一種輸電線弧垂計算裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了激光測量技術領域中的一種輸電線弧垂計算裝置。本實用新型專利技術包括安裝于裝有GPS定位系統和高度計直升飛機、云臺、測距儀和計算模塊；云臺固定在直升機內；測距儀固定在云臺上，并和計算模塊連接。本實用新型專利技術利用激光測距儀在不停電的情況下測量所需數據，避免了徒步地面作業，減小了弧垂測量的工時和勞動強度；有效解決了弧垂測量操作復雜、效率低和準確性差的難題。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于激光測量
，尤其涉及一種輸電線弧垂計算裝置。
技術介紹
輸電線路的弧垂是線路運行和維護的重要參數，定期對已架設輸電線的弧垂進行測量計算對線路的運行安全有重要意義?，F有的計算方法主要依靠技術人員徒步地面人工測量，此方法受地理及自然環境等因素影響較大，對于輸電線路沿線地形復雜、地理環境惡劣的區段，操作困難，誤差較大且工作效率低。提供一種基于激光測距儀的輸電線弧垂計算裝置，由技術人員利用直升機在高空中使用激光測距儀進行相關的距離測量，并通過新方法實現弧垂的計算。有效解決輸電線路沿線地理環境惡劣情況下弧垂測量操作復雜，效率低、準確性差的難題?！?br>技術實現思路
針對上述
技術介紹
中提到的現有輸電線弧垂測量操作復雜、效率低等不足，本技術提出了一種輸電線弧垂計算裝置。本技術的技術方案是，一種輸電線弧垂計算裝置，安裝在裝有GPS定位系統和高度計的直升飛機上，其特征是該裝置包括云臺、測距儀和計算模塊；所述云臺固定在直升機內；測距儀固定在云臺上，并和計算模塊連接。所述測距儀為望遠鏡式激光測距儀。所述z 臺為手動z 臺。提供一種用新的方法計算弧垂的裝置，利用激光測距儀在不停電的情況下測量所需數據，操作方便，準確性好；通過直升機實現高空測量，避免了徒步的地面作業，減小了弧垂測量的工時和勞動強度，尤其對于山谷、江河等沿線地形復雜、地理環境惡劣的區段上的輸電線弧垂的計算有重要意義，有效解決了其由于通行困難造成的弧垂測量操作復雜，效率低、準確性差的難題。根據實際情況的不同將計算方法分為兩種情況，對于輸電線上兩懸掛點等高和不等高情況分別測量，提高計算結果的準確性，為線路的安全運行提供保障。附圖說明圖I為本技術兩桿塔懸掛點等高情況下輸電線路弧垂測量示意圖；圖2為本技術兩桿塔懸掛點不等高情況下輸電線路弧垂測量示意圖；其中，I-桿塔；2-桿塔；3_輸電線；4-地面；5_平面。具體實施方式以下結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本技術的范圍及其應用。一種基于激光測距儀的輸電線弧垂計算裝置，包括裝有高度計和GPS定位系統的直升飛機，手動云臺，望遠鏡式激光測距儀，與激光測距儀連接的計算模塊。直升機中裝載云臺、望遠鏡式激光測距儀和與激光測距儀連接的計算模塊。對于已架設的輸電線路，桿塔上輸電線的懸掛點高度及兩桿塔的位置均可查，從而可以利用GPS定位系統將直升機懸停在與兩個桿塔的頂部所構成的平面與水平面的夾角為20°到60°，且兩個桿塔的頂部與直升飛機的連線的夾角為60°到120°，并且位于桿塔連線頂部以上的位置，以便相關的距離測量，桿塔上輸電線的懸掛點高度及兩桿塔的位置均可查。云臺固定在直升機中，激光測距儀固定安裝在云臺上，手動控制云臺水平方向和垂直方向的轉動，當其承載的激光測距儀目鏡上的十字光絲對準目標點時，利用激光測距儀進行測距并記錄。利用直升機內的高度計，得出直升機的距地高度，進而得到直升機內激光測距儀的距地高度。將計算方法編入計算模塊中，計算模塊通過接口與激光測距儀連接，將激光測距儀的測量結果輸送到計算模塊中，即可計算出弧垂。計算方法根據實際情況不同分為兩桿塔上的懸掛點等高和不等高兩種，以下對兩種情況分別進行說明一、懸掛點等高情況·如圖I所示建立右手空間直角坐標系，以桿塔I與地面接觸的幾何中心為原點0，過點O作三條兩兩垂直的數軸，其中桿塔I的中心水平指向桿塔2的中心的方向為X軸方向，原點O指向桿塔頂部的方向為z軸方向，與xOy平面垂直向里的方向為y軸方向。圖中E(x, y, z)為直升機中激光測距儀所在的位置，其坐標滿足0〈x〈a、y>0、Z>b，并且AEB之間夾角大于60°且小于120°，平面AEB與水平面的夾角為20°到60°，使得固定在直升機中的云臺在水平方向和垂直方向允許轉動的角度范圍內能夠使其承載的激光測距儀掃描到輸電線上的任意一點。讀直升機內高度計的值使得z已知，A、B為兩懸掛點，兩桿塔距離a及懸掛點距地高度b均已知。轉動云臺，首先使得激光測距儀目鏡上的十字光絲分別對準A、B兩點，并測出其到兩點的距離，記為屯、d2 ;再測量激光測距儀到此檔導線最低點的距離將目鏡上的十字光絲對準導線檔外的任意一側后沿水平方向勻速向另一側掃描，掃描過程中若有兩次掃描到導線，則將云臺垂直向下轉動一個最小角度(最小角度優選為云臺的運轉精度，比如O.01度)，再沿水平方向向導線檔外的另一側掃描，直到在某一水平面上只能有一次掃描到輸電線上的點，此點即為此檔導線的最低點，記為G點，此時測量激光測距儀到G點的距離，記為d3。G點到A、B連線的鉛垂線的距離即為弧垂(即圖中的GH)，記為f。當導線懸掛點等高時，檔內最大弧垂在檔距中央，即G點到兩桿塔距離相等，為O. 5a，則G點坐標為(O. 5a, O, c)。利用以上已知條件及相關幾何知識即可計算出懸掛點等高情況下輸電線的弧垂，具體計算方法如下AE 距離為 Cl1,即x2+y2+ (z_b) ^d12BE 距離為 d2,即(x-a)2 +y2 +(z-b)2 = \EG 距離為 d3,即(x--|a)2+y2+(z-c)2=d32解以上三式構成的方程組即可得X、y、c的值，從而弧垂fi=b-C可得。二、懸掛點不等高情況如圖2所示用與上述同樣的方法建立空間直角坐標系，直升機懸停位置的選擇需滿足以下幾點(I)在坐標系中第一卦限內；(2)在x=0. 5a的平面內，根據兩桿塔懸掛點的位置可利用GPS定位系統通過定位確保直升機懸停在x=0. 5a的平面內的某一點；(3)E(x, y, z)為直升機中激光測距儀所在的位置，其坐標滿足0〈x〈a、y>0、z>b3,并且AEB之間夾角大于60°且小于120°，平面AEB與水平面的夾角為20°到60°，以保證固定在直升機中的激光測距儀能夠掃描到輸電線上的最低點及兩懸掛點。這樣將直升機懸停在滿足以上要求的位置后，利用高度計可使得z已知；A、B為兩懸掛點，兩桿塔距離a及懸掛點距地高度b、d均已知。轉動云臺，首先使得激光測距儀目鏡上的十字光絲分別對準A、B兩點，并測出其至IJ兩點的距離，記為dpd”調整云臺角度，使其正對輸電線?？刂圃婆_在垂直方向上轉動，直到其承載的激光測距儀目鏡上的十字光絲掃描到輸電線上，記被瞄準的點為G點并測量激光測距儀到G點的距離，記為d3。由于直升機懸停在x=0. 5a的平面內，且云臺正對輸電線垂直掃描，可知G點為兩桿塔中點，其坐標為(0.5a，0，c)。由于當導線懸掛點不等高(標高不等)時，檔內最大弧垂出現在檔距中央處，可知G點到A、B連線的鉛垂線的距離GH 即為弧垂，記為f2。利用以上已知條件及相關幾何知識即可計算出懸掛點等高情況下輸電線的弧垂，具體計算方法如下AE 距離為 Cl1,即x2+y2+ (z_b3) ^d12BE 距離為 d2，S卩(x-a)2+y2+(z-d)2=d;eg 距離為 d3,即(x-^a)2+y2+(z-c)2=d32解以上三式構成的方程組即可得x、y、c的值，從而弧垂f2 = i(d+b3；)-C可得。一種基于激光測距儀的輸電線弧垂計算裝置，包括裝有高度計和GPS定位系統的直升飛機，手動云臺，望遠鏡式激光測距儀本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種輸電線弧垂計算裝置，安裝在裝有GPS定位系統和高度計的直升飛機上，其特征是該裝置包括云臺、測距儀和計算模塊；所述云臺固定在直升機內；測距儀固定在云臺上，并和計算模塊連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙振兵，張博雅，蘇子彬，
申請(專利權)人：華北電力大學保定，
類型：實用新型
國別省市：