输电线路杆塔学习及倾斜测量
杆塔倾斜计算及测量

杆塔倾斜计算及测量1. 概念1.1 基础预偏值针对基础而言,也就是我们常说的受压腿的基础顶面抬高值;即让转角塔的内侧(受压侧)基础柱面比转角外侧(受拉侧)抬高出一个值,使铁塔在受力前先向反受力方向倾斜,保证它们受力后不向其受力的方向倾斜的目的。
预偏率,设计常用术语,预偏率=预偏值/基础根开。
1.2 杆塔倾斜由于基础立柱顶面高低不平引起杆塔中心偏离铅垂位置的现象。
1.3 杆塔倾斜率杆塔倾斜率就是杆塔倾斜值S杆塔地面上部高度H之比的百分数;既倾斜率=倾斜值/塔全高;在设计值上,倾斜率=预偏率。
1.4 倾斜值受压腿抬高后,铁塔顶部中心偏移值。
测量时,将仪器架在铁塔的正面中心线上,距离铁塔约为塔全高的1.2倍处。
镜头看铁塔顶部中心,锁定水平度盘,旋转目镜看底段水平铁处联板,十字丝位置与联板中心位置之间的距离,就作为该基铁塔的倾斜值。
实际上这个时候的倾斜值,不是真正意义的倾斜值,正常应看到地面,但是地面缺乏参照物,习惯上还是将底段水平铁联板上的偏移=倾斜值/(塔全高-水平铁高度)。
2. 杆塔倾斜测量意义运行中的线路杆塔因局部环境或外力破坏引起的顺线路或横线路方向的倾斜,是引起倒杆断线的重要因素,确定倾斜的数据,对维护线路安全稳定具有重要的意义。
3. 杆塔倾斜测量方法3.1 用铅锤测量杆塔倾斜用铅锤测量杆塔倾斜时,可在杆塔顶部中心用一绝缘细绳(线)吊一铅锤至地面,在地面量出锤尖触地点到杆塔中心的距离s,即为该杆塔地面以上的倾斜值,如下图3-1 所示。
杆塔的倾斜度,可通过杆塔的倾斜公式计算。
图3-1图中:1-杆塔中心;2-铅锤触点;s –倾斜值;H-杆塔顶或测量点至地面的高度。
若需知顺线路或横线路方向的倾斜值时,可近似的在地面划出顺线路或横线路的中心线,量出线路倾斜值s1和s2,如图3-2所示,这种方法一般用在杆塔不高,又缺少仪器的情况下。
图3-2图中:3-线路中心;4-线路方向;s1 –顺线路方向倾斜值;s2-横线路方向倾斜值s1。
测量杆塔倾斜度作业指导书
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测量杆塔倾斜度作业指导书1 适用范围本指导书适用于500kV交流及±500kV直流架空输电线路上测量杆塔倾斜度的作业。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本作业指导书的引用而成为本作业指导书的条款。
凡是注明日期的引用文件,其随后所有修改单或修订版本均不适用于本作业指导书,然而,鼓励根据本作业指导书达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本作业指导书。
GB 50233—2005 110~500kV架空电力线路施工及验收规范GB 50026-93 工程测量规范DL 409—91 电业安全工作规程(电力线路部分)DL/T 741—2001 架空送电线路运行规程Q/CSG1 0005-2004 电气工作票技术规范(线路部分)Q/CSG 21011-2009 输电线路运行管理标准Q/CSG-EHV 20201-2009 超高压输电公司输电线路运行管理标准实施细则(试行)3 作业准备3.1作业人员要求序号内容备注1 熟悉《电业安全工作规程》(线路部分),并经考试合格。
2 测量人员应具备熟练操作测量仪器的技能和掌握线路运行测量基础知识及计算方法,经过专门培训。
3 登塔人员通过职业技能鉴定,并取得登高架设作业特种作业操作证。
4 作业人员身体健康、精神状态应良好,并无妨碍工作的病症。
5 穿戴合格劳动保护服装,作业人员个人安全用具齐全。
3.2 作业人员组织序号人员分工人数备注1 工作监护人 12 仪器操作员 13 塔上作业人员 14 配合人员 13.3工具材料序名称型号单位数量备注1 经纬仪或全站仪台 12 三脚架付 13 钢卷尺3m 把 24 科学计算器台 15 砍刀或斧头把 16 个人工具套 44作业所需时间不含前往工作地点的时间,完成该项工作所需要时间约30分钟/处。
5作业安全及预防控制措施5.1风险分析风险范畴风险名称风险级别风险来源预防控制措施安全人员坠落高作业人员登杆塔过程中登杆塔前检查人员精神状态是否良好,检查杆塔构件、脚钉等攀爬物结构是否良好、牢靠;系好安全带。
输电杆塔倾斜监测方案
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输电杆塔倾斜监测方案
方案背景
输电线路走廊地质、气象环境复杂,常伴随冰灾、雪灾、泥石流、山体滑坡、暴雨、强风等自然灾害的发生,容易引发杆塔倾斜或倒塔事故。
方案需求
1、雨季长,易发生滑坡、塌陷、泥石流区域。
2、温度低,易发生冰灾、雪灾区域。
3、强风多,杆塔易变形、倒塌区域。
方案介绍
四信输电杆塔倾斜监测方案由前端监控装置和远程平台两部分组成,前端装置包含倾角传感器、微气象传感器、控制主机、风能和太阳能设备,平台端包括服务器、屏幕墙、移动设备等。
风能和太阳能设备为控制主机和传感器提供电源,控制主机实时获取倾角传感器和微气象传感器采集的杆塔倾斜状态及环境气象数据并传送给服务器,服务器实时分析数据,最终在大屏幕或移动终端上查看数据。
方案价值
全方位采集数据
前端监控装置可全面采集杆塔横向、顺线倾斜数据;同时采集温度、湿度、风速、风向、雨量、气压等数据。
远程调控,现场还原更便捷
后台系统软件采用B/S和C/S混合模式设计,线路管理人员通过Internet网络可随时远程浏览现场视频,远程控制摄像机方位,大大提升了线路监测工作的便捷度。
应用案例。
输电线路杆塔倾斜的原因分析及控制措施
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输电线路杆塔倾斜的原因分析及控制措施摘要:当前电力行业发展速度较快,电力企业在实际发展过程中,架空送电线路塔杆与输电线路正常运行具有重要作用和意义。
但如果架空送电线路杆塔出现严重的倾斜问题,对输电线路安全运行造成重大影响,严重情况下,导致出现倒塔断线问题,在维修时,提高维修工作成本。
所以,电力企业在实际发展过程中,需提高对输电线路杆塔倾斜问题重视程度,针对影响因素全面分析和研究,采取科学合理扶正处理措施,避免对输电线路正常运行造成影响。
因此,本文主要针对输电线路杆塔倾斜原因和扶正处理措施进行分析,并提出科学合理的建议。
关键词:输电线路;杆塔倾斜;倾斜原因;控制措施;分析研究电网建设工作发展速度较快,输电线路杆塔在开展输送电能工作时,充分发挥其自身作用和价值,国家相关部门逐渐提高输电线路杆塔验收工作重视程度,对输电线路杆塔质量严格控制和管理。
但依照相关调查数据显示,现阶段多数地区在开展输电线路投运验收工作时,经常会出现线路转角杆塔倾斜超标问题。
所以,为避免对后期输电线路正常运行造成影响,开展杆塔扶正处理工作同时,现阶段多数输电线路杆塔运行过程中,遭受到外界环境因素影响,导致输电线路杆塔倾斜问题,需电力企业工作人员全面分析,采取科学合理措施,为后期扶正处理工作开展提供帮助。
1.杆塔倾斜率针对杆塔倾斜现象,主要原因由于基础不平,导致杆塔中心偏离铅锤位置。
1.1运用经纬仪测量杆塔倾斜率工作人员运用经纬测量方法,测量直线杆塔倾斜情况下,针对横向路方向倾斜数值测量,将经纬仪设备放置顺线路方向,距杆塔两倍远线路中心线,测量出准确横垂直线路方向倾斜数值。
另外,运用经纬仪测量方式情况下,将经纬仪设备放置在横线路方向,通过经纬仪设备,测量杆塔与地面之间高度。
1.2运用重锤测量杆塔倾斜率针对重锤测量杆塔倾斜值方法,需在杆塔顶部中心,用细绳吊重锤垂直地面。
量出垂肩处到杆塔之间距离,从而得出杆塔地面上部位置倾斜值。
1.3杆塔倾斜率相关规定依照国家相关规定和标准显示,转角塔应向受力反方向侧倾斜,高塔主要是通过大跨越设计工作开展,并将高度控制在100米以上,确保能够满足相关规定和标准。
输电线路铁塔结构倾斜检查方法分析
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输电线路铁塔结构倾斜检查方法分析摘要:输电线路铁塔的主要功能是为架空输电线,为保证线路的正常搭设,铁塔结构的稳定性有重要意义,因此应加强对铁塔结构的倾斜度检查。
本文就输电线路铁塔结构倾斜检查方法进行探究,研究铁塔的倾斜度检查方法,以期为相关铁塔维修技术人员提供有益参考。
关键词:输电线路;铁塔结构;倾斜检查方法引言:铁塔发生倾斜的原因有很多,包括:受环境中外力作用产生破坏、铁塔基础不稳定发生沉降不均,以及内部构造未达到标准等,导致电路运输受到影响。
为保证铁塔的实际作用不受影响,应在倾斜初期进行及时的调整,因此,需要维修人员能够准确地判断铁塔是否发生倾斜,以及其倾斜的程度,以便及时修整,保证线路正常运作。
1输电铁塔发生倾斜的原因和危害1.1铁塔结构倾斜输电铁塔的质量对电力的传输有着重要的影响,铁塔的倾斜方向不同会出现不同的影响和危害。
铁塔在横线路方向发生倾斜时,会导致绝缘子位置发生变化,向横向发展,与铁塔的距离较近,在电力进行运输时,带电部分不受绝缘子控制,导致出现放电现象,容易引发电气故障[1]。
铁塔向顺线路方向倾斜时,会导致塔身发生倾斜和弯曲,引起输电线的张力变大,使输电线距离地面过近,存在较大的安全隐患,严重时可能存在线路断裂的危险。
或者在铁塔发生倾斜后,绝缘子发生移位,导致地线的承受力增强,出现铁塔头部发生挠曲或横担变形的情况。
或者由于绝缘子位移变化影响地线线夹等,使不同线路在自然环境的影响下发生不同程度的滑动和垂坠现象,可能会出现碰撞,引起事故发生1.2建筑施工不符合标准施工单位在实际的施工过程中,对地基的选择不严密,其地理环境中地质密度不同,导致容易发生基础沉降不均匀的现象发生,使铁塔出现基础位移和倾斜,影响电力的传输。
或者在施工过程中,其实际的施工方式未达到标准要求,或者施工时不注意保护设备,对铁塔的外部造成破坏,同时影响整体的平衡性,或者在施工组架时,施工人员未按标准实施,导致整体的铁塔出现质量问题或安装不良,在后续的使用中,容易发生倾斜状况。
交流架空输电线路测量杆塔倾斜度标准化作业指导书
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交流架空输电线路测量杆塔倾斜度标准化作业指导书1.1适用范围本指导书适用于35、110、330kV交流架空输电线路上用经纬仪测量杆塔倾斜度的作业。
1.2规范性引用文件下列文件中的条款通过本作业指导书的引用而成为本作业指导书的条款。
凡是注明日期的引用文件,其随后所有修改单或修订版本均不适用于本作业指导书,然而,鼓励根据本作业指导书达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本作业指导书。
GBJ 233—1990 110~500kV架空电力线路施工及验收规范DL 409—1991 电业安全工作规程(电力线路部分) Q/QHDL-20101-2005 工作标及操作票管理办法DL/T 741—2001 架空送电线路运行规程GB50026-93 工程测量规范1.3作业人员要求作业人员要求序内容备注1 熟悉《电业安全工作规程》(线路部分),并经考试合格。
2 具备熟练操作经纬仪的技能和掌握线路运行测量基础知识及计算方法。
3 作业人员通过职业技能鉴定,并取得登高架设作业特种作业操作证。
4 作业人员应精神状态良好,无妨碍工作病症。
5 穿戴合格劳动保护服装,作业人员个人安全用具齐全。
1.4作业人员组织作业人员组织序人员分工人数备注1 工作监护人 12 仪器操作员 13 塔上作业人员 14 配合人员 11.5工具材料工具材料序号名称型号单位数量备注1 经纬仪台 12 三脚架经纬仪专用付 13 钢卷尺3m 把 24 科学计算器台 15 斧头把 16 安全带条 11.6 技术措施a)经纬仪出库时,应检查仪器是否完好,仪器的误差率是否在允许范围内,避免使用不合格的仪器。
b)经纬仪在运输过程中应做好防震措施,携带行走时,也应防止经纬仪摔落;使用时应轻拿轻放,避免仪器受损影响使用。
c)当仪器从较暧的车箱内移到较冷的现场时,应让仪器放在仪器箱内继续存放30分钟,待仪器适应环境温度后,方能从箱子取出使用,避免望远镜镜片破裂。
输电线路杆塔倾斜在线监测研究及应用
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输电线路杆塔倾斜在线监测研究及应用【摘要】本文探讨了输电线路杆塔倾斜监测问题,从监测系统的组成,硬件系统的构造设计等角度,探讨了监测系统的组成,以及相关的硬件选型等。
重点针对输电线路杆塔在线监测系统的总体构架、前端数据处理部分硬件设计选型,数据传输部分的硬件设计选型进行了研究。
【关键词】输电线路;杆塔;倾斜在线监测1.概述电网安全运行是社会正常运转的重要保障,一旦出现电网事故,将对工农业生产、居民生活造成极大的影响。
在各类电网安全事故中,多数都和输电线路的倒塔、断线等有关。
输电杆塔倾斜的成因很多,除了大风、洪水、地质灾害外,还和施工质量不过关、地基不均匀沉降、甚至是意外冲撞等,都可能导致杆塔的倾斜。
由于输电网络覆盖范围极广,而且数量众多的输电线路杆塔位于城市周边周边、山地、河流等自然环境更为复杂的区域,靠人力来完成对数量庞大的输电线路杆塔、线路的巡检工作效率低下,因此有必要建立起成套输电设备的在线监测,重点针对输电线路杆塔的工况进行监测,对杆塔正常工作关系密切的倾斜、震动、覆冰等工况进行在线监测,为输电线路的安全运行提供帮助。
本文将针对输电杆塔运行工况中的倾斜在线监测为对象来展开研究。
2.输电线路杆塔监测概况输电线路杆塔监测,从原理上是通过在输电杆塔以及其他附属电力设备上安装传感器来获取杆塔运行工况状态,通过对这些监测量的整合分析,来对输电杆塔的运行工况、潜在故障、安全等级等进行评估。
发达国家对输电设备工况的在线监测开展得比较早,建成的监测系统也较为完善。
国内在这方面的工作一般都是在事故发生后才进行检修,定期检修和在线状态监测还处于探索阶段。
尤其是针对输电线路杆塔的状态在线监测,是在2008年南方冰冻灾害后才引起了足够的重视,并通过国内一些电力研究机构努力,已经取得了初步成果,在部分电网建立了泄露电流监测系统、输电容量监测系统、视频远程监控系统等在线监测系统。
3.输电杆塔状态监测系统组成从监测数据的完整性角度看,对输电杆塔的状态监测需要对杆塔受迫振动、倾斜状况、杆塔周围气象数据、电缆温度、塔基应力应变等数据进行全方位的监测。
高压输电塔杆倾斜在线监测课件
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案例分析方法与步 骤
数据收集
通过在线监测系统,收集塔杆的 倾斜角度、倾斜速度等数据,并 记录当地的气候、地质等信息。
数据分析
对收集到的数据进行分析,包括 数据的整理、统计和趋势分析等。
结果对比
将分析结果与塔杆的设计标准进 行对比,评估塔杆的稳定性。
案例分析结果与结论
结果
经过数据分析,发现该塔杆的倾斜角度超过了设计标准,且倾斜速度较快,存在倒塌风险。
输电效率与损耗
输电塔杆的倾斜可能导致 线路的电气距离发生变化, 影响输电效率并增加线路 损耗。
潜在的安全隐患
输电塔杆的持续倾斜可能 带来不可预测的风险,如 雷击、舞动等,对线路安 全构成威胁。
输电塔杆倾斜对周边环境的影响
土地资源的占用
倾斜的输电塔杆可能占用更多的 土地资源,影响土地的正常利用。
景观与视觉影响
数据处理模块
接收传感器模块传输的数据, 进行实时处理和分析,判断塔 杆状态是否正常。
通信模块
将处理后的数据发送至监控中 心,实现远程在线监测。
报警模块
在塔杆状态异常时,发出报警 信号,提醒相关人员及时处理。
系统工作原理
传感器模块安装于高压输电塔杆上, 实时监测塔杆的倾斜角度、振动幅度 等数据。
通信模块将处理后的数据发送至监控 中心,实现远程在线监测。
THANKS
结论
对于山区、丘陵地带的高压输电线路,应加强在线监测,及时发现塔杆的倾斜问题。对于超过设计标准的塔杆, 应采取加固、更换等措施,确保输电线路的安全稳定运行。同时,应进一步研究在线监测技术,提高监测的准确 性和实时性。
05 未来研究方向与展望
现有研究的不足与问题
技术局限性
当前的高压输电塔杆倾斜监测技术仍有许多局限性,如精度不高、 实时性差、易受干扰等。
杆塔倾斜弧垂测量
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铁塔倾斜测量在铁塔外四周横线路及顺线路方向架设经纬仪,从塔上部取一铁塔几何中心点,对照铁塔下部几何中心点偏差值△L,倾斜率X=△L/H,正面倾斜率X正=((△L正1+△L正2)/2)/H;侧面倾斜率X侧=((△L侧1+△L侧2)/2)/H;铁塔倾斜率X=√((△L正1+△L正2)/2 )2+(△L侧1+△L侧2)/2)2 )/H2架线施工弧垂测量2.1 弧垂计算依据机电安装图进行计算,图上有公式,不同设计院公式可能有所不同,但要注意有一点共同的容易忽略的:F=………/cosB;前面是不考虑cosB时的弧垂计算公式,很多时候是该考虑cosB时而把它忽略了;B=tg-1(h/L),俗称高差角,考虑有地形高差时对弧垂的修正;式中:h--观测档挂线点高差;L--观测档档距。
弧垂计算需要计算多个气温条件下的弧垂值,气温及档距可采用插入法取得需要的值。
2.2 弧垂观测方法A、B两悬挂点下移尺尺a、b等于f。
对于小档距弧垂观测也通常用这种方式。
a=b=f异长法:√a+√b=2√f2.2.3、档端角度法观测2.2.3、档端角度法观测经纬仪置于悬挂点下方,测得悬挂点高差及档距,测出仪高,算出a值(仪器镜筒至悬挂点高差),算出观测角,公式如下:B悬挂点比A低时h取负,反之取正;计算出来的角度为正时为仰角,负时为俯角。
档端角度法竣工后弧垂检测公式:2.2.3、档内角度法观测弧垂紧线时观测角:竣工后弧垂检测公式:2.2.4、档外角度法观测弧垂紧线时观测角:竣工后弧垂检测公式:角度法观测注意事项:A、角度法观测的是弧垂近似值,并不一定比等长法精确,a值与f值偏差越小误差越小,偏差越大误差越大;B、采用档端角度法时,a值大于4f时失效,视线在电线上无切点,不能用角度法;C、为了防止产生大误差,当切点x <L/8时,不能用角度法;切点距悬挂点水平距离计算公式:档端法时,0.0625f<a<3.0625f4.3 紧线施工弧垂的质量要求:相间偏差对架空地线只对水平排列的同线型进行比较。
铁塔倾斜测量及计算公式
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铁塔倾斜测量与计算公式一、什么叫杆塔倾斜?什么叫杆塔倾斜率?由于基础立柱顶面高低不平引起杆塔中心偏离铅垂位置的现象叫杆塔倾斜。
杆塔倾斜率就是杆塔倾斜值S杆塔地面上部高度H之比的百分数。
二、杆塔倾斜测量意义:运行中的线路杆塔因局部环境或外力破坏引起的顺线路或横线路方向的倾斜,是引起倒杆断线的重要因素,确定倾斜的数据,对维护线路安全稳定具有重要的意义。
三、杆塔倾斜测量方法一:1、使用经纬仪测量时,测量横线路方向倾斜,应将仪器支在距杆塔高度约1.5倍的地方,与前后杆塔对应三点成一线的位置确定测量桩位。
2、经纬仪镜中线瞄准电杆边缘线,俯视电杆根部,测量其偏移的差值,即为电杆的倾斜距离。
3、经纬仪镜中线瞄准铁塔中线挂线点螺栓1/2处,或铁塔纵向轴线位置,俯视铁塔根部,做一标志,然后测量铁塔基准根开距离,取根开1/2作基准标点,测量标点与其准标点的差即为铁塔的倾斜距离。
1、杆塔检查一般主要有杆塔横担水平度检查,水泥杆垂直度检查和铁塔倾斜测量等内容。
2、主要介绍铁塔倾斜的检查,铁塔倾斜的测量主要是对已经组立完成和架线完成后的铁塔进行倾斜度的检查,规范要求一般直线塔倾斜率0.3%,高塔0.5%,转角塔、终端塔不应向受力侧倾斜。
倾斜值:绝对尺寸 =倾斜率:相对尺寸 = 倾斜值∕视点高 H*0.003 注意:倾斜率测量视点高度应考虑接腿长度的影响五、杆塔测量方法三:说明:A 、B 两点应在铁塔的正或者侧面中心线上,以此两点作为观测铁塔的倾斜率。
1、为了测量精确,首先将仪器置于铁塔中心线延长线上(可稍微偏移,但不可偏移过多), 距离为铁塔全高等长以上。
2、测量A 点,得一竖直角∠1,在此将仪器水平制零:3、在步骤2的基础上(此时水平角度为0°),测量B 点(水平线轴),测得竖直角∠2;4、在步骤3的基础上,观测铁塔B 点为左或者右偏移,如图测得为右偏移,转动水平制动微调,测得水平角∠3。
铁塔的倾斜率为tan ∠3/tan(∠2-∠1)cos ∠2铁塔倾斜量=倾斜率*铁塔全高。
输电线路铁塔结构倾斜检查方法

2019.11科学技术创新-153-输电线路铁塔结构倾斜检查方法陈志(广西送变电建设有限责任公司,广西南宁530031)摘要:铁塔是架空输电线路的重要组成部分,是承受导线应力以及外力的部位,因此铁塔的牢固与稳定是输电线路安全运行的重要保证。
由于基础不均匀沉降、塔材受外力破坏、紧线前铁塔螺栓紧固率达不到标准等各种原因引起的铁塔结构倾斜,给输电线路的正常运行带来了安全隐患。
及时合理的检查控制铁塔倾斜率,保证杆塔的各质量要求具有重要意义。
本文根据笔者多年施工一线的工作经验,结合工程实践进行尝试,总结出了两种利用经纬仪检查杆塔结构倾斜的方法,供同行交流学习。
关键词:铁塔;倾斜;检查方法中图分类号:[TU279.7+44]文献标识码:A杆塔作为架空输电线路的重要组成部分,是承受导线应力及外力的直接部位。
随着各种工业和民用用电需求不断增加,高压输电线路日益增多,对输电线路的施工质量及运行维护也越来越严格。
严格控制铁塔倾斜是保证输电线路安全运行的一个重要环节。
其中影响杆塔结构倾斜的原因有很多,基础不均匀沉降、塔材受外力破坏、紧线前铁塔螺栓紧固率达不到标准等各种原因多会引起铁塔结构的倾斜,这些因素严重影响铁塔的牢固与稳定叫及时合理的检查控制铁塔的倾斜度,保证杆塔的质量具有重要意义。
本文根据笔者多年施工一线的工作经验,结合工程实践进行尝试,总结出了两种利用经纬仪检查杆塔结构倾斜的方法,供同行交流学习。
1铁塔结构倾斜产生的主要原因1.1塔腿基础高差超出允许偏差。
施工单位铁塔基础在施工完成之后塔腿基础高差不符合设计图纸,超过规程、规范允许的偏差,如果不及时返工处理,而进行下一步组塔、架线的工序施工,易出现杆塔倾斜的现象。
1.2铁塔螺栓紧固率不符合要求.紧线前铁塔螺栓紧固率达不到标准,而进行紧线施工,在外力的作用下,易出现塔材弯曲的情况,将导致杆塔倾斜。
1.3基础不均匀沉降。
近年来,环境破坏严重,荒地开发日益突出,水土流失严重,这样使得输电线路出现基础位移、基础不均匀沉降等情况,导致杆塔倾斜。
输电线路杆塔倾斜在线监测研究及应用

度,测量参数范围为:一 3 O 度~+ 3 O 度,分辨
率0 . 0 0 2 度 ,单极5 伏 供 电,功耗约为 6 毫 安。 其他 关 于倾斜 监 测 的系统 设计 下 文将 予 以详 述。 4 . 杆塔 倾斜监测 系统硬 件总体构 架 这 里 所 述 的 硬 件 是 指 前 端 数 据 采 集 部 分 、前端 数 据处 理 部分和 数据 传输 部 分 。 由 于 杆塔倾 斜 传感 器 的安装 位 置都 是位 于杆 塔 顶部 ,因此 需要使 用无线 通信手 段 ,选 用G S M 通 信方 式 ,减 少空 间距 离带 来 的干扰 。但 由 于 输 电线路 上 的杆塔 数 量庞 大 ,为每 个杆 塔 都配 置相应 的G S M 模 块将 极大 的增 加成本 。为 降 低成 本但 又 不影 响实 际功 能 的前提 下 ,采 用Z i g b e e 短 距 离无 线数 据传 输技 术 。Z i g b e e 是 基于 I E E E 8 0 2 . 1 5 . 4 无 线标 准 研制 开发 的有 关 组 网 、安 全 和应 用软 件方 面 的通 信技 术 , 具 有模 块功 耗 低 、简单 易用 、 成本 低 、通信 可 靠 稳 定等 特 点 , 可 满 足 杆 塔 间 的通 信 需 要 。杆 塔之 间 采用 Z i g b e e 通 信 ,而 杆塔 和控 制 室之 间采用G S M 通信 ,以达 到降低成 本 的 目 的。系统硬 件总体 构架如 图1 所示 :
1 . 概述
器 等;
电 网 安 全 运 行 是 社 会 正 常运 转 的 重 要 保 障 ,一 旦 出现 电 网事 故 , 将对 工 农 业 生 产 、居 民生 活造 成极 大 的影 响 。在各 类 电网 安 全事 故 中, 多数 都和输 电线路 的倒 塔 、断 线 等有 关 。输 电杆塔 倾斜 的成 因很 多 ,除 了 大 风 、洪 水 、地 质 灾 害 外 , 还 和 施 工 质 量 不 过 关 、地 基 不均 匀沉 降 、 甚 至 是 意 外 冲 撞 等 ,都 可能 导致 杆塔 的倾 斜 。 由于输 电 网 络 覆 盖范 围极广 ,而且 数量 众 多 的输 电线路 杆 塔位 于 城市 周边 周边 、 山地 、河流 等 自然 环 境 更为 复杂 的 区域 ,靠人 力来 完成 对 数量 庞 大 的输 电线 路杆 塔 、线路 的巡 检 工作 效率 低 下 ,因 此有 必要 建立 起成 套输 电设备 的在 线 监 测 ,重点 针对 输 电线 路杆塔 的工况 进行 监测 ,对 杆塔 正 常工作 关 系密 切 的倾斜 、震 动 、覆冰 等工 况进 行在 线 监测 ,为 输 电线路 的安 全运 行提 供 帮助 。本 文将 针对 输 电杆塔 运 行 工况 中 的倾斜 在 线监 测为 对 象来展 开研 究。 2 . 输电线 路杆塔监 测概况 输 电线 路 杆 塔 监 测 , 从 原 理 上 是 通 过 在输 电杆 塔 以及 其他 附属 电力 设备 上 安装传 感器 来获 取杆 塔 运行 工况 状态 ,通 过对 这 些 监测 量 的整合 分 析 ,来对 输 电杆塔 的运 行 工 况 、潜在 故障 、安全等 级等进行评 估 。 发达 国家对 输 电设备 工况 的在 线 监测 开 展得 比较 早 ,建 成 的监测 系统 也 较为 完善 。 国 内在这 方 面 的工作 一般 都是 在 事故 发生 后 才进 行检 修 ,定 期检 修和 在线 状 态监 测还 处 于 探 索 阶 段 。尤 其 是 针 对 输 电 线路 杆塔 的 状态 在 线监 测 ,是在 2 0 0 8 年 南方 冰冻 灾害 后 才 引起 了足 够 的重视 ,并通过 国内一 些 电力 研 究机 构努 力 , 已经 取得 了初 步 成果 ,在 部 分 电 网建立 了泄 露 电流监 测 系统 、输 电容 量 监测 系 统 、视频 远程 监控 系 统等 在线 监测 系 统。 3 . 输 电杆塔 状态监测 系统组成 从监 测数据 的 完整 性角 度看 ,对 输 电杆 塔 的状 态 监测 需要 对杆 塔受 迫振 动 、倾斜 状 况 、杆 塔周 围 气象 数据 、 电缆温 度 、塔基 应 力 应变 等 数据 进行 全方 位 的监测 。而 这 些监 测 数据 的 获取 ,都 需要 在杆 塔或 其 附属 设备 上 加装 传 感器 ,并 在输 电杆 塔监 测 区域 安装 现 场 中心 基站 ,各 类监 测数 据通 过通 信模 块 将 数据 汇 总并传 输 至 电网监 控 中心 ,通过 在 各 类 专业 分析 软件 来评 估监 测数 据 ,寻 找可 能 存在 的 安全 隐患 , 并进行 预 警, 从而保 障 电力系统 的安全运行 。 从系 统组 成 的角度 看 ,监测 系 统 由如 下 部 分几个层 次构成 : ① 传 感器 层含 塔 身倾斜 传 感器 、塔 基 电 阻应变 片 、塔 身震 动传 感 器 、塔身 气: ③ 无线传 输层 ; ④ 现场 区域中心 基站 : ⑤ 电网监 控中心 客户端 。 鉴于 本文 的研 究对 象 为输 电杆 塔 的倾斜 监 测 , 因此这 里 只对杆 塔 倾斜传 感 器 的安 装 布 置 参数 做必 要说 明:传 感器 型号 为 高精 度 双 轴倾 角传感 器S C A I O O T ,将倾 斜传 感器安 装 在 杆 塔顶 部 , 当塔 身 发生 倾斜 时将 导致 传 感 器输 出信 号 的改变 ,从而 获取 杆塔 的倾 斜 角
输电线路测量方法的学习

输电线路测量方法的学习一.弧垂测量弧垂的观测方法很多,一般常用观测方法有4种:异长法、等长法(平行四边形法)、角度法和平视法。
在弧垂观测之前,应参阅输电线路平断面地形、地物及弧垂等的概况,结合具体情况选择适当的弧垂观测方法,并按降温法及计入初伸长的导线弧垂曲线等技术资料,计算出相应的观测数据,然后进行弧垂观测。
这里我主要跟大家探讨异常法和角度法在弧垂观测中的理论计算和现场的实际应用。
(1)异长法(不等长法)。
异长法示意图如图(1—1)所示。
观测时,根据弧垂f值选定a、b后,分别放垂板使AA0=a,BB0=b,收紧架空线使之与视线A0B0相切,这时的弧垂即为设计要求的弧垂。
a、b与弧垂f的关系为=(1)式中a、b-分别为档距两端杆塔装弧垂板位置与架空线悬点的高差值,m。
异长法观测弧垂示意图(1-1)异长法适用于观测有高差的杆塔,但弧垂最低点不低于两杆塔基部连线的情况。
(2)角度法。
角度法测定、控制架空线的水平应力和最大弧垂,实质上是异长法。
当在山区及沟壑地段施工时,采用等长法、异长法无法观测弧垂的情况下,可考虑采用角度法进行弧垂观测。
按仪器设置的不同,角度法可分为档端角度法和档外、档内角度法。
1)档端角度法。
如图1-2所示,A、B 为悬点,A′为A 在地面上的垂直投影,a 为仪器中心至导地线挂点A 的垂直距离,f 为观测气温下计算出的档距中点弧垂,θ为仪器视线与导线相切的垂直角(即观测角),α为在A′点瞄准B 点时的垂直角,l 为档距,h 为高差。
具体观测方法如下:a.由线路纵断面图和杆塔组装图中查出a、h 的值,并到现场复测核实。
b.经纬仪置于档端悬挂点A 垂直下方A′点,调整观测角θ瞄准并使其视线与架空线最低点相切。
由图1-2可知ltanα-ltanθ=4f-4+a(2)因为tan α=()a h l ±,tan θ=tan α-bl 故观测角θ为θ)(3)验收线路时计算弧垂f ,即214f =+(4)其中仪器距低悬点较近时,h 取“+”,否则取“-档端角度法观测弧垂示意图(1-2)2)由于有些线路是同塔双回,用档端法观测导地线很困难,因此我们采用档外法。
一种杆塔倾斜角的精确测量方法

一种杆塔倾斜角的精确测量方法摘要:杆塔的倾倒会给电网运行造成巨大的危害,测量杆塔倾斜角具有重要意义。
针对杆塔倾斜角精确测量问题,本文对角度测量传感器进行选型,采用主辅机相互补偿的方式提高测量精度,给出了测量装置的设计方案。
通过现场实际运行,验证了所提方案的可行性和有效性。
关键词:传感器;温度补偿;倾斜角;电力杆塔;1.引言在电力行业发展中,电力杆塔对电力传输起着支撑的作用,对于输电网、配电网的安全运行有着重要的保障。
在大雪强风等恶劣天气下,都会使得电力杆塔日久倾斜,在初期往往不易被巡检人员注意,当倾斜达到一定的度时,杆塔将会瞬间倾倒,造成局部的停电。
在巡检时给予工作人员很大的工作量。
为满足杆塔倾斜测量,基于4G网络、ZigBee技术、基于FBG技术等多种通信类型杆塔测量设备,大都研究信息传输方向的优化和应用,缺少对测量精度的优化。
现有杆塔的倾角测量大都采用传感器本身的测量精度,若传感器本身出现测量误差,则直接影响到对杆塔倾斜的分析,最终做出误判。
当温度超出了倾角传感器所能测量的范围时,也会使传感器测量误差增大。
为了解决线路杆塔倾角精确测量问题,本文采用带有温度补偿的双轴高精度传感器基础上,通过主辅机相互补偿的方法实现测量矫正,进而提高测量精度。
2.测量设计与实现2.1传感器选型本次设计选用基于 MEMS的SCA100T-D02高精度双轴倾角传感器[2]。
该传感器利用器件内的加速度敏感元件进行模拟量感应,输出电信号通过模数转换传递至MCU,经数据处理得到相应的角度测量值。
SCA100T-D02传感器如图1所示,该传感器包括竖直方向感应元件、水平方向测量元件、信号调节器、校准寄存器、温度传感器、A/D转换、SPI等元件。
图1传感器架构图SCA100T-D02的测量轴平行于安装平面,彼此正交,其测量范围为±90°。
该传感器输出分辨率为0.0025°,其供电电压为5V,工作温度范围为-40°C~125°C。
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(2)
Db≤5hbd
式中 Db——地线水平线间距离;
(2-9)
hbd——地线与导线间的垂直投影距离,如图2 - 7所示。
(3)
在雷电过电压气象条件下(气温+15℃,无风),应保证档距中央导线与地线之间距离满足
s≥0.012L+1(m) (2- 10) 杆塔断面上导线与地线间的垂直距离hbd =hb+d-b,根据第(1)条规定,有
式中Pd——个水平档导线上的风荷载; Gd——个垂直档的导线重量; Pj——绝缘子串风荷; Gj——绝缘子串的重量。
二、杆塔外形尺寸确定
(2)正常运行电压、操作过电压和雷电过电压气象条件下空气间隙校验
在正常运行电压,操作过电压和雷电过电压三种气象条件下,相应的风荷使绝缘子串风偏一定角度,使得导线与杆塔 部分(杆塔身、拉线、脚除钉等)空气间隙距离减小。为了确保导线“(带电体)与杆塔部分(接地体)之间的空气间隙 不被击穿,须对初步设计的塔头部尺寸进行校验。按照初步确定的线间距离画出塔头。按风偏角公式计算三种气象条件的 绝缘子串风偏角:正、操和雷(正>操>雷),根据下表查取三种气象条件的空气间隙值R正、R操和R雷(R正< R操< R雷);根据计算出的风偏角,标出绝缘子串的相应位置,根据绝缘子串长度,确定风偏后相应的导线挂点位置;分别以 相应风偏下的导线挂点为圆心,以各自规定的最小空气间隙值为半径,画间隙圆,如下图所示。验证间隙圆是否与杆塔部 分相切或相离,若不满足要求,需要调整或加大塔头横向尺寸。一般来说,操作过电压和雷电过电压情况下的间隙圆控制 着塔头横向尺寸。
二、杆塔外形尺寸确定 3、杆塔呼称高H的确定:
杆塔的呼称高是指杆塔下横担下缘到设计地面的垂直距离,用H表示。杆塔呼称高 的确定主要是考虑导线与地面、建筑物、树木、铁路、道路、河流、管道、索道、 各电压等级的电力线路的安全距离的要求。
如图所示,确定呼称高的公式如下 H=m + h + + h
二、杆塔外形尺寸确定 (5)地线支架高度及地线水平线间距离的确定
地线支架高度(hb)是指地线金具挂点到上横担导线绝缘子串挂点之间的高度。 地线支架水平距离是指双地线系统的两地线挂点之间的水平距离。防雷保护角是 在杆塔断面度量的角度,如图所示。
地线支架高度和地线支架水平距离的确 定,主要考虑:在雷电过电压气象条件下, 杆塔断面位置上地线对最危险的边导线防雷 保护要求和双地线系统中导线的防雷保护, 档距中央断面位置上导线与地线之间最小距 离的要求。
输电线路杆塔相关知识学习
C O N T E N T
一、杆塔分类及型号
二、杆塔外形尺寸确定
三、杆塔倾斜与测量
四、案例分析
杆塔分类及型号
一、杆塔分类及型号
杆塔
用钢铁型材建成的塔状钢构架,用来支承架空线路 导线和架空地线,使导线与导线之间,导线和架空地线 之间,导线与杆塔之间,以及导线对大地和交叉跨越物 之间有足够的安全距离。
t
two
杆塔倾斜
二、杆塔外形尺寸确定
1、杆塔外形尺寸主要包括呼称高、横担长度、上下横担的 垂直距离、地线支架高度、双地线挂点之间的水平距离等
。
二、杆塔外形尺寸确定
2、影响外形尺寸的因素具体有:
• (1)在内部过电压(操作过电压)和外部过电压(雷电过电压)气象条件下,档距中央导线部分对地或对交叉跨越 物必须保证一定距离。
二、杆塔外形尺寸确定 (4)杆塔线间距离允许的最大使用档距
杆塔的最大使用档距受到线间距离的限制。档距越大,电线受风荷作用时摆动的 幅度越大,线间距离越不容易满足要求。当塔头尺寸确定后,最大使用档距也随 之确定。线间距离允许的最大弧垂可由水平公式导出:
式中 Dmin——导线水平线间距离和斜向线间距离Ds中最小的。 根据[m]查导线机械特性曲线,得线间距离允许的最大使用档距[L]D。
对于多回路线路杆塔,不同回路导线间的闪络将影响两个以上回路的供电安全。 因此,规程规定:多回路杆塔上不同回路的导线之间的距离(水平距离和垂直 距离),应较式计算的线距增大0.5m,且不应小于下表表列数值。
二、杆塔外形尺寸确定
5、导线与杆塔之间的空气间隙校验
(1)风偏角 导线和绝缘子串在风荷载作用下,使绝缘子串风偏一定角度,称为风偏角,如图所示。假设绝缘 子串风偏后处于静止平衡状态,根据力矩平衡方程
(3)绝缘子串长度的确定: 在海拔1000m以下空气清洁地区,操作过电压与雷电过电压要求的悬垂绝 缘子串的绝缘子片数,不应少于下表所列数值。
耐张绝缘子串的片数较表数值增加:35 ~330kV增加1片,500kV增加2片。 全高超过40m的有地线杆塔,高度每增加10m,增加1片。杆塔全高超过 100m时,绝缘子片增加的数量应根据运行经验计算确定。 在海拔为1000 - 3500m的地区,绝缘子串片数可按下式确定:
式中——悬垂绝缘子串长度; m——导线最大弧垂; h ——发生最大弧垂时,导线到设 计地面的最小距离,见表2 - 1; h——施工裕度,主要考虑断面测 绘误差和安装导线的施工
二、杆塔外形尺寸确定
(1)最大弧垂m计算原则: 计算最大弧垂时,应根据最高气温情况或覆林无风情况的计算结果确定。计 算最大风偏时,按最大风情况或覆冰情况求得的结果确定。计算弧垂可不考 虑由于电流、太阳辐射引起的弧垂增加,但需计及导线架线后塑性伸长引起 的弧垂增大和设计施工误差可能导致的弧垂增大;重冰区的线路应计算导线 覆冰不均匀引起的弧垂增大。大跨越情况应按导线实际能够达到的最高气温 计算导线弧垂。送电线路与标准轨距铁路、高速公路、一级公路交叉时,如 交叉档距超过200m,最大弧垂应按+70℃计算。
二、杆塔外形尺寸确定 4、线间距离的确定: (1)三相导线的布置方式和两相导线的排列关系 送电线路可能是单回路也可能是多回路,但仅就一个回路的三相导线 来说,它们的布置方式有三类,如图1所示。
图1
二、杆塔外形尺寸确定 三相导线中的任意两相导线的排列关系可归纳为三种,如图所示。
二、杆塔外形尺寸确定 (2)两相导线水平排列其线间距离的确定 在正常运行电压气象条件下,由于风荷的作用,使整个档距导线发生摇 摆,档距中央的导线摆动的幅度最大。当导线发生不同步摇摆时,档距 中央导线部分接近,会导致线间空气间隙击穿,从而发生线间闪络。为 此,规程中指出:导线的水平线间距离,可根据运行经验确定。1000m 以下的档距可按下式计算
二、杆塔外形尺寸确定 (3)两相导线垂直排列其线间距离的确定
两相导线垂直排列时,使线间距离接近的因素主要是:电线覆冰不均匀或者电线覆 冰脱落产生跳跃或者电线舞动产生大幅度上下运动。在覆冰较少的地区,规程推荐 ,垂直线间距离取水平线间距离计算结果的四分之三,即Dv=3/4Dm。 使用悬垂绝缘子串杆塔时,其垂直线间距离不宜小于下表所列数值。
二、杆塔外形尺寸确定
规程规定: (1) 500kV送电线路应沿全线架设双地线,其杆塔防雷保护角1,宜采用10º~15º;330kV和双地线 的220kV送电线路杆塔的防雷保护角宜采用20º;山区ll0kV送电线路杆塔防雷保护角宜采用25º 左右;对于66kV及以下的送电线路,其杆塔防雷保护角一般采用20º ~30º,山区单地线杆塔防 雷保护角可采用25º。 双地线之间的水平距离,不应超过导线与地线垂直距离的5倍,即
一、杆塔分类及型号
1、杆塔类型:(1)按制造材料划分为以下4种
铁塔
钢管塔
类型
钢管杆
混凝土杆
一、杆塔分类及型号
(2)按受力状态划分为2种
耐张塔
直线塔
一、杆塔分类及型号
(3)按用途可分为以下5类:
跨越杆塔
转角杆塔
T接杆塔 换位杆塔
终端杆塔
一、杆塔分类及型号
3、铁塔型号由以下部分组成: (1)电压等级 用数字表示:35、60、110、220„„表示线路电压等级为35KV、60KV、 110KV、220KV„„ (2)用途代号 用汉语拼音字母表示: Z — 直线铁塔 ZJ — 直线转角铁塔 N — 耐张铁塔
二、杆塔外形尺寸确定
(3)带电作业条件的空气间隙校验
确定塔头横向尺寸时,尚应适当考虑带电作业对安全距离的要求。规程规定在海拔为1000m以 下地区,等电位作业人员至杆塔构件,或地电位作业人至带电导线的净空距离不应小于下表所 列的数值。
带电作业条件校验时,人体活动范围为0.3~0.5m,气象条件为:风速V=10m/s气温t= 15ºC带电作业安全距离 校验如图所示。对于三相导线水平布置时,可由上表给定的空气间隙值,先按式(2 – 7)确定在杆塔断面上 导线的水平线间距离,然后按水平距离公式校验档距中导线线间距离,即
二、杆塔外形尺寸确定 (2)安全距离h的确定
安全距离,是导线对地面、建筑物、树木、果树、经济作物、及城市绿化灌木之间的最小垂直距 离,见表1和表2 。送电线路与铁路、道路、河流、管道、索道、各种架空线路的交叉或接近的 基本要求,参见相关规程或规范。
表1、导线对地面最小垂直距离 单位:m
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二、杆塔外形尺寸确定
二、杆塔外形尺寸确定
杆塔断面上导线与地线间的垂直距离hbd =hb+d-b,根据第(1)条规定,有
二、杆塔外形尺寸确定
二、杆塔外形尺寸确定
Par
t
three
杆塔倾斜测量
三、杆塔倾斜与测量
因杆塔基础发生变化,导致杆塔中心偏离铅垂位置
杆塔倾斜
的现象叫做杆塔倾斜。杆塔倾斜率就是杆塔倾斜值S与 杆塔地面上部高度H之比的百分数。
J — 转角铁塔
K — 跨越铁塔
D — 终端铁塔
H — 换位铁塔
F — 分支铁塔
一、杆塔分类及型号
(3) 型式代号 用汉语拼音字母表示: S — 上字型铁塔 Yu — 鱼叉型铁塔 C — 叉骨型铁塔 V — V字型铁塔 M — 猫头型铁塔 J — 三角型铁塔