送变电施工中弧长测量方法的探讨及程序的实现.pdf

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1、2015年6月城市勘测Jun．2015第3期UrbanGeotechnicalInvestigation＆SurveyingNo．3文章编号：1672—8262(2015)O3—142—04中图分类号：P258，P209文献标识码：B送变电施工中弧长测量方法的探讨及程序的实现王智，门茂林，闫正龙(青岛市勘察测绘研究院，山东青岛266032)摘要：在送变电施工中，为达到预先压接功能，常需要测量两挂点之间弧线的长度。由于悬挂电线两端的电塔高度不一致以及电线自身重力和两端耐张串的张力等原因，电线在空中的几何模型难以确定，使用常规手段难以实

2、现对电线长度的测量。本文在长期实践经验的基础上，推导了根据测量两个挂点的三维坐标分别以悬链线法和抛物线法模型推算弧线长度的方法。并基于该算法开发了WinCE全站仪机载程序，通过免棱镜测量模式单人即可完成相关操作，应用结果表明该方法计算速度快，精度高，易于程序实现。关键词：电力测量；送变电施工；弧长测量；全站仪；机载程序1概述B(x2，Y2,耐张绝缘子串送变电施工过程中测量工作量大、繁琐，弧线测量是其中非常重要的一项工作。弧线测量指的是通过仪器测量挂点与挂点之间线长的几何特征值，根据一定的数学模型计算出挂点之间弧线的长度，若扣除两端耐

3、张绝缘耐张串的长度，即可得到中间电线的长度。实际作业过程中，由于两电塔所处高程不一致，使图1弧线测量悬链线法示意图得两个电塔顶端悬挂电线的挂点高程也不一致；且耐令测量获得两个挂点的坐标为A(。，Y，z)和B张串和电线的密度及力学性能都相差悬殊，使得电线(：，Y，z：)。首先根据下列式子计算档距、挂点高差和在空中的几何模型难以确定；又由于电线细小，跨度高差角⋯：大，常规手段难以测量弧线的长度。笔者在长期实践的基础上，探讨利用全站仪获取挂点的三维坐标，然后f=、(1)根据悬链线和抛物线的数学模型推算弧线长度的方h=I1一2I(2)Il—

4、2I法。随着激光测距技术的发展，全站仪免棱镜测距长．(3)sln—√=(二=二二二二二二二二二二二==二二二二二度可达1000m以上，根据本文介绍的数学模型编制1一2)+(y1一Y2)+(zl—z2)全站仪机载程序，即可在现场实现单人操作，满足预先根据参考文献l2j计算水平张力月、挂点两端连有压接功能，尤其适用于站内构架问母线的施工。耐张串时线长的增加系数K以及弧线长：日=lxhxto(4)2数学模型2．1悬链线法K：1+12x(t-~-2~一1)×(牟)+8×(一1)悬链线法是通过测量两个挂点的三维坐标，并输入相关参数，计算挂点间

5、电线长度，需要的相关参数如下：×(一2)×(牟)s(5)A——耐张串长度；f_+13xto2xcos~xK(6)：——I、u，——耐张串单位自重(N／m)cos(D24x／-／‘——电线单位自重(N／m)2．2抛物线法——未考虑耐张串影响的架空线最大弧垂(即弧线测量抛物线法的思路是：测量两端挂点，如图设计弧垂)2所示的A点和B点，输入设计弧垂，这里的指的}收稿日期：2014～l1一l8作者简介：王智(1986一)，男，注册测绘师，工程师，主要从事精密工程测量和工业测量技术工作。第3期王智等．送变电施工中弧长测量方法的探讨及程序的实现

6、l43是弧线最低点到与直线AB交点的距离。把两挂点2一bx20——_=一(16)A、B之间的弧线看成是抛物线，求出其长度L。，然后1用。减去两边的耐张串长度A，便得到中间电线长度若式(15)中X2b-2zb>0，则将式(16)代人得：，即：b2_2z2b：4××：：4x(17)=Lo一2A(7)22+Z化简整理得：B；6+(fox2-2x2z2)6—42：0(18)其解为：22_+_-A6，：—2XzZ24fox2_~／(4fox22x2z2)4XX2X(-4foZ2)—————————————————————————一——2：二±

7、(19)2图2弧线测量抛物线法示意图若式(15)中X2b-2zb<0，可得到如下方程：测量时以第一个挂点A为原点，A点至B点的连2z2b-Xx2b：=4×xfo(20)线在水平方向的投影为x轴，z轴向上建立坐标系。化简整理得：测量两个挂点A、B的坐标为A(0，0，0)，B(，Y，：)。x~t,2-(2+2x)6+2=0(21)则该抛物线方程可设为：其解为：--ax+bx(8)2X2z2++,~／—(4f—ox—2+2—x2—z2)—2—~—2式中二次项系数a大于0，把挂点B的坐标代人b3．42；得：=ax；+，(9)：三±生(22、

8、2直线AB的方程为：b的值求出后代入式(16)中求a。b的值理论上Z2X—，Z-0(10)只有一个正确的值，根据以下条件确定b的值：点C为抛物线的最低点，其坐标为c(一b，一)，a斗a(1)式(19)和式(22)中根号下的值应该大于0