人机搭载的高清摄像机或多光谱传感器,可以对电力线路进行全面的检测和评估,从而为规划和布线提供准确数据。激光扫描测量技术,也称为激光雷达测量,利用激光精确测距,捕获线路沿途的精细地形特征。这种技术能够生成高分辨率的点云数据,使工程师能够详细了解地形和障碍物的分布,进而优化杆塔的位置和高度,确保线路的安全和稳定。三维建模技术则进一步利用从无人机航测和激光扫描获取的数据,构建电力线路和周围环境的精确三维模型。这些模型不仅便于工程师进行视觉化分析,规划线路,还可以模拟电力线路在不同环境条件下的表现,如在大风或降雪时线路的稳定性,以及未来可能的维护需求。综合应用这些先进技术,电力线路工程测量的准确性和效率得到了显著提升,为确保电力传输的可靠性和效率提供了坚实的技术支撑[1]

二、电力线路工程测量的方法

(一)精密测量

精密测量在电力线路工程中扮演着至关重要的角色。它涉及一系列高精度的测量活动,旨在确保电力传输系统的设计与实际安装之间的精确对应。精密测量包括确保地形图的精确度、测定杆塔位置的精确地理坐标、以及导线的精确张力和弧垂。在执行精密测量时,测量师通常会使用一系列高端设备,如全站仪、GPS接收器、激光测距仪和高精度的水准仪。这些工具能够提供毫米级甚至更高精度的数据,为工程设计和施工提供强有力的数据支持。例如,通过全站仪可以准确测定杆塔位置,避免未来可能出现的土地权属争议和施工障碍。此外,精密测量还包括对周围环境的考量,如地形的坡度、土壤的稳定性以及附近植被的分布,这些都可能对电力线路的安全和稳定性产生影响。通过对这些因素的精确测量,工程师可以在设计阶段就避免潜在的问题,减少未来的维修和维护工作。精密测量不仅限于工程前期的规划阶段。在施工过程中,持续的精密测量可以监测施工质量和进度,确保每一步骤都符合设计要求。此外,在工程完工后,精密测量还可用于最终验收,确保所有构件都按照规定标准安装,无误差地匹配设计图纸。

(二)杆塔立位测量

杆塔立位测量是电力线路工程中的一个关键环节,它涉及到电力输送路径上每一根杆塔的准确放置。这一过程确保杆塔正确地定位在其应有的位置,这对于保障电力线路的安全、稳定和经济运行至关重要。该过程要求测量人员具备高度的专业技能,使用精密的仪器进行操作,例如全站仪、GPS定位系统和激光测距仪。进行杆塔立位测量时,需要首先基于设计图纸和地形条件确定杆塔的最佳位置。测量人员会在地面上标出杆塔的中心点,同时测量出杆塔的基础尺寸和位置。这包括对地形的仔细分析,考虑到地面坡度、土质稳定性、附近的水源、植被覆盖情况以及可能对电力线路产生干扰的周边建筑或自然障碍物。杆塔立位的准确性直接影响到线路的拉张力和导线弧垂,因此测量人员必须对地面的每一点进行精确测量,并且要考虑导线在不同温度下的伸缩变化。这要求在不同季节和天气条件下都进行测量,以确保导线在极端气候下也能保持稳定。测量结果将用于指导杆塔的建造和安装,确保每根杆塔都能承受预期的负载,且在地理上正确对齐,以形成有效的电力传输通路[2]

(三)导线弧垂测量

导线弧垂测量对于确保电力线路安全和有效运行至关重要。弧垂,即悬挂在两个支点之间的导线最低点与支点连线中点的垂直距离,是评估电力线路物理状态的重要指标。导线弧垂的测量需考虑多种因素,包括导线的材质、温度变化、风载、冰载以及其他环境条件。导线弧垂测量工作通常在杆塔立位和导线张拉完成后进行。测量过程需要使用高精度的测量工具,如光学经纬仪、激光测距仪或专用的弧垂测量仪器,来确定导线的实际位置。测量时需特别注意温度对导线长度的影响,因为导线在不同温度下会发生伸缩,这直接影响弧垂的大小。测量时,还需要考虑导线的张力。导线在施工时会施加特定的张力,以保证其不会在风力或冰雪负荷下垂到不安全的位置。测量人员必须准确记录导线在不同温度和负载下的张力情况,以确保其在各种条件下都不会超出安全弧垂的范围。正确的弧垂测量对于维护电力线路的供电效率至关重要[3]。如果弧垂太大,可能会导致导线与树木、建筑物或地面过于接近,造成安全隐患或供电中断。相反,弧垂太小可能会增加导线的张力,导致导线或杆塔过早疲劳,缩短其使用寿命。

三、国内电力线路工程测量案例

(一)无人机航测技术在电力线路工程测量中的应用 

2020年,国网河南省电力公司利用无人机航测技术,完成了河南省内220千伏及以上电力线路的全覆盖测量,共测量了电力线路长度约1.2万公里,采集了高分辨率的影像数据和激光点云数据,实现了电力线路的三维重建和可视化,为电力线路的设计、施工、运维和管理提供了准确的基础数据。

(二)激光扫描测量技术在电力线路工程测量中的应用 

2019年,国网山东省电力公司利用激光扫描测量技术,完成了山东省内500千伏及以上电力线路的导线弧垂测量,共测量了电力线路长度约1.5万公里,采集了高密度的激光点云数据,实现了导线的精确建模和分析,为电力线路的安全运行和优化管理提供了技术支撑。

(三)三维建模技术在电力线路工程测量中的应用

2018年,国网广东省电力公司利用三维建模技术,完成了广东省内110千伏及以上电力线路的三维建模,共建模了电力线路长度约3.6万公里,建立了包含杆塔、导线、地形、地物等要素的三维模型库,实现了电力线路的三维可视化和智能化,为电力线路的规划、设计、施工、运维和管理提供了全生命周期的解决方案。

结论:无人机航测、激光扫描和三维建模技术等不仅提高了工程测量的效率和准确性,也促进了电力线路设计和施工的精细化管理。国内外多个案例证明,这些技术对于优化线路布局、预防施工风险以及提升运维效率具有显著效果。最终,这些技术和方法为确保电力线路的稳定性和安全性提供了有力保障,对于电力行业的可持续发展具有重要意义。

参考文献:

[1]张奕杰.电力工程输电线路施工技术管理方法[J].幸福生活指南,2022(2):25.

[2]臧叶.浅析电力工程及其输电线路设计与施工的技术问题[J],2021(5):42.

[3]张维辉.解析电力线路施工测量新方法[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2021(1):2.


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