一种变电站相间导线距离的测量装置及测量方法与流程

1.本发明涉及测量仪器技术领域，具体涉及一种变电站相间导线距离的测量装置及测量方法。


背景技术：

2.当前变电站在施工建设过程中需要严格确保导线的相间距离，相间距离不足将给变电站运行带来极大隐患甚至引起电力系统故障。
3.施工人员在施工过程中依赖施工图纸进行施工，但施工完成后导线的相间距离往往依赖于基础施工精度，缺乏便捷快速的相间距离检测装置。因此，以上问题亟待解决。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种变电站相间导线距离的测量装置及测量方法，解决现有技术中变电站中相间导线之间距离难以测量的问题，具有测量精确，操作简单的有益效果。
5.本发明通过下述技术方案实现：一种变电站相间导线距离的测量装置，包括两个第一激光测距传感器、可转动的第二激光测距传感器以及处理器，两个所述第一激光测距传感器用于发射激光至同一待测导线上，且两个所述第一激光测距传感器之间具有设定的夹角，所述第二激光测距传感器用于发射激光至另一待测导线上，所述第二激光测距传感器的旋转路径位于两个所述第一激光测距传感器之间的等距平面上，所述第二激光测距传感器设置有角度传感器，所述第一激光测距传感器、第二激光测距传感器以及角度传感器均与所述处理器电连接。
6.两个第一激光测距传感器具有设定的夹角，因此能够方便的发射激光至待测导线上，从而能够快速的对第一激光测距传感器进行定位和安装；第二激光测距传感器可转动，且第二激光测距传感器的旋转路径位于两个第一激光测距传感器之间的等距平面上，因此第二激光测距传感器在转动时始终保持与两个第一激光测距传感器的夹角是相等的，且第二激光测距传感器设置有角度传感器，因此第二激光测距传感器的转动角能够测出，第一激光测距传感器和第二激光测距传感器能够分别测出各自到对应的待测导线的距离，因此以上数据可以在处理器得到第二激光测距传感器与第一第激光测距传感器之间的夹角的具体数值，且三个激光测距传感器所射出的激光的反向延长线交于一点，此点到三个测距传感器距离确定，因此只要再结合以上三个激光测距传感器的测量数据后通过余弦定理以及三角形的面积公式即可算出两个待测导线之间的距离。在实际使用时，只需对第二激光测距传感器转动至合理的测量位置，结合第一激光测距传感器、第二激光测距传感器的测量值，以及三个激光测距传感器所射出的激光反向延长线的交点至对应激光测距传感器的距离即可通过处理器得出测量值，具有测量精确的优点；此外，测量过程中无需工作人员用测量工具对两导线之间的距离进行直接测量，操作简单且省时省力，同时也避免了高空作业的风险。
7.优选的，还包括角度调节装置，所述角度调节装置与所述第二激光测距传感器连接。
8.角度调节装置与第二激光测距传感器连接，因此可以用于调节第二激光测距传感器的转动角度，从而适用于不同距离的两导线之间的测量，具有更好的适用性。
9.优选的，所述角度调节装置位于所述第二激光测距传感器和两个所述第一激光测距传感器所发射出激光的反向延长线的交点。
10.角度调节装置位于此交点能够使得第二激光测距传感器转动后依然保持与两个第一激光测距传感器之间各自的夹角相等，从而确保了测量的准确性。
11.一种变电站相间导线距离的测量方法，包括以下步骤：s1，在变电站相间导线下将变电站相间导线距离的测量装置进行固定安装；s2，开启第一激光测距传感器，使得两个第一激光测距传感器发射出的激光照射在第一待测导线上的不同两点，两个第一激光测距传感器的测量值传输至处理器中记录；s3，开启第二激光测距传感器，先使第二激光测距传感器发射出的激光照射至第一待测导线上，其照射点位于两个第一激光测距传感器的照射点之间，随后转动角度调节装置，使得第二激光测距传感器发射出的激光照射至第二待测导线上；s4，记第二激光测距传感器与两个第一激光测距传感器所发射出的激光的反向延长线交点为o点，根据出o点与两个第一激光测距传感器之间的理论设定距离以及o点与第二激光测距传感器之间的理论设定距离，并将三个距离值储存到处理器中；s5，处理器计算出两导线之间的距离。
12.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明提供一种变电站相间导线距离的测量装置；在实际使用时，只需对第二激光测距传感器转动至合理的测量位置以及结合第一激光测距传感器、第二激光测距传感器的测量值，以及三个激光测距传感器所射出的激光反向延长线的交点至对应激光测距传感器的距离即可通过处理器得出测量值，具有测量精确的优点；此外，测量过程中无需工作人员用测量工具对两导线之间的距离进行直接测量，操作简单且省时省力，同时也避免了高空作业的风险。
附图说明
13.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：图1为本发明实施例提供的一种变电站相间导线距离的测量装置的使用示意图；图2为本发明实施例提供的两待测导线之间距离计算的原理图；图3为本发明实施例提供的两待测导线之间距离计算的另一原理图。
14.附图中标记及对应的零部件名称：100-第一激光测距传感器，200-第二激光测距传感器，300-角度传感器，400-角度调节装置，500-第一待测导线，600-第二待测导线。
具体实施方式
15.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本
发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
16.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
17.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
18.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例
19.本发明实施例提供了一种变电站相间导线距离的测量装置，包括两个第一激光测距传感器100、可转动的第二激光测距传感器200以及处理器，两个所述第一激光测距传感器100用于发射激光至同一待测导线上，且两个所述第一激光测距传感器100之间具有设定的夹角，所述第二激光测距传感器200用于发射激光至另一待测导线上，所述第二激光测距传感器200的旋转路径位于两个所述第一激光测距传感器100之间的等距平面上，所述第二激光测距传感器200设置有角度传感器300，所述第一激光测距传感器100、第二激光测距传感器200以及角度传感器300均与所述处理器电连接。
20.如图1所示，两个第一激光测距传感器100之间具有设定的夹角，因此两个第一激光测距传感器100发射出激光至待测导线上时呈现出两个不会重叠的光点，从而能够快速的对第一激光测距传感器100进行定位和安装；第二激光测距传感器200可转动，且第二激光测距传感器200的旋转路径位于两个第一激光测距传感器100之间的等距平面上，因此第二激光测距传感器200在转动时始终保持与两个第一激光测距传感器100的夹角是相等的；且第二激光测距传感器200设置有角度传感器300，因此第二激光测距传感器200的转动角能够被角度传感器300测出；此外，三个激光测距传感器所射出的激光的反向延长线交于一点，此点到三个激光测距传感器的距离确定（装置制造完成后，距离即固定，因此属于已知数值），第一激光测距传感器100和第二激光测距传感器200能够分别测出各自到对应的待测导线的距离，因此只要再结合以上数据（即转动角和激光测距传感器到各自光点的距离）即可以在处理器得到第二激光测距传感器200与第一激光测距传感器100之间的夹角的具体数值，再结合以上数据即可在处理器中经过预先编入的程序（余弦定理以及三角形的面积公式）即可算出两个待测导线之间的距离。在实际使用时，只需对第二激光测距传感器200转动至合理的测量位置，结合第一激光测距传感器100、第二激光测距传感器200的测量
值以及三个激光测距传感器各自到所射出的激光反向延长线的交点之间的距离（该距离属于理论已知数值）即可通过处理器得出测量值，具有使用方便、测量精确的优点；此外，测量过程中无需工作人员用测量工具对两导线之间的距离进行直接测量，操作简单且省时省力，同时也避免了高空作业的风险。
21.需要说明的是，处理器可以选择现有技术中的型号为stm32f107的单片机或者型号为stm32f103的单片机；第一激光测距传感器100、第二激光测距传感器200以及角度传感器300均与处理器电连接，从而第一激光测距传感器100和第二激光测距传感器200测出到导线上光点的距离可以传输至处理器内，角度传感器300将记录第二激光测距传感器200的转动角度传输至处理器中，因此处理器通过预先设置在其中的程序可以先算出第一激光测距传感器100和第二激光测距传感器200之间的夹角，然后再根据该夹角的数值结合其他测量数据即可计算出两导线间的距离。
22.优选的，还包括角度调节装置400，所述角度调节装置400与所述第二激光测距传感器200连接。
23.如图1所示，在本实施例中，角度调节装置400与第二激光测距传感器200连接，因此可以用于调节第二激光测距传感器200的转动角度，从而适用于不同距离的两导线之间的测量，具有更好的适用性。
24.优选的，所述角度调节装置400位于所述第二激光测距传感器200和两个所述第一激光测距传感器100所发射出激光的反向延长线的交点。
25.如图1和图3所示，在本实施例中，角度调节装置400位于第二激光测距传感器200和两个第一激光测距传感器100所发射出激光的反向延长线的交点；此交点能够使得第二激光测距传感器200转动后依然保持与两个第一激光测距传感器100之间各自的夹角相等，从而确保了测量的准确性，且角度调节装置400设置此交点，使得本装置在制造完成后，三个激光测距传感器到此交点的距离为确定值，无需在测量过程中再次测量。
26.本发明实施例还提供一种变电站相间导线距离的测量方法，包括以下步骤：s1，在变电站相间导线下将变电站相间导线距离的测量装置进行固定安装；如图1所示，将变电站相间导线距离的测量装置安装第一导线和第二导线的下方，并对该装置进行初步固定，方便后续调整第一激光测距传感器100的激光照射角度。
27.s2，开启第一激光测距传感器100，使得两个第一激光测距传感器100发射出的激光照射在第一待测导线500上的不同两点，两个第一激光测距传感器100的测量值传输至处理器中记录；将变电站相间导线距离的测量装置初步固定后，依次开启两个第一激光测距传感器100，随后调节整体装置的安装位置，使得两个第一激光测距传感器100发射出的激光照射在第一待测导线500上的不同两点，两个第一激光测距传感器100的测量值传输至处理器中进行记录，随后即可对装置进行固定，防止测量过程中发生晃动，避免影响测量精度；s3，开启第二激光测距传感器200，先使第二激光测距传感器200发射出的激光照射至第一待测导线500上，其照射点位于两个第一激光测距传感器100的照射点之间，随后转动角度调节装置400，使得第二激光测距传感器200发射出的激光照射至第二待测导线600上，第二激光测距传感器200的测量值传输至处理器中记录；开启第二激光测距传感器200，调节角度调节装置400先使得第二激光测距传感器
200的激光照射至第一待测导线500上，使其照射点位于两个第一激光测距传感器100的照射点之间，将第二激光测距传感器200此次的测量值传输至处理器中进行记录；由于第二激光测距传感器200的旋转路径位于两个第一激光测距传感器100之间的等距平面上，因此第二激光测距传感器200在第一待测导线500上的照射点与两个第一激光测距传感器100的照射点的距离相等；随后通过转动角度调节装置400使得第二激光测距传感器200发出的激光照射在第二待测导线600上，转动的角度通过角度传感器300测出并传输至处理器中记录，第二激光测距传感器200的测量值传输至处理器中进行记录；s4，记第二激光测距传感器200与两个第一激光测距传感器100所发射出的激光的反向延长线交点为o点，结合o点与两个第一激光测距传感器100之间的理论距离以及o点与第二激光测距传感器200之间的理论距离，并将三个距离值储存到处理器中；由于两个第一激光测距传感器100之间的夹角固定，因此o点与两个第一激光测距传感器100之间的距离在装置安装好以后属于理论设定值，且用于调节第二激光测距传感器200的角度调节装置400位于o点，因此测出第二激光测距传感器200与角度调节装置400之间的距离也属于理论设定值，将三个设定距离值储存在处理器中；s5，处理器计算出两导线之间的距离。
28.计算原理：通过s1-s4的步骤可得出o点到两个第一激光测距传感器100在第一待测导线500上的照射点的距离，且两个第一激光测距传感器100发射出的激光的夹角已知，因此通过处理器内的编程，即可算出第一激光测距传感器100在第一待测导线500上的照射点与第二激光测距传感器200在第一待测导线500上的照射点之间的距离，原理如图2所示，即在直角三角形oln中，线段ol和线段on之间的夹角为两个第一激光测距传感器100发射出的激光的夹角的一半，线段on和ol均已知，因此可以求出线段nl的长度，也即第一激光测距传感器100在第一待测导线500上的照射点与第二激光测距传感器200在第一待测导线500上的照射点之间的距离；类似的，o点到第二激光测距传感器200在第二待测导线600上的照射点之间的距离可以测出，其转动角通过角度传感器300已知，因此通过处理器内的编程，即可算出第二激光测距传感器200在第一待测导线500上的照射点与第二激光测距传感器200在第二待测导线600上的照射点之间的距离，即在直角三角形opl中，线段op和ol均已知，且线段op和ol之间夹角即为角度传感器300测量出的转动角，因此可以算出线段pl的长度，也即第二激光测距传感器200在第一待测导线500上的照射点与第二激光测距传感器200在第二待测导线600上的照射点之间的距离，因此在直角三角形npl中，线段pl和线段nl均已知，从而通过勾股定理可以算出线段np的长度，也即第一激光测距传感器100在第一待测导线500上的照射点与第二激光测距传感器200在第二待测导线600上的照射点之间的距离；因此，结合图2和图3可知，在已知线段np、mp以及mn的长度的情况下（mp=np，mn=两倍nl，因第二激光测距传感器200的旋转路径位于两个第一激光测距传感器100之间的等距平面上），处理器可以根据三角形的面积公式得出三角形mnp的面积，继续以线段mn为底，在已知面积的情况下处理器即可算出三角形mnp的高的长度，也即第一待测导线500和第二待测导线600之间的距离。
29.本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
30.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。