廣西電網(wǎng)責(zé)任有限公司 南寧供電局生產(chǎn)技術(shù)部，廣西 南寧 530000

1 研制背景

在配電架空線路、立桿、裝橫擔(dān)等工作中，經(jīng)常需要對電桿等部位進(jìn)行距離、高度以及長度測量。由于目前相關(guān)測量工作只能靠人工進(jìn)行肉眼判斷橫平豎直，加上部分電桿組立后存在一定橫縱向偏差，因此傳統(tǒng)的人工觀察方式存在誤差大、耗時長、效率低下等問題，無法達(dá)到工藝規(guī)范要求。并且由于架空線路經(jīng)常需要進(jìn)行高空攀爬，操作人員在高空時很難對相關(guān)距離或水平度進(jìn)行準(zhǔn)確的觀察，因此為高空作業(yè)帶來一定的操作難度。

目前市面上的校準(zhǔn)儀器多用于室內(nèi)裝修，具備測距、測量角度功能，但因儀器結(jié)構(gòu)原因，只適用于平面作業(yè)，無法應(yīng)用于電桿上的狹小作業(yè)面；戶外大型校準(zhǔn)儀適用于地面作業(yè)，不便于隨身攜帶及桿上作業(yè)。為使配電線路測量測距作業(yè)規(guī)劃化、標(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)量化測量替代肉眼經(jīng)驗判斷，解決配電領(lǐng)域缺乏專用校準(zhǔn)儀器問題，文章主要介紹了一種適用于配電線路的專用智能校準(zhǔn)儀，以此為相關(guān)測量工作提供幫助。

2 研制目的

配電線路施工過程中所使用的相關(guān)測量儀器較為傳統(tǒng)、功能單一，無法適應(yīng)現(xiàn)場的使用環(huán)境需求，同時現(xiàn)場如果要進(jìn)行多種方面的測量，則需要攜帶多種儀器，極大地增加了操作人員的工作負(fù)擔(dān)。目前市面上無適合配電線路特定工種使用的校準(zhǔn)儀器，配電線路工程在進(jìn)行電力架空線路立桿、裝橫擔(dān)、桿塔傾斜度測量等工作中往往通過肉眼判斷距離和角度，其誤差很大。當(dāng)需要測量溫度和濕度時，還要攜帶另外的溫濕度檢測儀器，給配電線路施工帶來不少困擾。為了提高施工作業(yè)的測量標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，提升配電線路工程的建設(shè)質(zhì)量、驗收質(zhì)量和運(yùn)維質(zhì)量，研制適用于配電線路檢測的校準(zhǔn)工器具有重要意義。該項目研制了一種多功能智能校準(zhǔn)儀，能為設(shè)計人員、施工人員、驗收人員、運(yùn)行維護(hù)人員解決測距、測角度、立桿、裝設(shè)橫擔(dān)等測量問題；同時也能解決傳統(tǒng)測量儀易跌落損壞失準(zhǔn)、應(yīng)用面窄，不利于架空線路工程安裝作業(yè)的問題，彌補(bǔ)了目前市場上的空白。

3 技術(shù)方案

3.1 技術(shù)設(shè)計思路

項目組走訪了電力施工現(xiàn)場，對電力施工工程尤其是配電網(wǎng)架空線路、立桿等工作的多次走訪調(diào)研，在進(jìn)行實地勘察和資料搜集后，提出了該儀器的技術(shù)設(shè)計思路，并通過多次討論研究分析，確認(rèn)最優(yōu)方案，最終研制生產(chǎn)出了一種智能校準(zhǔn)儀。該儀器為一款多功能的智能校準(zhǔn)儀，根據(jù)現(xiàn)場使用需求設(shè)計，能測量角度、水平度、溫濕度等，集合激光自動化校準(zhǔn)、聲光報警于一體，并配置卡口和磁鐵使其能固定于橫擔(dān)、電桿，同時為了便于在施工現(xiàn)場攜帶，該儀器體積的設(shè)計約為3cm×2cm×10cm，并通過太陽能充電，實現(xiàn)環(huán)保的使用需求。

架空輸電線路的主要部件包括導(dǎo)線、避雷線、金具、絕緣子、桿塔、拉線基礎(chǔ)、接地儀器，其桿塔間距、傾斜角度、橫擔(dān)傾斜度等應(yīng)滿足工藝規(guī)范要求。文章將根據(jù)目前對水平度的要求，設(shè)計出激光感應(yīng)部件，通過角度傳感器、溫濕度傳感器、激光測距傳感器以及氣壓傳感器進(jìn)行多方位多角度的測量，使儀器滿足實際測量的需求。

由于施工現(xiàn)場多為戶外操作，因此儀器增加了警示指示燈及蜂鳴提示儀器，以適應(yīng)戶外嘈雜環(huán)境，即便操作人員距離較遠(yuǎn)也能通過指示燈或蜂鳴警示聲音及時了解位置的偏差，以便及時調(diào)整。

3.2 儀器技術(shù)原理

校準(zhǔn)儀內(nèi)置陀螺儀和計算電路的激光校準(zhǔn)功能。其中，計算電路處理能自動調(diào)整光線，計算水平差值，及時調(diào)整擺正；儀器底部設(shè)有磁鐵和活動卡口，能將儀器固定在橫擔(dān)上。儀器設(shè)有收縮繩，可系于腰帶或電桿上。太陽能電池板具有物理和電子讀數(shù)顯示屏，并有溫濕度提示及測距功能，能直接顯示測量數(shù)據(jù)。聲光報警功能在檢測到偏差時會進(jìn)行報警。

儀器采用激光方式進(jìn)行測量，內(nèi)置的激光頭可產(chǎn)生十分穩(wěn)定的激光光束，采用波長嚴(yán)格按照國家和國際標(biāo)準(zhǔn)。由于整個測量均在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境范圍內(nèi)，因此測量精度高。另外，抗摔液晶屏能實時顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。

太陽能電板儀器采用輕便耐用材質(zhì)制成，結(jié)構(gòu)小巧，只有約美工刀大小的長度。通過將儀器掛在電桿上，能自動判斷顯示電桿傾斜度，便于施工人員校正電桿，無需多人不同角度肉眼判斷。有效解決了配電架空線路、臺區(qū)工程面臨大量立桿、裝橫擔(dān)靠肉眼判斷橫平豎直的問題，有效規(guī)避了安全隱患。

儀器內(nèi)置鋰電池和太陽能電池，太陽能充電管理機(jī)構(gòu)能將太陽光進(jìn)行充電管理，啟動時通過CPU驅(qū)動單元進(jìn)行儀器的運(yùn)作。激光光束射出后，通過儀器內(nèi)置的角度傳感器、溫濕度傳感器、激光測距傳感器及氣壓傳感器進(jìn)行多方位多角度的測量，采樣單元能將數(shù)據(jù)整理并顯示在顯示屏上。蜂鳴器能在發(fā)現(xiàn)測量偏差時，進(jìn)行聲音警示提醒，通過發(fā)出蜂鳴聲及亮起指示燈實現(xiàn)提示功能。儀器內(nèi)部技術(shù)原理圖如圖1所示。

圖1 儀器內(nèi)部技術(shù)原理圖

3.3 產(chǎn)品特點

（1）儀器設(shè)有超高精度激光束，測量精度高，無需人工。（2）儀器具有自動校準(zhǔn)功能，能自動調(diào)整水平角度，提高測量水平。（3）儀器具數(shù)據(jù)顯示功能，能將測量數(shù)據(jù)顯示在抗摔液晶顯示屏中，方便查看。（4）儀器具有角度傳感器、溫濕度傳感器、激光測距傳感器以及氣壓傳感器等多個獨立機(jī)構(gòu)共同運(yùn)作。（5）儀器使用形式多樣，可系于電桿上或腰上使用。（6）儀器輕巧抗摔，攜帶方便，操作簡單。

4 技術(shù)創(chuàng)新

該儀器專門針對電力系統(tǒng)施工現(xiàn)場中的測量工作，尤其適用于立桿、裝設(shè)橫擔(dān)等臺區(qū)的測量工作，區(qū)別于傳統(tǒng)的測量工具，該儀器具有以下創(chuàng)新手段：（1）磁鐵吸附及活動卡口雙重固定方式，有效防止儀器從橫擔(dān)高處跌落問題。（2）儀器采用了高精度的激光光束，能判斷出水平角度差值，并將其顯示在抗摔的液晶顯示屏上，集測量和查看于一體，滿足實際操作現(xiàn)場需求。（3）自動傾斜度測量及調(diào)整有效減輕了操作人員負(fù)擔(dān)，解決了肉眼判斷的傳統(tǒng)問題，提高了工作效率。（4）儀器設(shè)計了多種環(huán)境中使用的系繩功能，能系在腰上或電桿上使用。（5）儀器為多功能智能儀，將多個功能板塊結(jié)合為一個智能整體。

5 測量應(yīng)用

該儀器為一款適合在電力施工日常測量測距等工作中使用的智能校準(zhǔn)儀，包括角度傳感器、溫濕度傳感器、激光測距傳感器以及氣壓傳感器等，將多個功能板塊合并成為一個獨立、兼容性好、體積小巧的智能校準(zhǔn)儀。儀器在南寧局使用后獲得了一致好評，其使用效果良好，安裝操作簡單，固定性好，無需再通過人工肉眼觀察便能直觀準(zhǔn)確地顯示水平角度差值，激光測量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，操作人員位于桿體上時也能通過液晶顯示屏進(jìn)行觀察，既可系在腰間使用，又可系在電桿上使用，極大地方便了操作人員。不但提高了高空作業(yè)的安全性，而且提高了南寧局相關(guān)工具的效率。因此，可將儀器計劃推廣至各個電力單位使用，同時其通用性也適用于其他更多領(lǐng)域。

6 成果效益及應(yīng)用前景

（1）經(jīng)濟(jì)效益高。文章提出的智能校準(zhǔn)儀能有效實現(xiàn)精準(zhǔn)測量功能，與傳統(tǒng)的人工肉眼觀察方式操作相比，該儀器的使用使現(xiàn)場測量操作質(zhì)量得到顯著的提升，保證了配電線路安裝工藝的規(guī)劃性和標(biāo)準(zhǔn)化，提高了配電線路的施工質(zhì)量。（2）推廣效益好。由于該儀器設(shè)計小巧靈活，便于攜帶，功能齊全，能滿足實際應(yīng)用需求，因此在實際應(yīng)用后能實現(xiàn)較大的效益。并且無論從安全度還是便捷度來看，其通用性都十分強(qiáng)，推廣效益好。

7 結(jié)束語

文章提出的適用于配電線路領(lǐng)域使用的多功能智能校準(zhǔn)儀，小巧輕便、可隨身攜帶，極大地提高了配電線路施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化水平。尤其是在組立電桿、裝設(shè)橫擔(dān)工作中，智能校準(zhǔn)儀發(fā)揮了極大作用，使測量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。在線路運(yùn)行維護(hù)中，智能校準(zhǔn)儀可用于校正傾斜電桿、測量線路通道寬度、帶電體的安全距離、環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行工況測量等運(yùn)維作業(yè)。智能校準(zhǔn)儀還彌補(bǔ)了配電線路無專用測量校準(zhǔn)儀器的空白。