装配式架线施工导线精确测长设备的研制_李恒博.pdf

国外电子测量技术北大中文核心期刊D O I:1 0.1 9 6 5 2/j.c n k i.f e m t.2 2 0 4 4 2 0装配式架线施工导线精确测长设备的研制*李恒博1,2 唐 波1,2 陈国庆1,2 李晓斌3 张龙斌1,2 尚智宇1,2(1.三峡大学电气与新能源学院 宜昌 4 4 3 0 0 2;2.湖北省输电线路工程技术研究中心(三峡大学)宜昌 4 4 3 0 0 2;3.广东电网有限责任公司江门供电局 江门 5 2 9 0 0 0)摘 要:导线长度的精确测量是装配式架线施工中的关键问题。而现有装配式架线施工技术由于缺乏导线实时展放长度的精确测量技术,导致施工误差过大而无法推广应用。为此,结合装配式架线施工的工程应用需求,以导线长度精确测量和画印功能为功能目标,研制了一种适用于装配式架线施工工况的导线精确测长设备。在硬件方面,选用增量式光电编码器采集导线的长度信息,采用远距离无线电(L o R a)技术进行数据无线传输,当展放长度达到阈值时,设计驱动电路控制喷漆泵进行画印喷漆;以上功能通过专用的供电模块实现施工过程中免充电需求。在软件方面,设计了长度测量算法,开发了基于手持终端的导线实时展放测量系统。研制的测长设备已成功应用于实际工程,实测架线后的观测档弧垂与设计弧垂的偏差值为4.5 7%,符合工程设计要求。关键词:导线长度;精确测量;装配式架线;画印;观测弧垂中图分类号:TM 9 3文献标识码:A国家标准学科分类代码:4 7 0.4 0 5 1D e v e l o p m e n t o f p r e f a b r i c a t e d w i r e c o n s t r u c t i o n w i r e p r e c i s i o n l e n g t h m e a s u r e m e n t e q u i p m e n tL i H e n g b o1,2 T a n g B o1,2 C h e n G u o q i n g1,2 L i X i a o b i n3 Z h a n g L o n g b i n1,2 S h a n g Z h i y u1,2(1.C o l l e g e o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g&N e w E n e r g y,C h i n a T h r e e G o r g e s U n i v e r s i t y,Y i c h a n g 4 4 3 0 0 2,C h i n a;2.H u b e i P r o v i n c i a l E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y R e s e a r c h C e n t e r f o r P o w e r T r a n s m i s s i o n L i n e,C h i n a T h r e e G o r g e s U n i v e r s i t y,Y i c h a n g 4 4 3 0 0 2,C h i n a;3.J i a n g m e n P o w e r S u p p l y B u r e a u o f G u a n g d o n g P o w e r G r i d C o.,L t d.,J i a n g m e n 5 2 9 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:T h e a c c u r a t e m e a s u r e m e n t o f c o n d u c t o r l e n g t h i s a k e y i s s u e i n p r e f a b r i c a t e d w i r e c o n s t r u c t i o n.H o w e v e r,d u e t o t h e l a c k o f a c c u r a t e m e a s u r e m e n t t e c h n o l o g y o f r e a l-t i m e s p r e a d i n g l e n g t h o f c o n d u c t o r s,t h e e x i s t i n g p r e f a b r i c a t e d w i r e c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y i s t o o l a r g e t o b e p o p u l a r i z e d.T h e r e f o r e,c o m b i n e d w i t h t h e e n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n r e q u i r e m e n t s o f p r e f a b r i c a t e d w i r e c o n s t r u c t i o n,a n d t a k i n g t h e f u n c t i o n o f a c c u r a t e m e a s u r e m e n t o f c o n d u c t o r l e n g t h a n d p r i n t i n g f u n c t i o n a s t h e f u n c t i o n a l g o a l,a n a c c u r a t e l e n g t h m e a s u r e m e n t e q u i p m e n t s u i t a b l e f o r p r e f a b r i c a t e d w i r e c o n s t r u c t i o n c o n d i t i o n s w a s d e v e l o p e d.I n t e r m s o f h a r d w a r e,i n c r e m e n t a l p h o t o e l e c t r i c e n c o d e r i s s e l e c t e d t o c o l l e c t t h e l e n g t h i n f o r m a t i o n o f t h e w i r e,a n d l o n g-d i s t a n c e r a d i o(L o R a)t e c h n o l o g y i s u s e d f o r w i r e l e s s d a t a t r a n s m i s s i o n,a n d w h e n t h e u n f o l d i n g l e n g t h r e a c h e s t h e t h r e s h o l d,t h e d r i v e c i r c u i t i s d e s i g n e d t o c o n t r o l t h e p a i n t s p r a y p u m p f o r p a i n t i n g a n d p a i n t i n g;T h e a b o v e f u n c t i o n s r e a l i z e t h e n e e d f o r f r e e c h a r g i n g d u r i n g c o n s t r u c t i o n t h r o u g h a d e d i c a t e d p o w e r s u p p l y m o d u l e.I n t e r m s o f s o f t w a r e,t h e l e n g t h m e a s u r e m e n t a l g o r i t h m w a s d e s i g n e d,a n d a r e a l-t i m e w i r e s p r e a d i n g m e a s u r e m e n t s y s t e m b a s e d o n h a n d h e l d t e r m i n a l w a s d e v e l o p e d.T h e d e v e l o p e d l e n g t h m e a s u r i n g e q u i p m e n t h a s b e e n s u c c e s s f u l l y a p p l i e d t o a c t u a l e n g i n e e r i n g,a n d t h e d e v i a t i o n v a l u e b e t w e e n t h e o b s e r v a t i o n f i l e s a g a n d t h e d e s i g n a r c s a g a f t e r t h e m e a s u r e d f r a m e l i n e i s 4.5 7%,w h i c h m e e t s t h e e n g i n e e r i n g d e s i g n r e q u i r e m e n t s.K e y w o r d s:w i r e l e n g t h;p r e c i s e m e a s u r e m e n t;p r e f a b r i c a t e d t r a n s m i s s i o n l i n e s;p r i n t;o b s e r v a t i o n o f s a g 收稿日期:2 0 2 2-1 0-1 8*基金项目:南方电网公司科技项目(G D K J XM 2 0 2 0 0 7 1 0)资助001北大中文核心期刊国外电子测量技术 0 引 言装配式架线施工直接按照导线长度进行架线,省去了繁琐的弧垂观测和紧线等步骤,在架空输电线路工程建设中具有独特优势1。但按照导线长度进行架线,需要实现线长的精确测量2,而目前缺乏有效的测量设备。因此,需要一种能够在施工中精确测量导线长度的设备。从现有研究来看,导线长度的测长方式可分为非接触式和接触式两种3。其中,非接触式测长方式多依靠激光多普勒测速技术来实现4。文献5 基于激光多普勒技术研制了一种导线长度测量系统。但由于绞合结构的导线表面较为粗糙,激光照射导线时产生的反射光强度大小与方向不一,难以根据收集的反射光进行线长的精确测量。因此,现有研究更倾向于采用接触式导线测长方式。文献6 基于接触式测量方式,采用单轮压紧与测量轮支撑相配合的机械结构,研制了一种用于导线生产过程中的长度测量设备。但该设备未采取抑制抖动的措施,无法适用于导线抖动情况较为严重的施工过程中的导线长度测量。为避免导线的抖动所带来的干扰,文献7 通过增加压紧轮数量的方法,研制了一种输电线路导线长度测量装置。但该装置仅在移动速度小于1 k m/h时能保证较高的测量精度,难以满足导线展放时的实际工程需求8。为此,文献9 参考了关于光电编码器转速测量领域在软件程序上的处理方法1 0,设计了一种能自动修正测量轮的转速误差的导线长度测量系统。但该系统的算法设计过于复杂,以至于运算速度缓慢,又考虑到该算法对处理器的性能也有很高要求,因此根本无法应用于实际施工过程中,装配式架线施工中导线长度精确测量的问题至今仍未得到解决。为此,本文结合装配式架线施工工艺及接触式测量方式的特点,通过硬件电路、软件程序和结构设计等3方面进行优化,研制了一种适用于装配式架线施工的导线精确测长设备,实