基于单目测量方法的输电线路跳线弧垂测量研究

根据单目视觉原理研究测量跳线弧垂的新方法。首先在定焦无人机镜头上增加十字形刻度,在查取跳线横担端面尺寸后,使用定焦镜头对跳线横担拍摄,读取当前距离下已知长度在刻度中的读数,并计算单位刻度对应的实际长度。保持距离不变,操作无人机水平拍摄跳线弧垂并读取刻度读数,通过计算得到跳线弧垂数值。实验证明,单目测量方法精度满足跳线弧垂测量的要求。

基于局部摄影的单目视觉输电线路弧垂测量

定期监测输电线路中导线弧垂的大小对输电线路的稳定运行有重要意义。传统的弧垂测量方法操作复杂且耗时较长,应用单目视觉获取完整导线图像是一种便捷的弧垂测量方法,但是当输电线路的档距过大时,相机受视场角和分辨率的限制,无法拍摄完整的导线,难以测量弧垂。针对上述问题,设计了一种便捷可用的局部摄影测量方法,将IMU中的加速度计传感器与高分辨率工业单目相机结合,在已知少量输电线路参数的条件下,只需拍摄待测导线的左侧部分即可。获得单幅导线图像后,引入语义分割技术提取图像中的导线,以摄影测量模型为基础将导线的实际点与对应成像点建立联系,以此建立非线性方程组,经非线性求解恢复导线的三维形状,进而计算导线弧垂。弧垂的测量相对误差可以控制在5%以内,满足实际应用需求。

融合单目深度和 RTK 定位的电力线弧垂测量方法

现有电力线路弧垂测量方法操作繁琐且智能化程度低,提出一种融合单目深度和RTK定位的电力线弧垂测量方法。首先,无人机拍摄电力线路关键点图像,将其输入构建的单目深度估计模型EleDep-Net生成对应深度图,该模型嵌入带状金字塔模块和边界融合注意力模块,使模型能精准地捕捉导线上下文语义信息;其次,引入深度矫正算法进一步修正深度图中的深度值,根据修正后的深度值得到关键点深度信息;最后,结合无人机RTK定位和关键点深度信息,在参考坐标系中生成关键点空间坐标进而拟合出导线抛物线公式,通过该公式计算出导线弧垂。在配网线路真实环境中进行测试,结果表明本方法在保证测量相对误差小于5%的前提下,作业效率明显提高,有较高的工程应用价值。

一种基于现场点云及环境参数的导线弧垂测试计算方法

弧垂作为输电线路基本结构参数,不仅表明架空输电导线所处的力学状态,又直接影响着电气绝缘安全距离,一直是输电线路在线监测的焦点。该文基于机载激光雷达点云数据和实时环境信息,提出一种架空导线弧垂的实时监测方法。通过结合抛物线构型方程、输电线路状态方程和短时温升计算模型,实现了安装工况、首次激光勘测工况和第二次激光勘测工况3种状态下导线应力、温度和弧垂的转换。此外,基于某500kV实际线路的两次激光勘测弧垂数据和相应的实时环境信息,对弧垂计算过程中涉及的具有平均意义的参数进行修正,结果表明:修正后的参数可有效提升模型的计算精度。

基于网络CORS的架空电力线路弧垂远程检测设计与应用

架空电力线路作为主要的输电线路,数据检测多受到野外环境、气象条件等因素的干扰。基于此,研究借助弧垂检测算法和倾角传感器计算档间弧垂,并以CORS系统实现对问题电力线路的定位检测。该系统能使电压补偿的偏移误差最小值达到-0.1,灵敏度系数补偿最大值趋近于0.1,整体性能较为稳定。且其数据定位精度变化值最大超过了80%,与实际理论值的距离相对误差也在0.06%以下。基于CORS系统的架空电力线路设计能对问题线路和弧垂数据进行定位和动态监测,极大提高了电力监测的精度,降低了人工成本并减少了数据失真,能保证输电线路的安全作业。

弧垂点遇障碍时实时弧垂测量研究

介绍高架线路架设过程中 ,弧垂点遇障碍时 ,如何利用任意点置镜 ,实时测量线路弧垂值及对地高度的方法以及推导其计算公式 ,用以指导架线施工。

考虑输电线路弧垂变化的自适应无人机巡检航线规划研究

当前基于无人机的精细化巡检未考虑温度对导地线弧垂的影响,外出作业操作难度高、巡检效率低。针对上述问题,提出考虑输电线路弧垂变化的自适应性无人机巡检航线规划技术,基于悬链线方程,对已分类处理的导地线点云数据进行矢量化分析计算,得到矢量化导地线;研究导地线温度与矢量化导地线的对应关系,基于插值生成的离散化点云数据,根据巡检无人机的相机参数、拍照距离、重叠率等参数计算出航点间距,生成自适应性无人机巡检航线。自适应导地线弧垂变化的巡检航线飞行试验结果表明:充分考虑由温度变化引起的导地线弧垂变化进行自主巡检航线规划,设置恰当的拍照距离和照片重叠率,可以清晰识别导地线纹理和缺陷故障,自主、完整、高效采集架空导地线图像。

碳纤维复合芯导线温度—弧垂特性有限元分析

针对碳纤维复合芯导线高温低弧垂的特点,采用ANSYS有限元分析软件分析碳纤维复合芯导线在0~160℃的弧垂变化规律,并验证了有限元软件模型和加载方法的合理性。通过分析碳纤维复合芯导线在温度荷载作用下的弛度特性,表明芯棒截面积相同时结构重量小的导线弧垂变化量大;芯棒截面积不同时,截面较大的导线弧垂变化量较小。

邻近转角塔线档的导线弧垂的研究

认为在输电线路张力架线施工中在孤立档或小耐张段紧线的情况下,根据经验常采用放松应力进行紧线操作很不科学。提出了绝缘子金具串的重量对导线弧垂有影响。根据联有耐张绝缘子串的弧垂计算理论,精确分析了一端或两端分别联有耐张绝缘子串的弧垂计算和弧垂测控,并给出了工程实例。通过在弧垂计算中考虑绝缘子金具串的影响并在施工紧线操作中严加控制,可以使杆塔受力更加合理,消除运行安全隐患。

采用VB简易编程计算架空线路的标准弧垂

标准弧垂是新建架空线路弧垂观测的重要依据之一。针对通常主要是通过查阅由设计部门提供的《导线弧垂、拉力曲线表》获取标准弧垂的做法的不足,提出了采用VB简易编程计算架空线路标准弧垂值的方法,只要输入线路的基本参数和气象条件即可迅速计算出标准弧垂值,极大地提高弧垂观测的准确性,有效地克服人为误差,易于在施工和运行中推广使用。

基于力学分析和弧垂测量的导线覆冰厚度测量方法

输电导线等值覆冰厚度的准确测量,对于冰灾防御工作具有重要意义,但是目前还缺少一种能在远距离方便准确地测量输电导线等值覆冰厚度的方法。为此,从导线的基本方程出发推导了导线温度、弧垂与导线等值覆冰厚度的关系式,提出了通过确定导线工作温度和测量弧垂来计算导线等值覆冰厚度的方法,并推导分析了覆冰导线工作温度确定和导线弧垂测量的方法。通过分析导线温度对等值覆冰厚度测量准确度的影响,发现温度变化对于准确测量影响较小乃至基本可以忽略,故取覆冰导线温度区间的中间值-3°C为导线的近似工作温度;而对于导线弧垂的测量,借助于激光测高测距望远镜进行了测量,并推导出了实际测量值与导线弧垂的计算式。该等值覆冰厚度测量方法原理简单,操作方便,适用于人工巡查线路时,辅助人工在远距离方便准确地实现等值覆冰厚度的测量。

架空输电线路导线弧垂在线监测误差分析及方法比较

架空输电线路的导线弧垂是反映线路安全运行的重要参数,也是输电线路在线监测和动态增容需要重点关注的状态量之一。为了实时掌握输电线路的运行状态,国内外非常重视导线弧垂的在线监测,也形成了几种比较成熟的监测方法。笔者立足于国内外实际应用情况,重点对导线温度、张力以及倾角传感器监测弧垂的测量精度在理论上和应用上进行了分析和比较研究。在传感器精度足够高的前提下,研究结果表明3种方法监测弧垂的误差都在4%以内,其中张力传感器法误差最小达1%,3种方法都能满足工程要求。

输电线路弧垂的实时监测

输电线路弧垂是线路安全运行的主要指标,为实现弧垂的实时监测这一多年来国内外研究的目标,从导线的基本方程出发推导了根据导线张力、倾角或温度来测量导线弧垂的方法并介绍了计算公式和例题。目前国内外已开发生产的测量装置为通过导线应力、温度、倾角或图像分辨来实时测量弧垂的装置,并且己在线路关键点弧垂、线路覆冰监测及线路动态定额中得到应用。线路弧垂实时监测的应用提高了线路安全运行水平,特别是在线路动态定额的应用,可充分发挥线路隐性容量,使线路输送容量增加10%～30%。

采用图像处理技术的输电线路导线弧垂测量

输电导线弧垂是导线安全运行的重要指标,对其实时监测已成为国内外研究的一个重要课题。为此,利用视频图像处理技术自动计算输电导线弧垂,当导线弧垂不在规定的安全范围时进行报警,以通知相关人员及时采取防范措施。通过输电导线视频监控装置获取导线弧垂的视频信息,在视频流中截取数字图像作为研究对象,利用摄像机标定、图像灰度化、图像平滑等方法对图像进行预处理;采用Harris角点(即兴趣点)提取方法对导线进行特征提取,找到导线弧垂最低点和金具点,再由坐标系变换,在世界坐标系中得到实际弧垂。对特高压交流输电导线500号杆塔进行处理与分析,得到导线弧垂为9.1847 m,该值属于安全范围内;与实际测量相比,相对误差是0.6%,处于误差容限范围内。此方法可以较为精确地测量导线的弧垂,并且操作方便。

基于航拍序列图像的输电线弧垂测量方法

弧垂是输电线路运行的一个重要参数,直接关系到电网运行的安全性和可靠性。提出了一种基于直升机巡检时采集的航拍序列图像进行弧垂测量的新方法。选取输电线路上的隔离棒作为识别目标,采用归一化互相关图像匹配算法,结合基于小波的金字塔分层搜索策略,测量出隔离棒中心在序列图像上的像素坐标;然后基于立体视觉技术对隔离棒中心的三维空间坐标进行测量;最后通过最小二乘非线性回归算法,计算出输电线的实际弧垂。实验结果表明该方法可以提高弧垂测量的效率,并且适合在复杂地理条件下应用。

基于电场逆运算的输电导线弧垂计算方法

输电导线弧垂是导线运行的重要参数,影响电网的安全稳定运行。为实现导线弧垂的准确监测,提出基于导线工频电场(power frequency electrical field,PFEF)逆运算的弧垂计算方法。首先根据悬链线方程,基于有限长线电荷建立导线工频电场的三维计算模型。然后根据导线下方工频电场的实时测量数据,在三维电场模型下利用遗传算法(geneticalgorithm,GA)反演得到导线的最大弧垂。考虑电场测量数据受外界环境因素和测量条件的影响,采用最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)建立导线原始测量数据的环境因素修正模型,使修正后的测量数据逼近理想条件下的数据。将修正后的电场测量值作为反演模型的目标参考值,进一步提高弧垂的计算精度。对比银川地区某条典型输电导线的测量数据,验证了该算法的有效性。

采用图像摄影的输电线路弧垂测量方法

输电线路的弧垂和对地距离是线路设计和运行的主要指标,其准确测量对线路的运行安全具有极其重要的意义。结合图像处理和摄影测量技术,提出一种新的输电线路弧垂测量方法。根据无人机载数据采集系统针对同一段输电线路,在不同拍摄位置和角度拍摄传回的多张现场照片,利用平滑滤波、边缘检测和边界追踪相结合的图像分割算法识别出照片中弧垂特征点,并利用立体像对前方交会算法推导对应弧垂点的实际坐标值,进而实现对输电线路弧垂和对地距离的准确测量。与现场激光测距仪实测结果相比较,新测量方法平均误差率<1.3%,最大误差率<2.8%,证明该方法正确有效,满足实际应用的需要。

基于导线温度的架空线路弧垂新算法

为保证输电线路增容运行的安全性,研究导线温度与弧垂的关系有很现实的意义。常用的状态方程法和应力积累法只适用于较低的导线温度范围,一旦导线温度过高,铝股发生径向膨胀,弧垂的计算结果将会出现很大误差。输电线路导线温度——弧垂新模型的提出解决了上述问题,当导线温度逐渐升高,铝股受力由拉力变为压力时,将利用纯钢特性继续求解弧垂。实验结果表明,该算法使得计算的弧垂误差均小于其他两种方法,新模型的应用将为输电线路增容安全运行提供保障。

考虑弧垂的交流特高压输电线三维电磁场

针对1 000 kV特高压交流输电线路的三维电磁计算问题,用有限元分析方法,建立1 000 kV特高压交流线路的计算模型,分别按简化的直导线模型和具有弧垂的实际线路模型,进行线路的三维电磁计算。在相同的对地高度下,直导线和弧垂线下方的横向面电场分布趋势一致;在相同的对地高度下,直导线纵向电场相同,而弧垂线的纵向电场强度在最大弧垂处的数值最大,同时沿着纵向逐渐减弱,计算值与实测值接近。磁场的计算结果与电场有相似的规律。此种的弧垂线路三维电磁场建模方法,能准确地计算出输电线路的真实电磁强度数值。考虑线路弧垂的三维模型计算方法对于特高压输电线路电磁的研究有一定借鉴意义。

基于弧垂测量的综合荷载下导线等值覆冰厚度监测方法

近年中国电网冰灾事故频发,输电线路覆冰监测对电网冰灾防治工作具有重要意义。弧垂作为导线覆冰后一明显变化量,可用于远程在线覆冰监测。因此,该文根据导线力学分析,建立综合荷载下,基于弧垂、温度测量的输电线路等值覆冰厚度数值计算模型,并以连续档下不同塔线连接类型线路,以及大高差非均匀覆冰线路为对象,提出其标况下状态方程参数计算及覆冰厚度监测方法,并在重庆大学雪峰山野外观测站进行现场试验验证。结果表明:模型理论计算等值覆冰厚度与实测值最大相对误差为11.1%;对于特定导线,其最大弧垂f_(M)随等值覆冰厚度近似呈线性变化;当覆冰监测精度一定时,对最大弧垂f_(M)的测量精度需求随导线几何构型增大近似呈指数型上升,当线路档距大于400 m时,温度测量达±1℃,弧垂测量达±1 dm便可实现等值覆冰厚度增长1 mm的测量精度。