昆明耀龍電力工程設(shè)計(jì)有限公司 650200

摘要：架空輸配電線路是我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)中非常重要的環(huán)節(jié)，尤其是隨著國(guó)家社會(huì)發(fā)展對(duì)于電力需求的不斷提高，更多高科技信息技術(shù)也逐漸加入到了架空輸配電線路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用中，為它的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：架空輸配電線路；GPS；設(shè)計(jì)；測(cè)量

1基于GPS的架空輸配電線路設(shè)計(jì)應(yīng)用

1.1 GPS系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中運(yùn)用的要點(diǎn)解析

基于GPS系統(tǒng)的架空輸配電線路設(shè)計(jì)還是相當(dāng)復(fù)雜的，所以在設(shè)計(jì)運(yùn)用過(guò)程重要注意以下幾個(gè)要點(diǎn)。

1.1.1因地制宜

要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形來(lái)確立GPS設(shè)備的安裝位置，由于基準(zhǔn)站是固定的，所以GPS也要結(jié)合基準(zhǔn)站與當(dāng)?shù)貙?shí)際地形位置來(lái)進(jìn)行安裝位置確定工作，保證無(wú)線電波移動(dòng)與基準(zhǔn)站的緊密相連，接收到更好的衛(wèi)星信號(hào)。此時(shí)建議選擇無(wú)強(qiáng)電磁干擾和實(shí)地上空視野較為開(kāi)闊的地點(diǎn)建立基站，并確立基站與GPS系統(tǒng)安裝位置之間的距離。

1.1.2規(guī)劃設(shè)計(jì)線路

在設(shè)計(jì)架空輸配電線路過(guò)程中，設(shè)計(jì)單位要根據(jù)架空輸電線路的線路走向進(jìn)行勘察與定線，重點(diǎn)研究設(shè)計(jì)方案的可行性與經(jīng)濟(jì)性，并進(jìn)行綜合比較。在確定方案之后，再實(shí)施精確化定位，明確線路，證明設(shè)計(jì)方案的可行性。這樣做既能節(jié)省開(kāi)支，也能降低工作量。而在對(duì)架空輸配電線路進(jìn)行加密測(cè)量時(shí)，可以利用移動(dòng)終端作為控制網(wǎng)基礎(chǔ)，并針對(duì)想要測(cè)量的點(diǎn)位實(shí)施加密控制，然后再開(kāi)始測(cè)量。在針對(duì)架空輸配電線路工程的測(cè)量過(guò)程中，可以將GPS移動(dòng)系統(tǒng)終端中的控制網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，也能增加對(duì)較高等級(jí)控制點(diǎn)的相對(duì)控制。所以，基于技術(shù)加密測(cè)量控制的GPS技術(shù)將會(huì)更加流暢和便利，這要在測(cè)區(qū)內(nèi)（10km范圍內(nèi)）保證有3個(gè)或以上的測(cè)量控制點(diǎn)，就能滿足測(cè)控需求。

1.1.3復(fù)測(cè)

當(dāng)設(shè)計(jì)單位前期工作正式結(jié)束后，就可以上施工單位嚴(yán)格按照原始樁位對(duì)線路實(shí)施復(fù)測(cè)，在明確新設(shè)計(jì)原始樁位的具體位置以后，移動(dòng)站專業(yè)操作人員就可以移動(dòng)GPS點(diǎn)位，實(shí)施相關(guān)性測(cè)量。一般情況，GPS技術(shù)通過(guò)接收衛(wèi)星電波信息實(shí)現(xiàn)測(cè)量需求，它具有觀測(cè)距離長(zhǎng)、測(cè)站間無(wú)通視需求等特色，反思可以覆蓋1顆衛(wèi)星的接收機(jī)范圍內(nèi)都可以實(shí)時(shí)測(cè)量。根據(jù)基本測(cè)量原理，復(fù)測(cè)可以同時(shí)兼顧5顆以上的衛(wèi)星定位。所以，在線路測(cè)量距離方面，GPS相比于常規(guī)測(cè)量技術(shù)更加具有優(yōu)勢(shì)。

1.1.4輔助設(shè)備增加

如果在線路設(shè)計(jì)施工過(guò)程中出現(xiàn)交叉跨越點(diǎn)，則一定要相應(yīng)增加輔助樁、方向樁、直線樁等設(shè)施，并且采集這些樁位線路的樁點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)線路進(jìn)行放樣，再通過(guò)操作移動(dòng)站的方式來(lái)移動(dòng)操作將樁位精確化，按照實(shí)際需要相應(yīng)增加方向樁與輔助樁。

1.1.5設(shè)備放樣

如果在設(shè)置輔助樁、增加樁的過(guò)程中出現(xiàn)交叉障礙物時(shí)，就應(yīng)該利用放樣設(shè)備中的指示功能對(duì)線路范圍內(nèi)的障礙物進(jìn)行走向方面的定位。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及要求來(lái)確定障礙物與線路之間可能存在的安全距離，并對(duì)障礙物進(jìn)行碎部點(diǎn)的采集，然后根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)施計(jì)算，推算出障礙物是否有必要拆除，并計(jì)算出障礙物被拆除的周邊面積[1]。

1.2基于GPS系統(tǒng)的架空輸配電線路數(shù)據(jù)采集與組織

1.2.1利用GPS測(cè)量

在架空輸配電線路的GPS信息系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)該為地理背景圖層疊加電力設(shè)備圖層，但是在繪制圖層過(guò)程中很可能出現(xiàn)線路電纜走向與設(shè)備重合的問(wèn)題，這時(shí)就需要利用手持GPS定位儀對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位，進(jìn)而重新選擇配電線路的設(shè)備定位，它還需要借助GPS采集電桿桿塔的幫助共同完成設(shè)備地理信息收集。在設(shè)置GPS系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，其原則是保持設(shè)備投影的方式與電子地圖投影方式一致，這樣做的目的也是為了確保測(cè)量設(shè)備位置信息與實(shí)際地形信息完全吻合。

1.2.2架空輸配電線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析

架空輸配電線路的配電管理應(yīng)該包括主變、變電所、線路、電桿桿塔、各類開(kāi)關(guān)、配電變壓器以及電容器等等，它們都是連接電力用戶的主要銜接部分，分布相對(duì)密集有序，因此它們應(yīng)該存在著地理邏輯關(guān)系?？紤]到配電網(wǎng)是相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，所以在設(shè)計(jì)架空輸電線路時(shí)應(yīng)該有效的記錄電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與圖形物理空間結(jié)構(gòu)，為它們建立并存儲(chǔ)相互之間的邏輯位置結(jié)構(gòu)，這就是對(duì)架空輸配電線路拓?fù)潢P(guān)系的建立[2]。

2基于GPS系統(tǒng)輔助的架空輸配電線路設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1線路設(shè)計(jì)

在某地區(qū)的架空輸電線路設(shè)計(jì)中，就運(yùn)用到了GPS航拍技術(shù)進(jìn)行制圖。在完成拍攝制圖后，設(shè)計(jì)人員根據(jù)地區(qū)地理形勢(shì)與周邊環(huán)境的實(shí)際情況選擇了適合于架空線路鋪設(shè)的走廊。

首先是對(duì)線路中轉(zhuǎn)角樁位置的定位，定位Yi樁，然后計(jì)算各個(gè)Y樁之間的理論轉(zhuǎn)角度數(shù)與各個(gè)Y樁之間的理論距離，并對(duì)所提出的設(shè)計(jì)方案展開(kāi)對(duì)比，確定最佳路徑。對(duì)地理坐標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行采點(diǎn)放樣，此過(guò)程中要用用到GPS系統(tǒng)中的RTK功能。在使用RTK功能時(shí)，要在已知的3個(gè)點(diǎn)上放置3臺(tái)靜態(tài)模式的GPS接收系統(tǒng)，隨后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)的靜態(tài)采集都要在1～5小時(shí)左右內(nèi)才能完成，這要根據(jù)架空線路中已知基準(zhǔn)點(diǎn)的位置和路徑長(zhǎng)度來(lái)決定。外業(yè)數(shù)據(jù)采集人員會(huì)將所采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)電腦進(jìn)行靜態(tài)分析，并將所分析的數(shù)據(jù)記錄于GPS終端接收裝置中。根據(jù)靜態(tài)GPS裝置所分析出的坐標(biāo)點(diǎn)信息結(jié)合航拍內(nèi)容，就可以得出電桿桿塔的位置信息及其它詳細(xì)信息。在結(jié)合了所有信息之后，就可以為架空輸配電線路設(shè)計(jì)出其路徑的橫斷面圖。所以該地區(qū)架空輸配電線路的初步設(shè)計(jì)圖應(yīng)該如圖2.

圖2某地區(qū)架空輸配電線路的設(shè)計(jì)路徑示意圖

由于采用了GPS定位中的靜態(tài)功能，所以該地區(qū)的架空輸配電線路在設(shè)計(jì)過(guò)程中利用到了GPS基準(zhǔn)站所接收到的衛(wèi)星信號(hào)，讓坐標(biāo)點(diǎn)能夠評(píng)議到所需要的位置附近進(jìn)行定位。然后根據(jù)已知的控制點(diǎn)來(lái)精確確定出電桿桿塔的位置。在精確度方面，利用GPS定位后的設(shè)計(jì)在實(shí)際施工中可以將誤差降低到厘米級(jí)別，能夠完美滿足架空輸配電線路中的一切施工要求。

2.2基于動(dòng)態(tài)GPS的線路復(fù)測(cè)應(yīng)用

利用動(dòng)態(tài)GPS進(jìn)行線路復(fù)測(cè)是為了查驗(yàn)GPS定位功能的實(shí)際應(yīng)用效果。該地區(qū)的架空輸配電線路工程主要將線路復(fù)測(cè)劃分為了兩個(gè)長(zhǎng)度的兩部分，每部分長(zhǎng)度都為25公里，其中一部分采用了GPS進(jìn)行線路復(fù)測(cè)，另一部分則采用傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀進(jìn)行復(fù)測(cè)。

復(fù)測(cè)之前首先要對(duì)移動(dòng)站的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校正，將移動(dòng)站分別安置于已知的3個(gè)樁位上，然后按照基準(zhǔn)站測(cè)得3個(gè)樁位的實(shí)測(cè)坐標(biāo)，并將實(shí)測(cè)坐標(biāo)與已知坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比校正。如果精度誤差滿足要求，則可以進(jìn)行線路復(fù)測(cè)與校正點(diǎn)的放樣。校正點(diǎn)的多少取決于實(shí)際線路設(shè)計(jì)的需求，如果校正點(diǎn)多，那么說(shuō)明測(cè)量精度也會(huì)隨之提高。

而在復(fù)測(cè)階段，要根據(jù)三維坐標(biāo)來(lái)設(shè)立空間線段，根據(jù)桿塔塔位樁來(lái)找到輔助樁位置，并測(cè)出樁間的線路方向距離，在修正樁位距離之后，再尋找下一樁位，重復(fù)該操作，并時(shí)刻保證樁位點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)[3]。

總結(jié)：通過(guò)GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及GIS地理信息系統(tǒng)的輔助，我們大幅提升了架空輸配電線路的設(shè)計(jì)效率，也讓它的設(shè)計(jì)規(guī)劃更加完善合理，提高了電力系統(tǒng)的工作質(zhì)量與效率。而且隨著社會(huì)對(duì)電能要求的不斷提高，架空輸配電線路設(shè)計(jì)一定也會(huì)逐漸深入，為人們提供更為豐富和更加安全的電力服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊紅武.解析GPS在架空輸配電線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，（19）：29-29.

[2]郭丹.基于GIS配電網(wǎng)規(guī)劃輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)[D].張廣月，2007，47-49.

[3]程鑫淼.GPS在架空輸配電線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].通訊世界，2015，（2）：91-92.