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摘要：根據配電網絡錯綜復雜的特點及GPS的功能優點，結合生產實際，總結了傳統的配網日常巡線及檢修事故原因，提出在配電檢修、巡線過程中應用GPS信號接收機，準確定位每一根桿塔的三維坐標，以減少人身觸電事故的發生并提供工作方便。

關鍵詞：配電網絡巡線檢修事故GPS導航定位

1GPS簡介及工作原理

GPS即全球定位系統，（GlobalPositioningSystem）是美國從本世紀70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。GPS是美國第二代衛星導航系統。是在子午儀衛星導航系統的基礎上發展起來的，它采納了子午儀系統的成功經驗。和子午儀系統一樣，全球定位系統由空間部分、地面監控部分和用戶接收機三大部分組成。

GPS的基本定位原理是：衛星不間斷地發送自身的星歷參數和時間信息，用戶接收到這些信息后，經過計算求出接收機的三維位置，三維方向以及運動速度和時間信息。計算公式如圖所示。對于我們終端用戶來說，有個GPS信號接收機就足夠了。

GPS信號接收機的任務是：能夠捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號，并跟蹤這些衛星的運行，對所接收到的GPS信號進行變換、放大和處理，以便測量出GPS信號從衛星到接收機天線的傳播時間，解譯出GPS衛星所發送的導航電文，實時地計算出測站的三維位置，GPS衛星發送的導航定位信號，是一種可供無數用戶共享的信息資源。對于陸地、海洋和空間的廣大用戶，只要用戶擁有能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS信號的接收設備，即GPS信號接收機。可以在任何時候用GPS信號進行導航定位測量。靜態定位中，GPS接收機在捕獲和跟蹤GPS衛星的過程中固定不變，接收機高精度地測量GPS信號的傳播時間，利用GPS衛星在軌的已知位置，解算出接收機天線所在位置的三維坐標。接收機硬件和機內軟件以及GPS數據的后處理軟件包，構成完整的GPS用戶設備。

2GPS系統的特點

GPS系統的具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等特點，GPS信號接收機可直接和PC機連接傳輸數據。

1）定位精度高

應用實踐已經證明，GPS相對定位精度在50KM以內可達10-6，100-500KM可達10-7，1000KM可達10-9。在300-1500M工程精密定位中，1小時以上觀測的解其平面其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000電磁波測距儀測定得邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm,校差中誤差為0.3mm。

2）觀測時間短

隨著GPS系統的不斷完善，軟件的不斷更新，目前，20KM以內相對靜態定位，僅需15-20分鐘；快速靜態相對定位測量時，當每個流動站與基準站相距在15KM以內時，流動站觀測時間只需1-2分鐘，然后可隨時定位，每站觀測只需幾秒鐘。

3）可提供三維坐標

經典大地測量將平面與高程采用不同方法分別施測。GPS可同時精確測定測站點的三維坐標。目前GPS水準可滿足四等水準測量的精度。

4）操作簡便

隨著GPS接收機不斷改進，自動化程度越來越高，有的已達“傻瓜化”的程度；接收機的體積越來越小，重量越來越輕，極大地減輕測量工作者的工作緊張程度和勞動強度。使野外工作變得輕松愉快。

5）全天候作業

目前GPS觀測可在一天24小時內的任何時間進行,不受陰天黑夜、起霧刮風、下雨下雪等氣候的影響。

3GPS在電力系統中的應用

GPS主要應用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運載工具導航和管制、地殼運動監測、工程變形監測、資源勘察、地球動力學等多種學科。在我們電力系統中，目前GPS主要用校驗時鐘，如全網的繼電保護裝置、故障錄波裝置、其他自動裝置及調度自動化系統都留有GPS接口，這些接口和GPS信號接收機連接，裝置內部有自動校時程序，每隔固定時間將裝置本身時鐘和GPS時鐘作一比較，時間差超過某規定值時，自動以GPS時鐘為準，修改裝置時鐘（校時步長、時間差由校時程序給定）。這樣，全網的保護裝置及自動裝置都具有統一時鐘，準確記錄每次事故的時間，以便事故調查，并準確定性。

4利用GPS信號接收機進行配網巡線、檢修

隨著國民經濟的不斷發展，城市用電負荷的不斷增長，配電網絡的規模越來越大，配電網絡的接點和支路也越來越多，年長日久桿塔上的編號會日漸模糊，這對我們的檢修和巡線造成很大的不便。在巡線時，城市配網結構像蜘蛛網一樣，多、亂、雜、編號不清，如果我們應用GPS信號接收機，工作效率就可以大大改觀。

（1）可以利用GPS信號接收機，記錄每一桿塔的準確的三維坐標，由于GPS信號接收機可以直接和PC機相互連接傳輸數據，將數據永久存入計算機，從而建立配電網絡直線、支線桿塔的三維坐標電子檔案。使得我們的桿塔編號“永不退色”。在宇宙空間，每一個點的空間坐標總是唯一的。GPS應用衛星不間斷地發送自身的星歷參數和時間信息，用戶接收到這些信息后，經過計算求出接收機的三維位置，三維方向以及運動速度和時間信息，即記錄每一點的三維坐標，信號接受機采集數據格式X（X，Y，Z），GPS信號接收機可以直接和PC機相互連接傳輸數據，我們將采集到的數據用PC機編輯，如將X（X，Y，Z）編輯為：某線路某支線某號桿（X，Y，Z），這樣，我們的桿塔三維坐標檔案就具有可讀性和可用性。

（2）安排巡線工作時，確定所巡線路段落后，將PC機和GPS信號接收機直接相連，事先將所巡線路及支線桿塔電子三維坐標檔案輸入GPS信號接收機，GPS信號接收機會順利導航并準確定位每一根桿塔。配電網絡象蜘蛛網一樣，錯綜復雜。不管是對環境熟悉的老工人還是新參加工作的年輕人給我們的工作帶來極大的方便。

假定工作任務是巡視某線路9#桿下的支線一，在去工作現場的同時，只要我們進入GPS信號接受機工作半徑之內，GPS信號接受機就象指南針一樣，在其顯示屏上指明前進方向及距目標地的距離，順利、準確導航到達目的地。如果我們現在要去某線路9#桿，在進入公路后，GPS信號接受機顯示屏會顯示：西北（××）。××KM，如圖2所示示。

（3）在配網檢修中，同樣，我們可以利用其導航功能到達目的地，而且GPS信號接受機可以準確定位于某一地點。到達目標地，GPS信號接受機的報警裝置會提醒用戶，有警鈴或燈光提示裝置。

假定今天的工作任務是某線路9#桿下的支線一1#桿校桿，只要我們提前在GPS信號接受機上按照工作票輸入準確輸入工作目標桿塔的編號，那么GPS信號接受機會正確無誤的導航我們，當我們按照GPS信號接受機導航前行至目的地時，GPS信號接受機會發出提示信號，或警鈴或燈光。如圖二所示。這樣，即使桿塔編號模糊不清，也不會走錯工作地點。

5案例分析

據有關數據表明，配電網絡檢修中，人身觸電事故大部分是由于停錯電或登錯桿塔造成的，盡管安規中把安全措施規定的很詳細，如果工作人員在工作中能認真、仔細的完全按照安規的規定辦，觸電事故是完全可以避免的，但是，人的主觀原因也必須考慮，所以多一道防線，就會多一分保障。一般的檢修工作，在工作票上出錯的可能較少，因為工作票有幾道程序在把關，首先我們要看工作計劃再擬票，所以工作地點是不會錯的。但是在具體的操作過程中由于配網線路錯綜復雜，且桿塔編號不一定清楚，再加上我們人的主觀因素，這給我們的正確操作留有隱患。GPS信號接收機能準確定位每一個點的三維坐標，如果我們能利用GPS信號接收機，充分利用其特點，就能在檢修和巡線過程中準確定位到每一根桿塔。

2004年4月，某供電局北區供電站在10kV傲背線#33桿前窩支線#5桿處理缺陷，由于工作人員錯停了10kV傲背線#31桿太和寺支線后，登上前窩支線#5桿工作時觸電，造成職工死亡。

分析本次事故的直接原因，是由于工作人員錯拉了10KV傲背線的31#桿的司具，停了太和寺支線的電，而后又登上了計劃工作的帶電前窩支線5#桿，設想當時如果我們應用了GPS信號接收機，事先象辦工作票一樣，將停電設備和檢修設備電子檔案輸入GPS信號接收機，那么此裝置會正確導航，準確找到應該停電的10KV傲背線33#桿塔的位置，并正確找到須檢修的前窩支線5#桿的位置，順利完成此項工作，完全可以避免一次人身死亡事故。

參考文獻：

《電力系統基礎》……楊以涵水利電力出版社

《電力網和電力系統》……王新學水利電力出版社