GPS在架空输配电线路设计中的实践

GPS在架空输配电线路设计中的实践

卢皓

辽宁两锦大洋电力建设集团勘察设计有限公司，辽宁 锦州 121000

摘要：电网建设离不开输配电线路的设计施工，为了保证电网建设运行的安全稳定，架输配电线的设计施工工作必须受到电力建设部门的重视。电网建设过程中，架空输配电线路的设计施工工作比较复杂，设计施工人员必须具备扎实丰富的电力系统专业知识，具有灵活的应变能力，作为基础项目的架空输配电线路，一定程度推动了经济发展，并逐步提高了对电力产品的需求，在这一基础上，我国供电网发展较快，出现了更多的架空输配电线路，社会经济发展也为其提供了更大的发展机遇。GPS系统在线路设计中运用，可以完成24小时不间断地全覆盖测定工作，对研究供电线路具有促进作用。

关键词：GPS；架空输配电线路；设计实践

引言

近年来，GPS系统被广泛的应用在国民生活的各个领域中，并且发挥了至关重要的作用。通过将GPS应用在架空输电线路设计中，能够实现对架空输电线路的全覆盖、全天候测量，并快速的为架空输电线路设计提供精确的三维坐标，这对提高架空输电线路设计的效率和准确性具有至关重要的作用。

1 架空输配电线路设计现状

1.1 测量设备问题

一般来说，在架空输配电线路勘测过程中，传统的测量设备主要包括对讲机、经纬仪、卷尺以及花杆等设备。这些设备具有很多缺点，已经不能满足现代架空输配电线路设计需要。第一，测量设备比较笨重。比如，在测量过程中，经纬仪的测量只限于直线，在转角测量的地方就需要多次移动经纬仪，而经纬仪比较笨重，需要工人进行搬运，如果在山区，就会更加麻烦。第二，测量精度低。在架空输配电线路勘测中，每次使用仪器进行测量的时候，不仅要寻找中心点，浪费了大量的时间，而且在测量过程中只要测量仪器稍微发生变动，测量结果就与实际存在很大的偏差，大大降低了测量精度。由此可见，过去传统的测量设备不仅工作效率低，而且测量精确度也很低。

1.2 记录方式问题

在架空输配电线路勘测中，传统的记录方式主要是手工，人工记录数据材料和绘制相关的草图，勘测工作结束后对数据材料和图纸进行整理后再借助于电脑进行施工图纸设计。在这个过程中，架空输配电线路设计中的人为因素太多，严重影响了设计的效果。

1.3 外界因素影响问题

传统的勘测工作还容易受到外界因素的影响，比如，地形、气候等。在地形方面，如果在山地中进行测量，受到地形条件的限制，测量仪器的找平更加困难，卷尺测量的误差加大，有时还会出现看不到花杆的情况，如果遇到沼泽峡谷等，只能绕道测量或者根据经验进行估算，严重影响了测量数据的准确性。在气候方面。由于受到技术条件的限制，传统的测量技术和方法只能在晴朗天气开展测量工作，在大雨、暴雪或大雾等恶劣天气无法进行勘测工作。

2 GPS在架空输电线路设计中应用的要点分析

2.1 GPS设备安装的位置

应该根据现场的具体状况，由于基准站是固定不动的，不能保证基准站的无线电波和移动站保持紧密的联系，为了能够更好的接收卫星信号，并对数据进行及时的矫正，保证基准站的无线卫星信号的传输质量，应该选择无强电磁干扰、上空视野开阔的地方设置基准站。

2.2 设计的过程

设计单位应该对架空输电线路进行线路勘察和定线，对设计方案的可行性、经济性等进行综合的比较，确定设计方案之后，精确的定位出线路。

2.3 施工单位应该严格的按照设计

单位的原始桩位对线路进行复测，因此施工单位必须已知新设计线路上的两个原始桩位的具体位置，移动站由专业的操作人员移动并进行测量。

2.4 如果线路测量中出现交叉跨越点

需增钉辅助桩、增加桩位前后的方向桩、补钉丢失的直线桩等状况时，应该采集所有线路两端桩点的坐标，并把手簿设计成线路放样的模式，再利用放样指示功能，通过操作移动站就能够方便的进行左右、前后移动，根据相关的设计资料找出需要的桩位，根据测量现场的具体状况以及工作目标增加辅助桩以及方向桩。

2.5 交叉障碍物进行测量

利用设备放样指示功能确定线路障碍物的范围以及走向，根据相关的设计要求确定允许的安全距离。对障碍物进行碎部点采集，通过对采集的数据进行计算，能够准确的算出障碍物是否被拆除，并且还能够计算出障碍物被拆除的面积。在任何位置都能够调出已经输入的线路的名称，例如输入M航点，导航功能就能够准确的找出所在位置线路的方向以及大概的距离，还可以根据导航系统提供的公路导航页面、罗盘导航页面、地图页面以及其他信息页面确定前景的方向以及距离，这样能够轻松的找到M航点的位置。

3 实际运用

3.1 按照现场地质环境，明确安装系统方位

由于固定了基准站，无法密切联系基准站的无线电波与移动站。因此，迫切需要高效校正数据，才可以准确得到卫星信号，从而确保传输信号的质量，应当在上空开阔视野，且避免强电磁干扰地带构建基准站。

3.2 有关部门应仔细勘察与测定线路，整体分析方案

是否具备可行性与经济性，当方案明确以后，在对线路合理定位，从而降低成本，避免投入大量劳动力。在加密测定线路时，若以手机控制网络为前提，要想符合测定标准必定严格测试加密控制点，但在测定线路项目时，保证在既有条件下，相对等级较高的已知控制点不多，如此，应用GPS系统测定加密控制点工作变得非常容易，只有在待测区域内拥有超过3个控制点就满足要求。

3.3 根据初始桩位再次测定线路

掌握原始桩位经过新设计以后的位置，通过专业化人员操作移动站，并安排有关工作。GPS系统是测定工作原理是利用接收设备获得卫星电波数据，可以观察较长的距离，测站之间不要求通视，接收设备仅覆盖1颗卫星也可以测定其范围。按照这一原理，同一时间对超过5颗卫星进行观察便获得定位解。因此，在线路距离测定操作中，系统与普通技术对比拥有较大优势。

3.4 交叉点或跨越点线路，应使用辅助桩

并在前后桩位添加方向桩，补充一定数量的直线桩等，并在全部线路桩点两端坐标数据进行收集，设计手簿为放样线路形式，再利用移动站操作实现便捷移动，然后结合设计数据准确找出桩位，根据真实状况加入辅助桩。操作交叉障碍物时，凭借放样设备指示性能得到其具体范围与走动趋向，按照设计标准明确安全范围。搜集整理障碍物碎部点，计算这部分数据，进而明确是否拆除障碍物，并得出拆除障碍物的具体范围。具体使用中，录入线路名称在任何地点都可以查到。比如录入M航点，导航系统可以准确定位具体线路位置信息，还可以结合系统制定的公路导航信息了解前方距离，如此可以最快确定M航点所在位置。

4 应用效果

1. 获得被测场地准确的三维坐标，并且提供高度精准的定位信息，相应准确度水平已经符合架空线路要求。

（2）没有任何时间约束。系统可以24小时不间断开展操作，并且可以不分场合与时间开展测定，同时，由于数量繁多的卫星点、均匀进行分布，也不会受到气候环境的影响，可以在任意有效时间内开展操作。

（3）操作有关设备简单、便捷，有关人员仅需要设置开机参数，达到天线高度要求之后，接收数据设备可以自主开展测定以及准确保存记录信息。

（4）最大程度节省了时间，在利用系统开展操作时，相对动态操作仅需要几秒钟的时间，虽然静态定位需要较长时间，但也不会超过20min，随着逐步改善系统操作，相应升级改造软件系统，也会提升定位的准确度，最大程度压缩操作时间。

5 结语

综上所述，由于GPS系统具有的众多优势，通过将GPS应用在架空输电线路设计中，不仅能够显著的提高电力系统在线测量的效率和质量，还有效的降低了测量工作人员的工作强度，能够充分的满足架空输电线路设计的实际需求。

参考文献：

[1]陈磊，王建新.GPS在架空输配电线路设计中的应用[J].硅谷，2011（10）：140.

[2]张付.GPS技术在电力线路测量中的应用[J].中国科技博览，2010（02）：125126.