[发明专利]用于架空输电线路的树障测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及树障测量技术领域，特别涉及一种用于架空输电线路的树障测量系统及方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，线路经过地区经济作物的种植与输电线路防护要求的矛盾日益显现，线路通道内树木的无限制生长可能造成树障闪络事故，成为威胁线路安全运行的一大隐患。2003年8月14日，举世震惊的美加大停电的首要因素便是线路树闪故障，树闪故障严重削弱了电网的坚强性，最终导致了系统崩溃。

为了更好地解决日益突显的“线树矛盾”，及时准确地处理危及线路安全稳定运行的树障隐患，树障测量为其中的重要环节，为排查树障，尤其是及时、准确掌握危急树障信息提供了重要依据，对于确保线路可靠运行有着重要意义。

树障测量是通过测量树木与线路带电部分的距离即树木净空，由此来判断树障的危急程度。树障净空越小，其隐患等级越高(见表1)，对测量的精度要求也应越高，如表1所示为500KV超高压输电线路树障隐患等级表。

表1

树障测量结果受人员技能、工器具、外界环境、测量方法等因素影响。测量方法受线路地理环境、树木与线路位置、树障的规模数量等因素制约，同时，还必须保证测量过程符合电力生产的安全规范，因而，树障测量工作有其专业性和特殊性。为减小测量误差，正确选择测量方法，准确判断树障隐患等级，目前，输电线路树障的不同测量方法以及各种方法的影响因素主要有以下几种。

常见的输电线路树障测量方法有：目测法、激光测距仪测量、光学经纬仪测量、走线悬绳测量和绝缘工具测量。

(1)目测法

顾名思义，目测法是依靠巡视人员的直觉和经验，利用目测直接判断树木的树高、净空信息。目测法一般用来估计离输电线较远的树木净空，作为树障隐患筛查的第一步。如果目测判断树木净空小于10m，可列入复测计划，采取其他仪器进行测量。现场应用时，目测法有一些小技巧，例如通过选取合理的参照物，提高目测数据准确性。参照物应选择线路上常见的、有固定尺度的物体，由此常用绝缘子串和次档距作为参考，可提升估值的准确度。目测法优点是不需要借助仪器，应用灵活，缺点是数据精确度不高。

(2)激光测距仪测量

激光测距是光波测距中的一种测距方式。激光测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被激光测距仪接收，激光测距仪同时记录激光往返的时间，从而计算激光测距仪和被测量物体之间的距离。该方法用于测量任意两点间的高差(同一目标或不同目标)，这就可以测量树高，或者测量树顶与导线的距离，即树木净空距离。如图1所示是常用的激光测距仪器2点测高法示意图。激光测距仪体积小巧，精度较高，应用灵活，对巡视人员技术要求较低。激光测距仪器精度一般在0.2m，能够满足普通树障净空测量的精度要求，且激光测距仪对测量的地形没有特殊要求，所以工区可灵活安排人员在日常巡线或特殊巡视中对线下树木进行测量。目前工区对7m以外的树障都先使用激光测距仪进行跟踪测量。但是激光测距仪的使用也有一定的限制，使用时仪器的仰角范围是±40°，超出此范围将无法使用，另外雾天、能见度低的天气会影响其结果准确性。

(3)光学经纬仪测量

光学经纬仪是测绘专业常用专业仪器，其精度也在常规方法中是最高的，实验误差在厘米级别。对7m以内的树障都优先使用光学经纬仪跟踪测量，确保对危急树障情况掌握的及时准确。但是，光学经纬仪需要有经验的专业测工进行使用，才能确保其精准度。另外，光学经纬仪本身携带不便，每处测量需要安排专门的人员车辆，测量时需要两人配合，一人扶塔尺。光学经纬仪使用时对地形有一定要求，必须在视野开阔的地带，测量人员能顺利看到远处塔尺才能测量。因此，对于某些大面积树障，若净空最小的树障在树林内部，无法从外部直接观测时，光学经纬仪一般难以发挥其优势。

(4)走线悬绳测量

走线悬绳测量即在停电检修时，人员站在导线上，在树障隐患上方，利用悬垂绳索进行净空测量，同时地面人员配合校对绳索位置。其优势是测量方法最直接可靠。但由于人站在导线上，体重给导线带来一定的变形，使其弧垂增大，因而测量净空会偏小。经验数据表明走线测量结果偏小1米左右。走线测量仅适用于测量正线下的树木净空，如果树木在线外，此方法便无法直接使用。另外，考虑到工作安全性、复杂性和线路的供电可靠性，走线悬绳测量一般仅在停电检修期间开展，因而限制了其使用的范围。

(5)绝缘工具测量