输电线路复杂地形的交叉跨距测量方法

谈欢欢 魏亚楠

摘  要：交叉跨越测量是输电线路工程施工、运维过程中重要的测量要素，交叉跨越测量结果直接反映输电线路对跨越物的最终交跨距离。该文针对在线路施工、验收以及运行过程中交叉跨越点因地形复杂无法直接到达的情况下，对交跨测量的方法进行探讨，结合经纬仪、塔尺等基础测量工具，提出相应的测量方案、计算方法及注意事项。

关键词：交跨测量  复杂地形  几何方法

中图分类号：TP751   文献标识码：A            文章编号：1672-3791（2019）05（c）-0029-02

随着输电线路的急速增长，线路走廊资源越来越少。在土地线路走廊资源在减少的情况下，线路只有往高海拔地段发展，为了与其他线路共享一部分空间资源，电压等级高的线路更多地出现交跨电压低等级和同电压等级线路的情况。交跨地形也越来越复杂，有交跨点在河流中，还有交跨点在山谷中，诸如此类的交跨情况有一个明显的特点：交跨不易立塔尺（棱镜）。在这种情况下，线路验收时和运行中如需对交跨距离进行测量会带来一定的困难（利用传统方法）。该课题针对这一情况提出一个新的交跨测量解决方案。

1  交叉跨越测量的现状

我们在线路平时运行和线路验收的过程中，对于线路交叉跨越测量通常采用的是“角平分线”法：用肉眼观测到交跨的位置，在该交跨点铅垂线的地面位置立塔尺（棱镜）;大致确定交叉角的角平分线的位置，把仪器架设在角平分线的适当位置上;仪器对塔尺（棱镜）进行平距读数，之后仪器读出交叉线路和被交叉线在交跨点位置的垂直仰角，利用三角的正切函数与平距的代数乘积，利用代数法算出交跨距离。

这种方法需要在交跨点的位置立塔尺（棱镜）。在线路交跨日益复杂的情况下，往往出现有很多的交跨点不易立塔尺（棱镜）的情况：交跨点在山谷中人不易下去;交跨点在通航河流中间，塔尺（棱镜）立在船舶上不稳定会影响到测量的准确;还有另外一些不易立塔尺（棱镜）的情况。

由于出现了交跨点不易立塔尺（棱镜）的情况，才有了该方案的提出。

2  方案的提出

针对交跨点不易立塔尺（棱镜）的地形情况下的交跨测量，我们提出了一个新的解决方案：线路交跨点与两条交跨线路交跨档各自的一基杆塔形成一个三角形，确定一基杆塔点高程为基准高程。仪器分别在该两基杆塔点处架设，测出该三角形的两角夹边，利用正弦定理计算出另两边的长度（即交跨点到该两基杆塔的距离），还要测出两基杆塔点的相对高差;仪器在该两基杆塔点处架设，读出兩条线路交跨点处导线的垂直仰角，计算出相对高差，利用代数法计算出交跨距离。

3  方案的分解

为了更加具体详细地阐述该方案，我们引入一交叉跨越情况的典型特例，该特例如图1所示。

两输电线路L1档与L2档交跨，为山地交跨，L1档高跨L2档，交跨点为A1、A2，交跨点无法立塔尺（棱镜），L2档交跨杆塔为B和B1，L1档交跨杆塔为C和C1。如图1所示，求交跨距离（A1和A2的高距，利用光学测量仪器）。

3.1 确定求解三角形

我们通过观察，利用鸟瞰方式，以A（A1、A2重合）、B、C三点组成一个三角形，利用仪器测得BC平距，∠B和∠C的角度值，从而建立和确定了△ABC，利用正弦定理求得AB和AC的长度。△ABC在实际中是以三维状态存在的，即ABC三点有高差，我们以B点高程为基准高程（假定该点高程为0m）。

3.2 具体测量和计算过程

（1）确定BC段平距和高差。

我们以B点高程为基准高程（假定该点高程为0m），仪器在杆塔B点架设，在杆塔C点立塔尺（棱镜），利用公式D=K×L×cos2α计算出BC段平距，利用公式H=D×tgα+i-z计算出BC点的相对高差。

（2）确定∠B和∠C的角度值。

仪器在杆塔B点架设，在杆塔C点立花杆，对准C点花杆后，转动镜头对准交跨点A1点（参考图1），得出∠B的角度值。仪器在杆塔C点架设，在杆塔B点立花杆，对准B点花杆后，转动镜头对准交跨点A2点（参考图1），得出∠C的角度值。测得∠B和∠C的角度值后，利用三角形内角和公式∠A+∠B+∠C=180°得到∠A的角度值。现在已测量计算得到∠A、∠B、∠C角度值和BC平距值后，利用三角形正弦定理：sinA/BC=sinB/AC=sinC/AB，分别得出AB和AC的平距值。

（3）确定交跨点A1和A2点的高程。

仪器在杆塔B点架设，转动镜头对准交跨点A1点（参考图1），测出垂直仰角∠A1，根据H（A1）=AB×tg∠A1+i计算出A1点的高程（由于B点为基准高程点）。仪器在杆塔C点架设，转动镜头对准交跨点A2点（参考图1），测出垂直仰角∠A2，根据H′（A2）=AC×tg∠A2+i计算出A2点相对于C点的高程，由于B点为基准高程点，参照步骤（1），C点的高程为H，把A2点的高程换算到相对于B点的高程：H（A2）= H′（A2）+H。

（4）计算交跨距离。

A1点和A2点的高差：H（A1）-H（A2）。

上述4个步骤综合一下，仪器架设只用两次，如下：第一次，仪器架设在杆塔B点位置，在C点立花杆、塔尺（棱镜），镜头对准C点花杆、塔尺（棱镜），测出BC平距、BC点高差;然后转动镜头对准A1点，测出∠B值和A1点的垂直仰角。第二次，仪器架设在杆塔C点位置，在B点立花杆，镜头对准B点花杆，然后转动镜头对准A2点，测出∠C值和A2点的垂直仰角。根据4个步骤的计算式算出交跨距离。

4  方案实行中的注意事项

为了确定杆塔B点、杆塔C点仪器架设点的位置，我们应当在交跨距离最近的导线相瓷瓶悬挂点铅垂方向打木桩，在木桩上钉钉，该点作为仪器架设中心点。仪器测量读数采用正倒镜两次读数。镜头对准交跨点时：交跨相对准导线下沿，被交跨相对准导线上沿。上述方法把测量时的误差减少到最小。

5  方案的应用性

该测量方案在2014年500kV线路验收工作中初次使用，线路中某一档档跨越一条110kV线路，地形情况如图1所示。利用该测量方法比较简便地测量出交跨距离，该文在线路验收交跨测量过程中总结得来。该课题具有比较普遍的适用性，在以后的多次验收和运行过程中使用过。

6  结语

线路测量过程中出现的情况比较多种多样，今后应当在生产实践过程中多思考和总结，尽可能多地总结出具有典型意义的测量方法应用于实际的生产工作中。

参考文献

[1] 王清葵.输电线路施工[M].北京：中国电力出版社，1997.

[2] 李岩，张志刚.复杂地形线路视距与高差测量的新方法[A].中国电机工程学会.中国电机工程学会第十一届青年学术会议[C].2010：776-779.