10 kV电力线路中GPS测量放点及全站仪组合使用新技能探究

0引言

10 kV电力线路放样施测经常使用到GPS和全站仪。采用全站仪进行施测放样需要依据事先确定的坐标点,再在实地使用极坐标法设置放样的坐标,该工作常常需要两名作业人员配合操作,且需要保证测站点和放样点的通视。如若无法通视就需要额外支站,而支站会影响到施工放样精度。采用GPS进行施测放样则需要将实际放样点的坐标导入手簿并依据其进行放样操作。该方法仅需一名工作人员操作,且不会有各放样点误差相互干扰的情况,因此该方法拥有较高的测量精度。相比起来,全站仪的自动化程度比较高,也拥有较高的精度,因此其在10 kV电力线路放样施测工程中得到了广泛应用,但面对较为复杂的地形导致的通视受限,施测就会受外在影响较大,且其还存在施测周期长、成本高、操作难度大等不足。而GPS施测放样则由于其简单高效的操作方式可以保证无间断作业,拥有较高的效率,在开阔地域拥有无可替代的优势,但是如果测量点的信号强度不高则会严重影响GPS的工作情况,且工程实际使用表明,随着测量距离增加,测量的精度和可靠性也会降低。鉴于GPS放样与全站仪放样能够优势互补,本文将两者结合应用于实际工程,探究一种组合放样新技能^[1—3]。

1GPS及全站仪简介

GPS放样测量10 kV线路通常包括线路路径方案的选择、定线测量、平面与断面测量等几个步骤。工程施工中将路径方案的选择简称为选线,选线在电力线路新建、扩建、改造工程中尤为重要,其主要作用就是保证在线路的起点和终点之间选出一条施工方便、线路最短、便于维护、运行安全且符合国家相关规定的路径方案。定线测量是在选线路径获得有关部门审批同意后再开展的现场实际测量工作,勘测作业人员依次连接线路的起点、终点、转角点坐标,得到预设的10 kV电力线路,再用指示标桩将各个连接点精确地固定在工程施工现场的地面。平面测量需要对电力线路走向两侧20 m范围内所有地形地物的标准高度及平面位置进行施测确定。断面测量分为纵断面测量、横断面测量。纵断面测量是施测线路中心线的地形变化, 目的是绘制纵断面图,以确定杆塔形式、高度、位置,校核导线的对地弧垂、对跨越物距离是否符合规程规定;横断面测量,是为考虑线路两侧边导线对地的安全距离以及杆塔基础形式。

全站仪是一种电子速测仪,工程中主要用全站仪来测量坐标、距离、角度、高度等,其还能用于测量数据的采集、处理、存储等各类工作。全站仪自动化程度较高,只需要连接计算机、全站仪、绘图机,再使用相关的图像绘制软件和数据处理软件便能够做到 自动化测图。目前,全站仪在10 kV电力线路测量工程中也得到了广泛应用,其测量工作包括水平角测量、水平距离测量、坐标测量、对边测量、悬高测量等。

2GPS与全站仪配合施测方法

在10 kV电力线路测量工程中,首先采用GPS开展测量以得到高精度的高程和水平面,然后再在有效范围内利用相关流动站开展精准施测,再确定定向方向即耐张段起始点Jn、Jm两点所建直线的平行线。若使用GPS施测的CQ值小于0.05同时仪器显示的偏距等于零,则测量的事实位置是在中线上,接着便可以确定中线桩或塔位桩的位置,确定位置后记录好测量值。但是由于10 kV电力线路架设环境复杂多样,如果碰到测点因林木、建筑物等遮挡而导致 GPS天线接收到的卫星信号较弱,造成CQ值大于0.05,则无法满足GPS测量的基本要求,继续测量就无法保证精度,此时就可以采用全站仪配合施测。以下为各类测量实例中GPS与全站仪配合测量的工程方案。

2.1 配合定线测量

如图1所示,当支点位于中线位置时,首先预选出施测塔位位置T,此时GPS测量需要的卫星信号被林木所遮挡,测量精度低,需要全站仪配合。施工需要在中线上选出一个林木稀少的P点,并在P点周围合适位置再选一点P₁,保证P点和P₁点的通视,根据Jm、P、P₁三点的点位坐标求出上∠JmPP₁角度,然后架设全站仪使其后视P₁点,旋转上∠JmPP₁的角度在T点处打桩标识并测定。

如图2所示,当塔位与两支点在一条直线上时,还是首先预选出施测塔位位置T,在塔位四周合适位置选择一个林木稀少且能保障与T点通视的P点,测定并记录。继续在T、P直线上选一个能够保障与P点通视的P₁点,选出P1点后需要打桩标识并测定记录。使用GPS施测工具有关交会求解的程序,利用直线JmJn、PP₁求解出T点的坐标,得到P、T的坐标便可求解出此两点之间的距离。然后架设全站仪使其后视P₁点,依据两点的距离以及角度分中法来测量T点。

如图3所示,还是首先预选出施测塔位位置T,然后在T点四周任意选取两点P、P₁,保障选取的两点能够接收的GPS信号较强且能通视,直接施测并做好记录。根据T、P、P₁三点的点位坐标求出上TPP₁角度以及PT之间的距离,然后架设全站仪使其后视P1点,旋转上JmPP1的角度在T点处打桩标识并施测。

2.2 配合测量边线点、断面点、风偏点

使用2.1的施测办法测定中线桩后,架设全站仪于测定中线桩,后视支点P,转夹角的度数即为中线方向,如图4所示,按规范要求测定边线、断面、风偏各特征点。

3GPS及全站仪放样工程案例

本次工程为广东电网有限责任公司江门鹤山供电局新建一条10 kV分支线,于110 kV共和站10kV 鸿江线#44塔位置组立双12 m电缆引下构架一套,新立190× 12 m电杆2基跳线到10 kV鸿江线#44塔,新装隔离开关3只、避雷器3只,新建户外电缆终端头3×70一套,户内电缆终端头3×70(冷缩头)一套,安装杆塔设备接地一组。敷设10 kV电缆FYZA-YJV22-8.7/15kV-3×70/274 m,新建630 kVA预装式箱变一台,安装箱变智能化设备一套(智能化),安装箱变围网一套(配套围网接地),新装箱变安健环一套。工程前期勘测应用GPS与全站仪进行配合施测,测得相关数据部分展示如表1所示。

测量得到各点坐标分布,再利用相关软件下载该区域航拍图,并将航拍图嵌入测量坐标,就得到了工程施工测点图,如图5所示。

4 结束语

综上所述,GPS虽然便捷高效,但受地形遮挡和信号强弱影响,全站仪虽然不够高效,但对于特殊地形有其不可替代的优势 , 因此 ,本文提出了结合GPS 和全站仪共同放样施测的方法 ,并详细介绍了GPS和 全站仪在10 kV电力线路放样施测过程中的作用和 工作流程 ,逐步分析相关使用方法 ,再针对具体的情 况分析了GPS配合全站仪施测的方法。最后基于实际 工程 ,采用GPS配合全站仪施测得到了一组数据 ,并 结合相关软件导入航拍图得到工程施工测点图 , 为 GPS和全站仪结合使用对10 kV电力线路放样施测提 供了一种新的思路。

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2024年第21期第3篇