超特高压输电铁塔倾斜度数字化智能测量算法

三维激光雷达扫描技术为杆塔姿态的数字化、可视化精确描述提供了先进的技术解决方案,但亟需解决超特高压铁塔姿态参数测量算法普适性差、自动化水平低的不足,该文开展了基于激光雷达点云数据的输电线路铁塔倾斜度智能测量算法研究。首先分析了常见类型的输电铁塔结构形态特征,建立了倾斜度计算的工程数学模型;然后提出了利用铁塔纵向分层截面中心的偏移量来计算倾斜度的算法和流程,并实现了铁塔整体及局部倾斜度测量结果的可视化展示。案例应用结果表明：提出的智能测量算法有效,普适性和稳定性好,测量精度满足工程需求;通过对目标对象的三维虚拟重构,实现了测量结果的可视化和数字化描述,便于存档和追溯校核,具有工程应用价值。     

组合激光雷达系统在输电线路测量中的应用

针对传统人工测量输电线路方法精度与效率较低的问题,提出一种机载激光雷达系统与地面激光扫描仪协同工作的组合激光雷达系统进行输电线路测量。机载激光雷达系统负责输电线路走廊点云数据的采集,地面激光扫描仪负责电塔高精度点云数据的采集,通过计算两个坐标系之间的旋转矩阵与平移向量,实现两组点云数据的融合。在张北500KV高压输电线路工程中进行应用试验,试验结果表明,该系统可以高效、准确地实现输电线路走廊中危险点的检测以及电力塔的倾斜度与变形监测,具有一定的实用价值。     

基于数字化的架空输电线路设计三维模型构建

为实现架空输电线路的数字化和信息化管理,全面掌握架空输电线路的空间分布情况,设计基于数字化三维的架空输电线路模型。该模型以架空输电线路各个组成部分的实际测量和各个组成部分的出厂检测数据为主,利用数字三维模型对数据进行批量导入,采用参数化的方式生成设计图;构建架空输电线路数字化三维模型。通过该模型能够完成杆塔、绝缘子串、导线等组成部分的三维模型构建,通过该模型精准描述组成部分的类型、空间位置、几何尺寸、材料信息、材料属性等信息,并且模型的设计精度较高,满足应用需求。     

倾斜摄影和激光雷达在某输电工程三维建模中的应用研究

在三维输电线路计平台里线路走廊三维实景呈现,可交互、可量测的方式进行展示,为变电站选址、输电线路优化选线、断面图快速生成、杆塔排杆、杆塔线路三维立体、三维输电线路设计成果输出、输电线路全过程机械化施工方案编制、施工管理、辅助运维检修等工作提供有效的数据支撑和技术手段。准确、精细的三维实景模型是三维设计平台工作的基础数据,倾斜摄影测量和激光雷达测量在三维建模有很大技术优势。目前,国内外单独对激光雷达和倾斜摄影的应用研究都比较多,但是针对两者的结合应用却研究较少。通过探讨倾斜摄影和激光雷达测量技术融合的方法,来实现对输电线路走廊进行快速三维实景建模。     

输电线路杆塔倾斜度在线监测系统

为能及时获取杆塔倾斜状态信息,防止杆塔倾斜造成倒塔、断线、跳闸等灾害,设计了一种输电线路杆塔倾斜度在线监测系统。建立杆塔倾斜度计算模型,结合无线分组业务/码分多址/第三代移动通信技术/基于IEEE 802.11b标准的无线局域网/光纤等通信网络,实现在各种极端气象、特殊地形下对杆塔倾斜状态的在线监测。经工程实践验证,该系统有效可行且精度高,为输电线路安全运行提供了理论依据。     

机载激光雷达数据在山区输电线路工程中的应用

目前机载激光雷达数据具有高精度、高分辨率、点云密度大以及方便可视化处理等优点,逐渐应用于基础测绘、三维建模、林木调查以及电力勘测等领域。为了论证机载激光雷达数据在山区输电线路工程中的优势,满足输电线路工程勘测基本要求,本文结合青海—河南±800 kV特高压直流输电线路工程(11标段),从路径优化、定位、平断面绘制等角度,阐述了机载激光雷达数据在山区输电工程中的具体应用,并将机载激光雷达数据与实测数据对比。结果表明:机载激光雷达数据在山区输电线路工程中应用广泛且测量精度较高,能够满足输电线路工程设计要求,可以极大提高外业勘测效率。     

基于Skyline技术的三维输电线路信息管理系统的构建

基于Skyline技术开发三维输电线路信息管理系统,已完成主要功能的开发、硬件设备的部署和服务平台的搭建,实现了输电杆塔的设备参数、影像图片以及运行状态记录,输电线路任意杆塔任意地形的洪水淹没情况分析等应用功能,实际应用效果较好。该系统能为复杂的输电线路结构提供强大的可视化管理及空间分析能力,为实现电网三维可视化管理打下了良好基础。     

基于地面激光雷达的杆塔护坡破损测量方法

本文分析了现有测量法或工具在测量杆塔基础护坡破损测量中存在的缺点,在简述地面激光雷达工作原理的基础上,提出基于地面激光雷达的杆塔基础护坡破损测量新方法,并结合现场实测案例给出具体的测量流程。现场实测结果表明,基于地面激光雷达利用点云模型的测量方式,能有效实现护坡破损的量化评估,测量结果准确可信,且具有直观、高效的特点,值得推广应用。     

基于全要素组件模型库的输电线路杆塔三维高效高精度建模

目前国内高压输电线路杆塔三维模型大多依靠专业建模人员参考相应的设计参数,采用CAD软件手工创建,工作量大且费时、费力,难以满足高压输电线路走廊快速数字化建模的需要。对此,提出了一种输电杆塔三维模型组件式建模方法,满足建模人员对输电杆塔的快速、高精度三维重建。通过对不同类型输电杆塔的现有三维模型进行分解,建立输电杆塔的全要素组件模型库,实现模型库中的不同组件能够根据其固定的连接关系自动拼接。在对特定杆塔建模时,用户只需指定输电杆塔的类型和高度参数,并对模型方向和塔头宽度进行微调,即可获得输电杆塔的高精度三维模型。该方法能降低输电线路杆塔三维建模的难度,提高建模效率,满足电力线路走廊快速数字化建模的工程应用需要。     

基于柔性互感器的接地电阻测量系统应用

输电线路接地装置是防雷击跳闸事故的重要电气设备,目前对输电线路接地装置的测量须单独进行,工作量繁重,且存在人为误差,基于此,介绍一种基于柔性互感器的接地电阻测量系统。介绍系统构成和工作原理,系统集成GPS功能和远程通信功能,能够实现输电线路和杆塔号的自动识别以及测量数据的自动远程上报,以现场实际应用为例,说明利用该系统能够实现针对多引下线接地输电线路的杆塔接地电阻测量,为输电线路接地装置的日常维护及管理提供了一种新型设备及系统平台。     

振动模态识别技术在输电塔线动力特性研究中的应用

输电塔线体系是一种复杂的空间塔线耦联振动体系,体系动力特性计算中由于导地线的振型密集,输电塔的振型难以清辨。在对输电塔线体系的动力特性研究中,采用白噪声激励体系,得到输电塔耦合了导地线的响应;利用振动模态识别技术,可得到输电塔耦合了导地线的低阶模态。此外,在实际工程现场进行了环境振动测试,识别输电塔耦合了导地线的低阶模态,验证了数值计算模型和理论模态识别的正确性。     

Remote sensing system for spatial electric field strength using free space light transmission

Most of the breakdowns in an electric power system are caused by lightning to the tower used for high‐voltage transmission wires. To avoid accidents due to lightning, it would be desirable to develop a measurement system for the spatial electric field distribution around the tower. We have developed a new system that can measure the electric field around the steel tower for electric power transmission by using an optical electric sensor. In conventional methods, the sensor is generally illuminated by light transmitted by optical fibers. On the other hand, the new measurement system illuminates the Pockels sensor directly by using a laser to measure the far electric field. Furthermore, our newly proposed feedback system makes it possible to measure the spatial electric field without concern for the change of Pockels sensor's operation point influenced by temperature change. This system is applicable as a remote sensing system to monitor the spatial electric field around a high‐voltage transmission line. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 162(2): 10–19, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20552     

基于微分环的输电线路雷电流非接触式测量方法

雷电流的测量在电网雷电防护中至关重要,获取准确的雷电流大小以及波形才能采取正确的防雷保护措施。针对当前输电线路雷电流安全准确测量的难题,将脉冲功率测量技术中被广泛应用的微分环应用于输电线路雷电流的测量,提出了基于微分环的非接触式输电线路雷电流测量方法,并介绍了微分环测量雷电流的原理以及基于微分环的雷电流测量传感器的设计。实验室中冲击大电流的试验表明:针对不同的测量距离,通过选择适当的微分环尺寸及微分环匝数采用合理的屏蔽措施,并结合自积分,则该传感器能够准确反映被测电流的波形及幅值,且其具有安全性高、抗干扰能力强、线性度好、测量精度高等特点。最后基于FDTD建立了雷击输电线路的三维模型,对雷击瞬态磁场传播特性进行了仿真分析。结果表明:雷击输电线路时,杆塔周围的瞬态磁场能够准确地反映各导线上的电流波形及幅值情况,说明基于微分环的输电线路雷电流测量方法是可行的。     

利用第二次土地调查DOM和DEM数据进行送电工程勘测设计

本文主要是依据已有山东省第二次土地调查DOM和DEM数据,通过核线共线方程原理恢复生成大场景三维立体模型,然后进行架空送电线路路径优选、测量平断面图及外业采集交叉跨越和断面数据精确拟合等数据处理、进行三维漫游等,主要研究将测量标准4D数据应用到中架空送电工程勘测设计全过程中,本文通过工程实际应用,提出了应用方法及作业注意事项等。     

基于微机电系统加速度计的杆塔倾斜检测装置的开发

输电线路杆塔倾斜是处于不良地质区(采空区、滑坡区、高盐冻土区等)的输电线路随时会出现的严重故障,为了及时发现杆塔倾斜并修复,需要对杆塔的状态进行实时监测。依据重力加速度测量值计算倾斜角原理,设计开发了一种输电线路杆塔倾斜检测装置,采用基于微机电系统的三轴加速度计ADXL345作为传感元件进行数据采集,采用含有无线射频电路及Zigbee协议栈的STM32W108片上系统作为中央处理器进行加速度采样数据处理,并经Zigbee网络传送至上位机,实现了杆塔倾斜角的实时检测。     

高海拔地区特高压杆塔的合成电场和电位转移电流实测研究

针对2000 m高海拔地区±800 kV特高压直流带电作业过程中,作业人员将承受特高压杆塔产生的合成电场和电位转移电流的问题,开展了特高压杆塔的合成电场和电位转移脉冲电流的实测研究。首先,从理论上分析了考虑离子流条件下特高压杆塔的合成电场计算方法和电位转移电流特性。然后,建立特高压杆塔带电作业和电位转移有限元仿真模型,并进行了仿真计算分析。最后,在高海拔特高压试验基地搭建了试验平台和测试系统,开展了特高压杆塔的合成电场和电位转移脉冲电流的现场实际测量工作,试验结果可以为高海拔地区特高压杆塔带电作业的安全防护标准提供制定依据。     

特高压大跨越架空线路三维工频电场计算

1000kV特高压输电线路跨越江河时,线路的档距和弧垂均较大,为了解线路周围的电场确定线路最小对地高度,引入线性单元模拟电荷法,同时考虑铁塔的影响,根据悬链线方程建立了特高压大跨越线路的模型,采用三维电场的计算方法计算了线路周围的工频电场分布。三维电场方法与二维电场方法的计算和对比分析结果表明:对于特高压普通架空线路,采用二维电场方法与采用三维电场方法所得的计算结果基本相等,均可满足工程要求;对于特高压大跨越线路,采用三维电场方法计算可以更准确地反映大跨越线路的电场分布,提高工程的设计精度。     

高压配电线路铁塔带电纠偏技术

结合厦门电业局110kV高压配电线路的工程实例探讨线路倾斜铁塔带电加固纠偏技术。针对铁塔倾斜的具体原因,确定铁塔加固纠偏的原则,介绍了加固纠偏的施工过程及要点。加固纠偏效果明显,提出的整套纠偏技术有一定的参数价值。     

外场环境下频率测量系统的设计

提出在外场使用环境下的频率测量系统的设计方法,用于外场复杂测试环境,设计满足机动化、一体化测量要求。系统采用连续采样的频差倍增法,采用双平衡混频器实现混频模块、滤波电路,提高测量分辨能力,根据GPIB接口特点,采用D7210C和75160BN,75161BN芯片实现计算机与仪器与测量仪器间的双向、异步、准确可靠的数据通信任务,编写软件,采用自动化测量方式,完成外场环境下原子频标的频率测量。通过对实验室和外场的比对试验数据得出系统满足测试要求,设计的系统1s比对不确定度指标达到4×10E-13。