試論輸電線路基礎(chǔ)安全的無(wú)線自動(dòng)化檢測(cè)

摘 要：本文以某輸電線路工程在實(shí)際中的應(yīng)用為例，闡述了輸電線路基礎(chǔ)安全的無(wú)線自動(dòng)化檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：輸電線路；基礎(chǔ)安全；自動(dòng)化檢測(cè)

在輸電線路的桿塔設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)的上拔與抗傾斜性能要必須得到控制。而位于斜坡環(huán)境中的桿塔基礎(chǔ)，所涉及的邊坡最小保護(hù)長(zhǎng)度也要符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。不過(guò)，在斜坡處的桿塔基礎(chǔ)最容易被地質(zhì)波動(dòng)所影響。而如果桿塔的邊坡出現(xiàn)滑坡和坍塌等問(wèn)題，就會(huì)使得相應(yīng)的臨坡基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化為的斜坡基礎(chǔ)，從而導(dǎo)致該桿塔的抗拔深度大小以及最小邊坡的安全長(zhǎng)度降低，對(duì)于地基的水平抗力影響非常大。同時(shí)，對(duì)于基礎(chǔ)的抗拔載力也會(huì)產(chǎn)生很大的削減，進(jìn)而易出現(xiàn)桿塔位移與不均勻沉降問(wèn)題的發(fā)生。如果出現(xiàn)上述問(wèn)題，會(huì)使桿塔所承受的附加外應(yīng)力值有所增加，從而出現(xiàn)很多隱患問(wèn)題?，F(xiàn)階段，我國(guó)一般采取人工巡檢的方法來(lái)完成輸電線路的基礎(chǔ)安全檢測(cè)與管控，來(lái)保障系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)能夠順利。不過(guò)，很多的輸電線路桿塔處于地形復(fù)雜、險(xiǎn)峻的位置，而人員很難到達(dá)，從而使得人工巡檢無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)獲取桿塔基礎(chǔ)的實(shí)際情況，也無(wú)法及時(shí)的根據(jù)桿塔基礎(chǔ)所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行處理，對(duì)輸電線路的正常運(yùn)行的安全性帶來(lái)很多的隱患。造成桿塔出現(xiàn)傾斜的因素很多，如基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻的沉降、移動(dòng)或線路上有冰雪等。而在其上設(shè)置相應(yīng)的傾斜感應(yīng)裝置就能夠?qū)U塔進(jìn)行監(jiān)控，采取此手段無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)的直接測(cè)量，只能通過(guò)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)分析處理，在找到導(dǎo)致桿塔出現(xiàn)傾斜的因素之后，然后通過(guò)對(duì)邊坡護(hù)防、基礎(chǔ)填實(shí)以及推復(fù)等手段加以解決。通常對(duì)于沉降的監(jiān)測(cè)是通過(guò)GPS、位移裝置或沉降裝置等手段進(jìn)行。不過(guò)，GPS相對(duì)來(lái)說(shuō)成本投入較高，并且容易受到高壓線路的影響。如果是桿塔的基礎(chǔ)不具有太大的高度差異性，則可通過(guò)水準(zhǔn)儀完成測(cè)量。不過(guò)對(duì)于高差相對(duì)大的，亦或是桿塔的基礎(chǔ)不是等高基礎(chǔ)的話，采用水準(zhǔn)儀監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)沉降就不太適宜。本論文就以某輸電線路工程中桿塔基礎(chǔ)不等高的情況為研究對(duì)象，探討輸電線路基礎(chǔ)安全的無(wú)線自動(dòng)化檢測(cè)方法。

1 某輸電線路工程概況

該輸電線路工程為500K伏的電網(wǎng)，其中231號(hào)桿塔基礎(chǔ)位于脊坡的位置，所處的邊坡極為陡峻。當(dāng)?shù)氐膸r石呈灰色，屬風(fēng)化巖，其抗壓強(qiáng)度值是150KPa。桿塔基礎(chǔ)埋深為0～9m，桿塔基礎(chǔ)共有四條腿，其編號(hào)的劃分是依據(jù)線路延伸方向的順時(shí)鐘位置從小到大排列?；A(chǔ)的施工是采取挖孔樁的形式施工，桿塔的基礎(chǔ)所埋深度是：7490mm、7100mm、7080mm、8100mm?；A(chǔ)樁所采用的混凝土標(biāo)號(hào)為C30。

2 無(wú)線自動(dòng)化檢測(cè)方法

2.1 樁頂?shù)牟痪鶆虺两当O(jiān)測(cè)

在進(jìn)行此項(xiàng)檢測(cè)時(shí)，所采用的測(cè)量設(shè)備為振弦式的微壓傳感器設(shè)備。由于桿塔樁的頂部高度差只有6m之多，所以，進(jìn)行傳感設(shè)備選用過(guò)程中要充分的滿足整個(gè)測(cè)量要求，要采用量程最小為7m的傳感設(shè)備才可以。采取一根液通管道以及一根氣通管道把不同的傳感設(shè)備進(jìn)行串聯(lián)，從而制成對(duì)樁頂不均勻沉降的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。在監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)行時(shí)，為確保其運(yùn)行的精確性，不被外界環(huán)境過(guò)多的干擾，將系統(tǒng)里儲(chǔ)存液體容器和液通管道的一個(gè)端口完全的連接，并且保證氣通管道可以和干燥管完全聯(lián)接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的壓力平衡。壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其中還配有相應(yīng)的溫度傳感裝置，可以讓系統(tǒng)隨時(shí)的根據(jù)溫度變化完成數(shù)據(jù)的修訂。系統(tǒng)所測(cè)量得到的壓力值變量，對(duì)其采取特定的公式計(jì)算之后，獲得對(duì)應(yīng)的高度改變量。不過(guò)，發(fā)生這樣高度變化的前提條件是，將基準(zhǔn)點(diǎn)的傳感裝置測(cè)量數(shù)據(jù)作為參照基準(zhǔn)的。將振弦式微壓設(shè)置于桿塔基礎(chǔ)的樁基頂部以及相應(yīng)的基準(zhǔn)位置，并且將其和數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)化采集設(shè)備相連。同時(shí)，對(duì)自動(dòng)化數(shù)據(jù)信息采集設(shè)備，設(shè)定我們所需的采集頻數(shù)，然后完成對(duì)信息的全自動(dòng)收集與記錄。而基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置一般采取深埋式，將鋼管通過(guò)鉆機(jī)鉆孔的形式深埋到相應(yīng)的位置。對(duì)于測(cè)量點(diǎn)的不均勻沉降值計(jì)算可通過(guò)下式算得：Sn=Gn×（R1n-R0n）-Gref×（R1ref-R0ref）。其中：Sn代表的是測(cè)量位置n處的樁頂不均勻沉降值。如果Sn表現(xiàn)為正數(shù)說(shuō)明該位置的地基樁有一定的升高，如果Sn表現(xiàn)為負(fù)數(shù)說(shuō)明該位置的地基樁有一定的沉降；Gn代表的是位置n處的設(shè)備固有系數(shù)；Gref代表的是基準(zhǔn)位置處的設(shè)備固有系數(shù)，R0n代表的是觀測(cè)位置的最開始數(shù)值；R1n代表的是現(xiàn)在觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)值；R1ref代表的是基準(zhǔn)位置現(xiàn)在所觀測(cè)的數(shù)值；R0ref代表的是基準(zhǔn)位置n處的最開始數(shù)值。如果在此系統(tǒng)里，容器中的水位高度均大于每個(gè)測(cè)點(diǎn)的高度時(shí)，所測(cè)量到的沉降情況僅僅和基準(zhǔn)傳感裝置的高程有關(guān)聯(lián)，而和容器里水位的高低改變無(wú)直接關(guān)聯(lián)。每一個(gè)監(jiān)測(cè)位置所發(fā)生的高度改變，都可以通過(guò)和基準(zhǔn)位置的高程改變量相減，既能計(jì)算出其基礎(chǔ)樁頂?shù)南鄳?yīng)成沉降數(shù)值。

2.2 樁頂水平位移的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

在進(jìn)行此項(xiàng)無(wú)線自動(dòng)化測(cè)試時(shí)，所采用的測(cè)量設(shè)備為雙軸傾角測(cè)量?jī)x。桿塔的每條腿處均設(shè)置上此裝置。使裝置的A軸與桿塔處的邊坡互相垂直，而B軸則與桿塔處的邊坡互相平行。雙軸傾角測(cè)量?jī)x的傾角儀和數(shù)據(jù)信息自動(dòng)采集設(shè)備相接，并通過(guò)設(shè)定數(shù)據(jù)信息采集頻率，定時(shí)地對(duì)信息進(jìn)行收集與記錄。在測(cè)量中，依照桿塔基礎(chǔ)樁的長(zhǎng)度以及傾角儀所測(cè)得的變化量大小，就能夠得到相應(yīng)的樁頂位移值大小。如果位移數(shù)值為正數(shù)，則說(shuō)明桿塔基礎(chǔ)朝邊坡的方向偏移。如果位移數(shù)值為負(fù)數(shù)，則說(shuō)明桿塔基礎(chǔ)朝邊坡的反方向偏移。如果傾角儀來(lái)進(jìn)行傾角的變量監(jiān)測(cè)時(shí)，可以通過(guò)下式進(jìn)行計(jì)算：Δθ=arcsin（G×（R1-R0））。其中，G代表的是儀器修正系數(shù)，可以通過(guò)相應(yīng)的修正系數(shù)表查得；R1代表的是現(xiàn)在儀器所讀數(shù)值；R0代表的是儀器初始所讀數(shù)值。如果桿塔的基礎(chǔ)樁長(zhǎng)度值是L，而測(cè)得傾角值為θ，則相應(yīng)的樁頂位移值就是：D=L×sinθ。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的很多輸電線路所在地均屬于地質(zhì)危害多發(fā)區(qū)，受地質(zhì)災(zāi)害的影響，會(huì)使桿塔基礎(chǔ)出現(xiàn)損害，影響其抗拔載能力。同時(shí)，也導(dǎo)致地基的抗力明顯降低，進(jìn)而使基礎(chǔ)發(fā)生水平位移，也可能導(dǎo)致基礎(chǔ)的不均勻沉降問(wèn)題出現(xiàn)使桿塔的承載情況加重，嚴(yán)重的影響到輸電線路的正常運(yùn)行。而輸電線路基礎(chǔ)安全無(wú)線自動(dòng)化監(jiān)測(cè)則可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的對(duì)桿塔基礎(chǔ)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)采用數(shù)據(jù)采集與處理設(shè)備對(duì)基礎(chǔ)所發(fā)生的變化進(jìn)行分析，從而可及時(shí)地了解輸電線路基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，防范安全隱患的出現(xiàn)，保障輸電線路的安全、高效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 莫寶律.信息處理智能方法及其在高壓輸電線路故障分析中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016（10）.

作者簡(jiǎn)介：陳云，1993年9月生，男，漢族，湖南岳陽(yáng)人，邵陽(yáng)學(xué)院電氣工程系，本科，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化（輸電方向）。