（1国网冀北固安供电有限公司河北廊坊065000；2国网冀北电力有限公司廊坊供电公司河北廊坊065000）
摘要：万向测量装置，用于带电测量空间两点之间的距离，解决了很多输配电网遇到的测量问题。与过去其他测量装置相比，在三维空间测量、快速直接读取数据、无需间接计算，测量时无需被测物支撑。
关键词：导线；水平距离；垂直距离；万向测量
1背景
安全距离小于规定数值，是输配电网运维、施工中经常遇到的现象，是威胁电网安全稳定运行的主要故障形式之一，也是亟待解决的测量技术难题和空白点。传统测量模式用于水平距离和垂直距离，局限于在直线方向或一个平面内测量。存在的弊端是使很多输配电网遇到的测量问题难以解决。
例如，线路垃圾与导线安全距离不符合要求，但无法测量到数据，造成放电故障（图1）。又如，212电缆厂路祖各庄村南口10KV线路边相与通讯电杆平行，距离不足0.15米。由于刮风导线与电杆放电，导线多处被破坏（图2）。
随着经济社会发展和全球能源互联网构建，传统测量模式已经无法满足国计民生的要求，亟需技术创新。本专利应用空间半球理论、多角度化的技术手段实现国内外带电测量由直线或平面向立体化作业变革。
2项目原理说明
万向测量装置，发明专利号ZL201310364860.7。
设想有一种绝缘尺能通过一种方式，固定在绝缘杆上，以固定点为球心，以它自身的长度为半径在空中做旋转运动，它自身的任意一点的运动轨迹的集合正好是半球。这种尺就可以叫万向测量装置。
我们对这个尺提出以下要求：被举起来后，能倾斜任意角度，能从任意角度看出它反映的尺寸，具有良好的绝缘性能，可以在10kV线路检修、施工和运行维护中使用。
因此，要实现能从任意角度观察尺寸，尺子是矩形截面和其它多边形截面是不能满足要求的，只有圆形或圆环形截面才可能实现。而圆形截面与圆环形截面相比，在面积相等时，根据材料力学原理圆环形截面比圆形截面抗弯能力强，因此，我们选择尺子的截面为圆环形截面。要使尺子有良好的绝缘性能，我们选择环氧玻璃钢管为材料。要使尺子能以一点为轴，倾斜任意角度，我们选择这个轴为万向轴。要使刻度能使远离刻度10米左右的地面上的人也能分辨出来，最好的思路是将刻度以圆柱的侧面积形式反映出来。因此，我们决定采用两种不同颜色的绝缘漆，作为刻度材料。
本发明专利万向测量装置，用于带电测量空间两点之间的距离，不限于水平距离和垂直距离，量取速度快、测量时无需被测物支撑。
3主要技术创新
创新点一：建立了输配电网带电测量立体化作业方法
1.发明可多角度观测的测量尺，为带电测量奠定基础。
采用伸缩式圆环形截面绝缘长杆；外表面涂绝缘漆，红白相间距离相等；也可分距离合格区域或不合格区域。创建了能从任意角度观测数值的最小单元，为登杆人员带电测量奠定了基础（图3）。
图6
1.发明核心技术-伸缩式绝缘杆
一种绝缘杆伸展长度可1.65米、3米、4.5米，通过旋转完成固定连接，手动旋转2下，即可使绝缘杆达到长度4.5米。另一种绝缘杆伸展长度可为0.7米、1.1米、1.65米，通过旋转完成固定连接，手动旋转2下，即可使绝缘杆达到长度1.65米。
2.伸缩式绝缘杆替代公母扣式
对距离地面6.5米以下位置的测量，用伸缩式绝缘杆与测量尺部分连接，减少了绝缘杆连接时间，加快了量读速度。比单纯采用多个单节绝缘杆连接方式操作，每次节省5分钟，每安装1只同杆塔多层横担上的驱鸟器减少操作用时20分钟。对万向节距离地面6.5米以上位置的测量，通过用伸缩式绝缘杆与万向测量装置连接，减少了绝缘杆连接时间，加快了量读速度。比单纯采用多个单节绝缘杆连接方式操作，每次节省2.5分钟，每安装1只同杆塔多层横担上的驱鸟器减少操作用时10分钟。节省了测量时绝缘杆操作时间和总体量读时间。
创新点三：发明五种典型带电测量作业工法。包括：
发明线路与防护架距离测量作业工法（图7）；发明电杆顶部导线与杆顶距离测量作业工法（图8）；发明线路与建筑物距离测量作业工法（图9）；发明室内墙壁上带电设备尺寸估测作业工法（图10）；发明线路线间距离估测作业工法（图11）。
创新效果：实现线路与防护架距离合格率100%，实现了线路与防护架放电发生率为0%。实现了导线与杆顶距离合格率97.5%、杆顶导线断线事故率0%。实现了导线与建筑物距离合格率100%，提高了人身安全，降低了线路改造费用。使多处居民在盛夏期间缩短了停电更换室内高压熔断器时间。提高了弓子线线间、线与接地体距离合格率，实现了鸟害故障率为0%、垃圾故障率1%。
万向测量装置获发明专利授权。获15项外围专利授权。其中发明专利3项，实用新型专利12项。与国内外专利比较，万向测量装置在带电测量方面，一经测量，即可读数，无需间接计算及被测物支撑，独树一帜。与DGPS全球定位系统比较，在测量架空线路空间导体距离方面，本专利无需辅助手段，数据准确，量读速度快。与经纬仪技术比较，在测量架空线路空间导体距离方面，本专利无需辅助手段，数据准确，量读速度快。
4项目推广前景
本专利通过自主实施，提高了线路安全水平，减少了停电引起的经济损失，降低了线路改造费用。2015年至2016年，产品累计使用2484次。其中，其他用途测量324次，安装驱鸟器测量2160次，新增利润377.9万元。
2013年、2016年、2017年，发明人白庆永以国网技术学院为成果推广平台，将万向测量装置作为配电实训场实景教具，为来自全国24个省、自治区、直辖市的1800名国网新入职员工进行了新工具使用培训，使他们逐步成为全国各基层单位的技术能手。
5社会效益
1.丰富了国内外带电测量领域工具。技术通过专利许可方式在国内推广并获得了广泛认可和赞誉。
2.提高了电网科学管理水平。减少了电网鸟害、悬挂垃圾、断线事故，降低了电网改造费用。
3.带动了带电测量的创新。传统方法离不开在直线或一个平面内测量或测量后需要间接计算，本专利在三维空间测量、快速直接读取数据、无需间接计算。