基于YOLOv5算法的无人机巡检图像中绝缘子单目测距方法

为了提升无人机安全飞行性,提升线路运维能力,基于YOLOv5深度学习算法,提出了一种无人机单目测距方法,用于实现一种精确的辅助距离测量功能。对现有的开源绝缘子数据集进行了扩充和标定,采用YOLOv5s模型进行了训练、验证和测试,建立了绝缘子串的测距模型,设计代码加入到检测模块中,实现对绝缘子的识别和测距。实验结果表明,该模型能够准确识别输电线路不同类型的绝缘子并进行精确测距,平均测距误差为4.76%;对复合绝缘子的识别和测距效果最佳,改变俯仰角和相对距离,最大测距误差为6%;在不同天气条件下,亮度变化越大,对绝缘子的识别测距误差也越大,亮度增加至100%时,误差最高可达到12.3%。测距所需平均时间为0.2984 s,可以实现高效、高精度测距,为无人机巡检安全距离测量提供支持。

一起500kV复合绝缘子断裂故障分析

针对一起禁飞区500 kV复合绝缘子断裂导致导线掉线事故,依据现行标准对故障绝缘子开展了外观检测、材料性能试验和电气试验。综合现场事故调查情况和检测分析结果发现,由于复合绝缘子芯棒玻璃纤维与硅橡胶护套界面存在缺陷,在挂网运行多年后绝缘子芯棒老化,加之受运行环境综合影响,加剧了芯棒内部纤维化和整体结构变性,最终导致绝缘子酥朽断裂,进而发生导线脱串掉线事故。最后,给出无人机禁飞区、弱信号等区段线路复合绝缘子的运维策略及防范措施,以避免此类事故再次发生,确保电网安全稳定运行。

基于分布式电流行波监测的输电线路故障精确定位装置研制

输电线路发生故障时,及时、准确地确定故障点位置对于快速抢修及保障电力系统的安全可靠运行具有重要意义。针对传统行波故障定位装置存在定位精度低、受影响因素多的问题,研制了一种基于分布式电流行波监测的输电线路故障精确定位装置。考虑到故障行波电流具有频带宽、幅值高等特点,采用Rogowski线圈作为故障定位的基本传感单元,利用卫星授时模块的秒脉冲信号对恒温晶振时钟信号进行实时修正和IRIG-B码校正绝对时标。同时,在故障定位原理上消去行波波速、导线长度对定位精度的影响,仅利用行波波头到达定位装置的时刻计算故障点的准确位置。在实验室条件下对研制的装置开展了各项测量准确度试验和电磁兼容试验,装置在试验期间及试验后均能可靠工作,两分布式电流行波监测装置间的对时偏差小于0.1μs,故障位置的理论定位误差小于30 m、实际误差小于300 m,实现了档距范围内的高精度定位。最后,装置在某500 kV和110 kV输电线路工程上进行应用,运行期间稳定可靠。

基于单目视觉的无人机测距技术探讨

本文提出一种基于考虑被测物体长度和考虑飞行姿态来测距的单目测距模型,有效地解决了巡检中的无人机测距问题。测距步骤分为三个部分,首先对无人机拍摄的图像进行处理并识别(以绝缘子为例),其次推导出坐标系转化公式并对相机进行标定实验获得其内外参数,最后考虑无人机飞行过程中的姿态变化情况并建立测距模型进行距离计算,即可得到单目背景下的摄像头与被测物体距离。

共享铁塔与航空无线电导航台站防护间距的计算

为得到航空无线电导航台站的防护间距,建立基站天线激励条件下的共享铁塔电磁散射求解模型,采用矩量法和物理光学法对电场积分进行混合求解,并针对兆赫兹频段带来的阻抗矩阵求解资源量过大的问题,提出引用多层快速多极子算法(multi level fast multipole method,MLFMM)以降低计算复杂度,实现测距台站处的干扰场强求解。以共享铁塔的安装方式、铁塔塔型、铁塔基数为变量,分别求解了3种因子条件下干扰场强的变化规律,并以干扰防护率为阈值,建议航空无线电导航台站信号覆盖范围内的共享铁塔与航空无线电导航台站测距信标台之间的防护间距为11.1 km。

带电跨越施工方案的最优组合赋权决策方法

为解决现有输电线路带电跨越施工决策方法中各影响因素权重向量可信度不够高的问题,提出了一种基于最优组合赋权法的带电跨越施工方案的决策方法.采用最优组合赋权法,确立包含安全可靠性、技术可行性、施工难易度、短时停电时间、经济合理性和环境影响程度6项决策评价指标,计算各指标的主、客观权重向量并进行最优组合,构建了最优施工方案的辅助决策方法,实现了对输电线路带电跨越施工中跨越方案的科学决策.实例分析表明,所提出的方法兼顾了主观与客观决策的优点,能够有效实现各带电跨越施工方案的综合评估.

500kV同塔双回输电线路直升机吊索法带电作业进入等电位的路径

500kV同塔双回输电线路由于导线排列密集,通常只能采用直升机吊索法进行带电作业,这对作业人员进入等电位的路径选择带来很大困难。以两种典型同塔双回输电线路的双三角形和六角形导线排列方式为研究对象,结合直升机和导线之间的空间位置关系,提出了可行的直升机吊索法进入等电位的路径区域。采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,利用ANSYS软件计算了进电位过程不同位置的直升机机身场强,获得了直升机与导线之间的安全距离。在明确等电位作业人员组合间隙后,结合人体表面场强的计算,提出了作业人员进入等电位的最优路径。经500kV鼓峰甲、乙线直升机吊索法带电作业实操应用表明,直升机距离导线8 m,作业人员从距导线水平面斜上方0~15°区域进入等电位作业安全。

覆冰舞动下500 kV猫头铁塔损伤分析及改造技术

500 kV猫头塔在中国超高压输电网系统中发挥着重要的作用,但其在覆冰舞动条件下的倒塌事故频繁发生。针对覆冰舞动条件下输电铁塔杆件内力的准确计算问题,首先引入超静定结构的概念,提出了一种基于n次超静定结构的杆塔内力求解方法;然后根据导地线参数推导出了覆冰舞动条件下挂线点的受力情况;最后基于铁塔桁架结构和载荷分布的对称性,将全塔模型简化为1/4模型进行内力计算,并对螺栓组的连接强度进行校验。以500 kV宜兴Ⅰ回线路141#为例,对新方法的计算准确性进行验证。结果表明:内力计算值与仿真值之间的偏差均小于10%;采用新方法能够实现薄弱点的准确定位,并对薄弱点周围的螺栓组采取补强措施。研究结果对今后的舞动区铁塔设计和改造具有一定的指导意义。

潮汐地电场对电网GIC计算的影响研究

当前电网地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)的计算值同实测值之间存在巨大误差,影响地磁暴下GIC的防护工作实施。为获取误差产生的根源,结合GIC和感应地电场的形成机理,提出潮汐地电场(tidal geoelectrical field,TGF)是造成GIC计算误差的重要影响因子。给出了TGF作用电网的可行性求解方法,并推导了GIC在地心坐标系计算中的数学表达式。最后,以甘肃兰州地区为研究对象,通过建立局部电网直流等效模型,采用数值仿真方法计算了TGF引起的电网GIC水平。与同地区其他文献计算结果对比,TGF单独作用下产生的GIC数值最大占比地磁暴期间GIC计算值的18.8%,因此后续进行GIC的求解与分析时,必须考虑TGF的影响。

交直流并行输电线路无线电干扰的预测算法

交直流并行输电线路无线电干扰的产生机理与常规线路不同,以至于其预测模型要么过于粗略而误差过大,要么过于复杂而不易被工程人员掌握。为兼顾无线电干扰求解准确性与工程实用性,提出了一种结合灰色关联度理论的误差反向传播前馈神经网络模型。首先,对影响无线电干扰的17个影响指标进行灰色理论筛选,然后将得到的对无线电干扰有切实影响的指标作为输入变量,以无线电干扰为输出变量,通过BP神经网络拟合算法进行无线电干扰预测。结合已投入运行的交直流并行输电线路实测无线电干扰样本进行验证,结果表明,相较于传统算法,采用BP神经网络预测模型的预测精度提高了13.58%。

基于卫星遥感影像的线树距离测量与树障预警技术

线树距离是指输电线路与树木间的最短距离,该距离直接反映了输电线路发生树障事故的风险概率。本文依托摄影测量原理,从卫星遥感影像的立体像对中匹配并得到输电线路沿线的点云信息,从而构筑出输电线路沿线的三维立体模型。在此基础上,分别利用监督分类法识别并提取树冠区域空间参数、利用输电线路的悬链线方程获得输电线路的空间参数,从而实现了线树距离的测量。经±800 kV复奉、锦苏线实测,本文所提出的方法对树冠高程的最大测量误差为10.69%,对线树距离的最大测量误差为15.80%,精准定位重点关注区间20处,能够实现线树距离的常态化、大范围、高精度、无风险、经济性测量和树障风险的及时预警。

基于地电位均布的共享铁塔接地网设计方案

共享铁塔中移动基站的接地标准较为苛刻,需要对传统输电铁塔接地网进行改造以满足基站接地要求。笔者采用场路结合的方法,对接地导体进行分段处理,计算各分段导体的自电阻和互电阻,推导了共享铁塔接地网地电位的求解公式,进而判断接地网地电位的均匀程度。参照现有电力与通信的接地标准,提出了共享铁塔接地网的设计思路以及4种设计方案。计算结果表明,网状结构加垂直接地极的接地网设计方案可保证地电位分布最均匀,最大地电位梯度相比于简单扩大接地网面积的设计方案降了43.83%。