北斗高精度定位技術在輸電線路弧垂測量中的應用.pdf

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1、北斗高精度定位技術在輸電線路弧垂測量中的應用貴州送變電有限責任公司貴州送變電有限責任公司婁強婁強匯報提綱現狀與問題技術介紹與創新點國內外同類技術先進性對比應用情況與客觀評價現場測試及檢測情況213451現狀與問題電網是重要的能源基礎設施，投資規模大、產業鏈條長、經濟帶動性強，而輸電線路的建設是電網建設的核心環節。在輸電線路架線工程施工中，導地線的弧垂觀測能否順利進行一直都是影響工程進度的關鍵因素。而弧垂觀測在大霧、林區、夜間等不通視情況下，無法運用光學測量儀器、目測等方法觀測，長期以來嚴重制約工程施工進度，成為業內人員亟待解決的重大難題。傳統弧垂測量方法主要有：檔測中點角度法、檔端角度法和馳度

2、板觀測法，其中馳度板觀測法又分為平行四邊形法和異步法，主要是使用經緯儀配合標尺或望遠鏡配合馳度板，通過角度測量、視距測量以及望遠鏡目估馳度板讀數來完成，其精度受到角度測量和目估讀數的影響較大，測量過程煩瑣，計算過程冗長，而且以上各種弧垂測量方法均需要施工現場具備良好的通視條件，一旦出現大霧、遮擋、夜間施工等不通視情況，均會導致弧垂測量無法正常進行，從而對工程工期造成影響。2技術介紹與創新點貴州送變電有限責任公司主導研發的國內外首套全天候北斗定位架線弧垂測量設備，以電線力學、測量學專業知識為基礎，深度融合北斗高精度定位、網絡RTK、無線傳輸、激光雷達等前沿技術，設備由移動定位模塊、固定定位模塊、

3、GNSS基站、平板遙控電腦等幾個部分組成，如下圖所示。設備組成移動定位模塊固定定位模塊GNSS基站平板遙控裝置全天候北斗定位架線弧垂測量設備，采用北斗高精度定位及無線通信技術，通過掛載于架空線上的移動定位裝置對檔內架空線各點坐標進行主動采集，并通過無線通信技術，將數據實時傳往地面接收系統，由地面系統自動對數據進行轉換、分析、計算等處理，在平板遙控電腦顯示器上實時顯示弧垂數據，同時融合移動定位裝置上部署的激光雷達傳感器實現對多分裂導線的監控，從而實現對架線弧垂的精準測量。編號內容參數類型配置1工作時間待機8小時2持續工作1.5小時3定位模塊定位頻率1Hz4回傳頻率1Hz5定位精度平面30mm 高

4、程20mm6弧垂測量移動定位模塊懸掛導線弧垂誤差1%9激光雷達監測多分裂子導線位置垂直方向間距5小時11遙控距離10公里設備結構參數參數類型移動模塊固定模塊平板遙控裝置長（cm）232121寬（cm）10513高（cm）27132重量（kg）2.90.70.7防護等級IP65IP65IP65設備使用環境條件及施工條件外界條件參數規范溫度-1045濕度90%施工環境條件參數規范導線線徑10mm50mm導線傾斜度45通信方式4G開發了一套懸鏈式方程模擬弧垂的軟件提出了一種基于激光雷達陣列的多分裂子導線相對高程監測方法開發了基于無線通信和平板電腦APP的智能化系統設計了驅動系統及電池增容方案1、開發

5、了一套懸鏈式方程模擬弧垂的軟件：創新設計并研發了一套基于北斗高精度定位、網絡RTK的移動和固定模塊的導線坐標點數據高精度實時采集、分析、擬合系統，有效解決了在大霧、林區、夜間等不通視情況下，無法運用光學儀器等傳統方法測量導線弧垂的問題，測量誤差小于1%。2、提出了一種基于激光雷達陣列的多分裂子導線相對高程監測方法：可有效同步監測多分裂子導線的相對位置，確保多分裂子導線的垂直方向間距小于50mm。3、開發了基于無線通信和平板電腦APP的智能化系統：實現了數據通信、分析、擬合、展示、操作的一體化和智能化，并可同時進行3個觀測檔的弧垂觀測及聯調。4、設計了驅動系統及電池增容方案：針對野外施工作業環境

6、，設計了驅動系統及電池增容方案，該方案可將設備的持續工作時間增加至：待機時間大于8小時，持續工作時間大于1.5小時。1、深度融合定位技術實現高精度的弧垂觀測；2、編寫了基于懸鏈式方程模擬弧垂的軟件，將弧垂監測設備實時接收的定位數據進行模擬成架空線，在軟件中實現了對弧垂的實時模擬；3、研發了基于平板電腦的地面控制APP，通過4G網絡解決地面控制端和設備之間的通信，實現在線監測系統的移動指揮和實時的弧垂監控；4、采用4G網絡傳輸數據、遙控導線上的移動定位模塊，解決了因遮擋導致設備無法定位或者定位慢的問題；5、在弧垂監測裝置上安裝多個激光雷達傳感器，通過對各子導線緊線過程中的感知，判斷子導線的相對高

7、程范圍和區域，實現在地面控制端App對多分裂導線的緊線弧垂監測；6、實現最多3個設備同時工作并可測量連續檔中3個觀測檔的弧垂值，地面控制App可動態監控和實時更新多檔導線的弧垂值，滿足多檔弧垂同時緊線的弧垂觀測工作。7、設備電源系統采用冗余設計，具備超長工作時間，充分滿足實際需求。專利3項、軟件著作權1項 發表論文4篇3國內外同類技術先進性對比國內外同類技術先進性對比通過對目前國內外對架線弧垂測量的技術設備的調研及對比，目前國內外的弧垂測量技術設備見下表，各種技術設備均存在不同的局限性，部分技術仍在提升階段，無法滿足動態施工緊線過程中對動態弧垂值的實時測量需求。序號弧垂測量先進成果主要性能指標

8、比較精度實時監測操作便捷性晝夜測量1光學經緯儀2導線應力線路測量系統3溫度-傾角測量儀4傾角傳感器5DTCR 系統6激光雷達掃描系統7全天候北斗定位架線弧垂測量設備查新報告4現場測試及檢測情況第三方檢測 取得中國計量科學研究院出具的精度鑒定證書與第三方精度檢測報告現場測試 現場測試案例（一）日期：2021年8月19日20日工況：220kV雙分裂導線現場測試結論：桿塔7375段三相導線弧垂全部測量完畢，測量誤差1%，滿足施工要求，同時塔上人員目視觀測后，確認各子導線相平?，F場測試 現場測試案例（二）日期：2021年12月20日工況：500kV四分裂導線現場測試結論：緊線過程中應用全天候北斗定位架

9、線弧垂測量設備實時監測導線弧垂，并指導緊線人員進行緊線，同時安排測工通過角度法進行弧垂測量，并對兩種測量方式的測量結果進行比較。經現場多次測量，全天候北斗定位架線弧垂測量設備的測量數值，與角度法測量數值相比，誤差小于0.5%，該誤差遠小于施工導則中規定的2.5%的弧垂誤差允許值。5應用情況與客觀評價本設備已先后在雅中江西800千伏特高壓直流輸電線路工程、220千伏紅香回線路、湖南湘西鳳凰沱江110千伏線路等工程得到推廣與應用。應用推廣情況現場應用：應用推廣情況應用推廣情況 應用推廣案例-雅江800kV特高壓線路（用于地線弧垂觀測）貴州送變電有限責任公司已將全天候北斗定位架線弧垂測量設備列入重點科技轉化項目，2021年12月已通過貴州電網有限責任公司科技項目轉化評審，已完成南網商城的代理銷售工作，以方便各需求單位.應用推廣情況鑒定情況 取得中國電力建設企業協會出具的評價證書獲獎情況 獲評2021年貴州省優秀QC成果（特級）獲獎情況 獲評2022年度電力建設科學技術進步獎（技術發明）三等獎獲獎情況 獲評2022年度貴州電力科學技術進步獎（成果轉化類）三等獎