基于杆塔点云数据的数字化输电线路防雷性能评估技术

针对气象条件、线路长度等因素对防雷性能产生影响,导致防雷性能评估准确度下降的问题,提出基于杆塔点云数据的数字化输电线路防雷性能评估技术。利用机载三维激光扫描技术获取杆塔点云数据,实施去噪和精简处理,提取杆塔特征参数和地形地貌特征参数,结合其他特征构成雷击风险评估指标体系。计算雷击跳闸概率值,明确雷击跳闸风险;计算输电线路的防雷程度值,确定对应的防雷等级。实验结果表明,所提方法的防雷性能评估结果与历史数据初步判定的防雷性能结果一致,该技术可以显著提高输电线路防雷性能评估的精度。

输电杆塔塔型智能识别与台账的智能提取研究

杆塔作为输电线路的主心骨,其运行安全重于泰山,因此利用智能化的方式获取高压杆塔的台账参数信息对快速掌握杆塔的运行状态具有重要的意义。首先,利用分类后的输电线路三维激光点云数据,研究了常规塔型的高精度智能识别算法;然后,提出了杆塔横担几何尺寸、杆塔塔高等台账信息的智能提取方法;最后,通过塔型的识别、杆塔台账信息提取以及线路拟合的案例分析验证了所提方法的应用价值。结果表明,所提方法可实现高精度的输电杆塔台账信息提取,进而快速确定杆塔的运行状态,提高运维质效。

高压杆塔设备无线供电技术剖析

高压杆塔设备的种类和数量随着智能电网和5G新基建的蓬勃发展而日益增多,现有的蓄电池供电方式可靠性较差且所需运维工作量大,供电成为它们必须面对的重要问题。近年来,通过架空输电线路取电,再将电能无线传输给电力杆塔设备的供电技术,已经显示出具有良好的发展和应用前景。为此,该文从供电系统组成、取电装置、磁耦合机构、补偿网络、电能变换器及控制方法几个方面,对电力杆塔设备无线供电技术现有发展状况进行系统的分析,指出应用前景以及系统亟待解决的问题,并探讨无线供电技术在传输效率、抗偏移、鲁棒性以及产品化等方面的发展趋势。

基于激光点云的电力杆塔倾斜角度计算方法

本文旨在提出一种基于无人机激光点云数据的电力杆塔倾斜角度自动精准计算方法,用于解决电力杆塔人工巡检验收环节中倾斜度计算效率低下、过程繁琐、难度较高的问题。本方法利用无人机激光雷达获取复杂环境下的电力杆塔点云,采用分层密度统计与塔身结构提取方法,生成电力杆塔中轴方向线,并计算其与杆塔所处位置铅垂线的夹角,得到电力杆塔倾斜角度。为验证本方法的有效性,选取了不同地点4个待验收的杆塔进行实验,通过模拟仿真与影响因素分析,探索了电力杆塔倾斜角度计算的精度。结果表明,本方法对电力杆塔倾斜角度计算的平均绝对误差为0.017 4?,验证了其在电力杆塔人工巡检验收环节中倾斜度计算的有效性与可靠性。

电力施工中的杆塔组立基于Unity3D仿真系统的实现方式

电力施工中的杆塔组立是一项较为危险的任务,工作人员需要丰富的专业技能和经验。提出了一种基于Unity3D的杆塔组立仿真系统,该系统旨在帮助电力施工人员提高技能和熟练度,并减少由于人为错误造成的意外事故。通过该系统,用户可以模拟真实的杆塔组立场景并进行实时交互,使其能够更好地理解操作步骤、风险评估和安全要求。应用VR/AR技术对Unity3D游戏引擎的物理引擎和渲染技术做了充分的调研和分析,设计和开发了杆塔组装和拆卸的交互式场景和模型,并完成了用户界面的开发。最后通过初步的用户测试和详细的性能测试,证明了该系统的可行性和有效性。

采煤沉陷区高压架空杆塔监测系统的设计与分析

为解决采煤沉陷区因地质特殊而导致的高压输电杆塔容易发生倾斜、位移等问题,采用多传感器数据融合的方法,研发了针对采煤沉陷区的输电系统位移监测预警系统,应用于采集、传输和分析输电线路杆塔及变电站的倾斜、沉降、环境风速、风向等关键参数。通过采集输电杆塔的倾斜角和绝缘子串风偏角等数据,并对这些数据进行融合处理,得到杆塔的实时倾斜数据,在此基础上分析了输电杆塔健康状况。结果表明,该系统能够较为准确地监测输电杆塔倾斜情况,并在必要时发出预警信号,提高输电杆塔的巡检效率,为确保电力设施安全稳定运行提供了有力保障。

10kV杆塔基础在复杂沙质土层的施工技术研究

随着10 kV配电网网架地不断向农村地区发展,农村配电网升级改造也迎来更高的可靠性和安全性,文章以某110 kV变电站10 kV某线路改造工程为例,重点阐述10 kV配网杆塔基础施工,遇到复杂的沙质地质且无法变更杆塔位置时,所进行的施工技术优化改进。

基于改进YOLOv5s的两种输电杆塔缺陷检测研究

国内的电力事业发展迅速,输电杆塔的缺陷检测与修复是保证电网安全运行的关键技术手段。当前主要是人为识别输电杆塔的缺陷,工作负担巨大。故以YOLOv5s网络为基础,提出一种改进YOLOv5s目标检测算法,提升检测效率。在基础模型上引入Focal-EIoU损失函数,提升模型收敛速度与精度;在卷积层引入Hardswish激活函数,提高模型的表达能力,查准率得到提升;上调算法推理的置信度阈值conf-thres,减少模型推理的误检情况,提升模型正检率。另外在研究中尝试融入注意力机制提升网络特征提取能力,但效果不好,故舍弃此改进策略。实验结果表明,改进模型的各项指标均获得了提升,查准率由92.96%提升至95.02%,上涨了2.06百分点;查全率由87.36%提升到了87.38%;mAP@.5∶mAP@.5∶.95(0.1∶0.9)由0.644 3提升至0.648 1,上涨了0.38百分点;模型检测速度FPS提高了4.4。

台风灾害输电线路杆塔脆弱性与风险评估:以浙江省为例

台风大风可导致输电线路杆塔断裂倒塌等事故,影响电力系统运行安全,因而台风灾害输电线路杆塔风险评估具有重要意义。以浙江省全域杆塔为例,基于杆塔属性、地理信息及台风灾情资料,提出了一种基于“超额损失”的针对连续型和离散型变量的输电线路台风灾害杆塔脆弱性评估模型;利用68 a台风参数风场再分析数据,基于极值理论,建立了台风大风危险性评估模型;基于区域灾害系统理论,通过台风大风、杆塔脆弱性之间耦合分析,建立了台风输电线路杆塔风险评估模型。结果显示:台风大风危险性呈从东南向西北递减态势,随重现期增大呈非线性增大趋势,以20和100 a一遇极大风速为例,浙江省全域风速强度分别为23.5~50.9和32.6~68.9 m/s;台风影响下的杆塔综合脆弱性总体呈南高北低且与地形联系紧密的分布态势,脆弱性高值(>1)区域主要在浙中南和沿海地区;输电线路杆塔风险总体呈南高北低、沿海高内陆低的特点,局部差异性较大。应根据具体线路特点采取差异性较大的抗风策略。

输电直线杆塔风灾易损性的准静态分析方法

如何合理并高效地评估既有输电杆塔的抗风承载性能及安全裕度,对电网的风灾预测及运维管理具有重要的意义。该文提出一种考虑风向效应杆塔结构易损性评估的高效实用方法。首先基于风工程原理,采用准静态分析框架推导给出不同设计风速下的杆塔整体风荷载的极值概率分布;随后综合考虑输电塔结构参数的不确定性及初始缺陷,通过非线性静力推覆分析(nonlinear static pushover analysis,NSPA)考察杆塔结构的抗风承载能力性能及对应的破坏准则;进而依据随机抽样分析得到杆塔结构的抗风承载力的概率模型;最后采用极限状态函数计算不同风向角下的杆塔风灾易损性概率曲线。研究表明,基于首次超越概率理论可以方便得到准静态分析框架下的整体风效应概率分布;准静态的基底剪力响应不受结构非线性状态影响,可作为整体风荷载作用的评价指标;基于构件屈服破坏与整体破坏内在联系,可建立合理的轻微、严重和倒塌的破坏准则;风向角对杆塔的抗风承载性能和易损性均有着显著影响,杆塔在60°风向角下的易损概率最高。

基于深度学习的电力杆塔缺陷检测

针对目前无人机电力杆塔巡检过程中航拍图像背景复杂、杆塔组件尺寸差异大、缺陷种类多导致的巡检效率低和缺陷漏检率高等问题,本文提出一种动态位置查询引导的多尺度实例分割方法和基于图特征记忆的缺陷检测方法。所提实例分割方法通过提取多尺度航拍图像特征,选择特征中具有最高关注度分数的低分辨率像素,将其映射到高分辨率特征的相应位置,并添加边界框检测器以提高电力杆塔的分割精度。在缺陷检测算法中提出可学习的图特征描述符,构建了一个记忆库来提取关键元素,以获得更准确的样本特征,提高缺陷检测效率。本文方法在自建的两个缺陷检测数据集上与其他先进算法进行对比,实例分割box_AP和mask_AP相较于Mask2Former分别提升了7.6%和0.5%,缺陷检测算法AUROC分别比次优算法提高7.3%和1.6%,F1-Score分别比次优算法提高6.7%和6.9%,充分表明了本文算法出色的电力杆塔缺陷检测性能。

基于知识图谱的电力杆塔主要构件识别方法研究

电力杆塔主要构件的图像识别是无人机巡检的主要内容,准确识别杆塔构件对保障电网运行具有重要价值。为此,提出一种基于深度学习和知识图谱的电力杆塔主要构件识别方法。首先,建立不同构件类型的拓扑关系,形成杆塔空间知识图谱;其次,设计语义关系推理模型,融合构件语义特征与拓扑关系,得到增强特征;最后,拼接增强特征与原始特征,实现特征融合。实验表明:在未架线电力杆塔多目标识别方面,所提方法比Reasoning-RCNN、Cascade-RCNN及Faster-RCNN的识别效果好,能够精准识别杆塔主要构件,对无人机电力巡检具有参考价值。

输电线路杆塔监测系统设计

输电线路为电力系统的重要组成部分,杆塔作为输电线路的支撑结构,受风雨侵蚀等自然环境的影响较大,因此杆塔的安全监测至关重要。尤其是偏远地区无法实时监控杆塔,需开发一套智能监控监测工具,使用智能化的数据监测手段。对输电杆塔倾斜监测系统的设计与应用进行了研究,通过传感器检测采集输电线路杆塔的参数,以此计算、评估输电线路杆塔的当前运行状态,从而分析输电线路杆塔的运行是否安全可靠,包括硬件设备和软件系统。硬件设备主要包括传感器、数据采集模块和无线通信模块,用于采集杆塔的倾斜角度、温度、湿度等数据,并将数据传输到上位机;软件系统主要包括数据处理和分析、预警管理和数据可视化3个模块,用于实现数据分析和处理、异常预警。

基于SBAS-InSAR技术与致灾强度反演的盐湖地区输电杆塔地面沉降易损性定量评价

针对盐湖地区输电杆塔地面沉降灾害频发,输电杆塔易损性定量评价困难的问题,以易损性评价的核心指标——致灾强度为突破口,提出了一种基于小基线集合成孔径雷达干涉测量(SBAS-InSAR)技术求解输电线路地面沉降致灾强度的经验模型,实现了输电杆塔地面沉降易损性的定量评价。该模型首先利用SBAS-InSAR技术解译线路沿线地面变形,并开展输电线路杆塔地面沉降易损性的现场调查,然后结合粒子群算法与模糊层次分析法(PSO-Fuzzy AHP)评估杆塔地面沉降抗灾能力,最后建立杆塔地面沉降致灾强度模型,形成输电杆塔地面沉降易损性分析方法,并开展杆塔地面沉降易损性定量评价和验证。结果表明:利用致灾强度经验公式能有效地定量获得杆塔地面沉降易损性结果;基于致灾强度曲线I_(p)=0.1D_(tot)^(0.306)(D_(tot)为地面累计沉降量)的杆塔地面沉降易损性计算结果与实际杆塔变形情况最为吻合。所提出的输电线路杆塔地面沉降易损性定量评价方法可为后续的杆塔治理与维护提供参考。

电磁超声SH波输电杆塔接地扁钢腐蚀缺陷检测

为实现接地扁钢腐蚀缺陷方便且快速的检测,提出了基于电磁超声SH波检测接地扁钢腐蚀缺陷的方法。建立接地扁钢及其腐蚀缺陷的三维有限元仿真模型,分析接地扁钢中SH0波的传播情况以及其缺陷检测时的衰减特性。结果表明,随着SH0波传播距离的增大,其回波信号位移幅值减小,且下降幅度逐渐减缓,并有转向稳定的趋势;腐蚀缺陷深度和长度增加会导致回波信号幅值增大,而腐蚀缺陷宽度对回波幅值影响很小。通过实验探究不同腐蚀缺陷对检测结果的影响,验证了电磁超声SH0波检测接地扁钢腐蚀缺陷的可行性。仿真和实验结果表明,电磁超声检测方法可以准确判断接地扁钢缺陷的位置。该方法为现场接地扁钢腐蚀缺陷的检测以及量化识别提供新思路,具有重要参考价值。

基于子结构模型降阶和数据驱动的杆塔结构损伤识别方法

针对受静载作用的输电杆塔大型复杂结构,提出了一种基于子结构模型降阶和数据驱动的损伤回归识别方法.根据杆塔框架结构特征及其在自重和覆冰静载作用下的变形特征划分子结构,确定结构可能出现的损伤状态,定义损伤指标.采用子结构模型降阶方法对含损伤结构的有限元模型进行降阶,形成降阶模型库.进一步,根据杆塔受载特征确定标定载荷,根据变形及破坏模式设计应变传感器布置方案,采用有限元方法计算降阶模型库中所有模型在标定载荷作用下的变形,构建数据集.以传感器测点的应变数据作为输入,损伤指标作为输出,利用BP神经网络算法建立损伤回归识别模型,实现杆塔损伤位置识别和损伤指标预测,为杆塔结构健康状态实时监测技术开发奠定了基础.

强腐蚀环境下输电杆塔塔材腐蚀及寿命预测研究进展

随着我国特高压输电工程进一步发展,强腐蚀地区输电杆塔的腐蚀问题越来越凸显,探究输电杆塔塔材在强腐蚀环境下的腐蚀行为和腐蚀机理对于保障整个输电网的安全运行至关重要。本文结合输电杆塔服役环境和腐蚀失效情况,总结了主要大气污染物腐蚀影响机制,着重梳理了不同输电杆塔塔材在海洋大气、工业大气以及海洋-工业大气环境下腐蚀行为的差异性及不同腐蚀环境对同一塔材腐蚀影响情况,对比讨论了大气腐蚀相关性分析方法及寿命预测方法的优缺点,并对今后输电杆塔大气腐蚀研究工作的发展方向进行了展望。

输电线路杆塔基础施工技术和安全注意事项分析

为解决输电线路架设期间存在的杆塔施工技术应用不合理、质量不达标以及相关安全问题,对杆塔基础选型做出分析,在此基础上,以红花水电厂电化学储能项目送出线路工程为例,重点阐释了输电线路杆塔基础施工的基础开挖技术、钢筋绑扎技术、模板安装技术、混凝土浇筑与养护技术、误差控制技术等,并分析了施工期间的安全注意事项。

启发式快速探索随机树的电力杆塔三维航线规划研究

为了完成对电力杆塔运行状态的有效监测与故障诊断,要求无人机规划最优三维航线。文章基于快速探索随机树(rapidly exploring random trees,RRT)算法,提出一种启发策略的无碰撞三维航线规划方法,该方法集成启发式搜索策略进行代价函数设计,加速算法收敛,确保航线最优。在仿真环境与实际场景下的实验结果表明,同传统的RRT与改进的RRT*算法相比,本方法针对电力杆塔所规划的无碰撞三维航线,具有稳定可靠的最短路径长度,能够满足智能监测的应用需求。

电力线杆塔监测中点云数据的应用

为精准高质量三维激光点云实施电力线杆塔变形监测质量,需对电力线杆塔所处的输电线路走廊进行分析,从数据采集、点云预处理、特征图计算三个方面讨论电力线杆塔三维激光点云数据的运用细节,完成点云数据处理后进一步展开电力线杆塔三维激光点云变形监测,了解电力线杆塔变形情况。