大型无人机电力巡检LiDAR点云安全距离诊断方法

输电线路走廊中地物安全距离检测是电力运维部门日常线路巡检作业中的重要一环。结合此项运维实际需求,提出一种无人机电力巡检LiDAR点云数据的自动安全距离诊断方法:首先依据已知的线路位置与走向对无人机巡检系统采集的LiDAR点云进行裁剪,获得线路走廊区域点云;其次,采用自适应分区滤波的方法滤除地面点,获得非地面点云;在此基础上,在非地面点数据中,依据点云维数特征以及空间几何分布特性从非地面点中分离出导线点、杆塔点、及林木植被、建筑物等安全距离诊断所关注的线路走廊其他地物;继而提出一种迭代最小二乘电力线悬链线模型解算方法,自无序电力线激光点云数据拟合悬链线方程,用于后续安全距离计算;最后使用分段剖面安全距离计算方法计算线路与线路走廊下方地面/地物距离,并与标准安全距离做比较,对于距离小于安全距离的区域进行危险预警。采用大型无人机电力线路巡检系统采集的多组LiDAR点云数据对文中算法进行实验验证,并对检测结果与人工点云量测值与实地巡检值进行了定性与定量的对比分析。实验结果表明提出的安全距离诊断方法能准确探测树障等安全距离超限地物。     

绝缘护套对减小输电线路导线闪络距离的影响研究

提出通过在导线表面包覆绝缘护套来提高导线间以及导线对地物间隙的安全距离的方法,试验研究了双根导线包覆2.6 mm和4 mm绝缘护套对间隙安全距离的影响,发现双根包覆护套能显著提升间隙安全距离,安全距离提升量有一定的分散性,双线包覆4 mm护套最大可提升间隙安全距离约20cm,两种不同厚度的护套在提升间隙安全距离方面没有明显差异。     

基于GIM模型的输电线路通道隐患快速检测

为解决现有输电线路电网信息模型(grid information model, GIM)通道隐患检测方法检测效率低、优化算法存在漏检的问题,提出一种基于等线长点集化和球体包含原理的通道隐患快速检测方法。首先,采用等线长间隔采样方式将导线由空间曲线转化为离散点集,使离散点集在电力线上均匀分布以解决传统等水平间隔采样方式离散点集分布不均匀、特殊档精度较差问题;其次,在地物点到电力线离散点最近距离计算过程中引入球体包含原理对地物点隐患可能进行判断,对不存在隐患可能的地物点跳过邻近点搜索计算,实现通道隐患快速检测。实验表明,该方法在导线点集化方面,对于普通档、特殊档均能保证采样点均匀分布,在线长间隔为10 cm的情况下将最近点的定位误差始终控制在5 cm以内;在检测效率方面,在保证检测精度的前提下将隐患检测耗时优化为传统逐点检测耗时的6.9%,具有较强的实际应用价值。     

220kV架空分裂导线的应力动态分析

为了更好地评估过电流对水平排列导线伸长、导线间距的影响,研究了导线间距与电磁力相互作用的机理.通过建立输电线路为抛物线模型,利用模型计算导线电磁力、导线长度、导线拉应力,并分析计算拉应力、电流等因素对分裂子导线导线伸长、间距的影响.继而利用数值计算软件求出不同状态下子导线最小间距,并分析不同电流对导线间最小距离的影响,综合以上分析,建立过电流下导线伸长动态模型.基于以上分析可知:各种因素对导线伸长和最小间距存在影响,伸长与电磁力相互促进;动态模型显示导线伸长过程中各种参数变化,与导线粘连临界状态参数进行比较以判定导线粘连,并提出相应预防粘连的措施.     

变电站同塔双回进出线电磁环境分析

对750 kV变电站同塔双回进出线段线路周围的电磁环境进行了研究.以典型进出线段同塔双回线路为模型,分析了相导线间距离、分裂导线的根数、分裂间距、分裂导线子导线直径、导线对地高度等因素变化对导线表面电场强度、无线电干扰和可听噪声的影响;提出了改善变电站同塔双回进出线段线路周围电磁环境的措施.     

基于摄影测量在特高压直流线路通道管控应用

为便于开展特高压直流输电线路通道管控,提出了利用摄影测量构建通道模型的方法。因导线直径小,采用常规的影像采集和影像处理,难以完整复原导线模型,致使导线与其它地物关系无法直接测量。通过分析无人机性能、无人机飞行控制、现场作业条件影响因素与影像处理关键技术,研究出一套针对特高压直流线路导线模型复原与应用的解决方案。导线模型的构建,可直接在三维点云中快速进行导线对地表或交叉跨越距离快速评估与计算,并提供良好的三维展示效果,为通道管控提供决策依据。     

基于无人机激光雷达技术的输电线路走廊清理方法

根据输电线路运维要求,提出了一种基于无人机激光雷达技术的输电线路走廊清理方法。首先采用自适应滤波法对无人机激光雷达点云数据中的地面进行分离,然后根据点云邻域内的点集组成的协方差矩阵奇异值构成的维度特征和方向特征对导地线、杆塔和典型地物进行分类。再通过悬链线方程建立输电线路三维模型,并基于网格剖分方法计算输电走廊中地物与输电线路导线的距离,最后根据规程对不满足安全距离要求的树木和建筑自动计算得出清理区域。将自动计算结果与人工计算分析结果进行了比对,验证了提出方法的准确性和有效性。结果表明,提出的走廊清理方法具有误差小和效率高的特点,且利于输电线路运维工作。     

提高220 kV罗彦线输送容量的试验

为了最大限度地提高现有输电线路的传输能力,提出了提高原有线路导线允许温度来提高输电线路容量的方法。分析了摩尔根公式中影响导线载流量的因素后介绍了220kV罗彦线的基本情况,并利用在线检测装置对220kV罗彦线进行增容试验,实时监测导线和两侧变电设备温度,校验导线对地距离是否满足安全要求。试验表明,将导线电流从600A最终升至970A,提高输电容量约25%,提出的增容方法可行,为提高电网输送能力提供了现场试验依据。     

绝缘护套包覆对500 kV输电线路导线与杆塔间空气间隙击穿特性的影响

为有效解决输电线路风偏放电问题,对输电线路及金具进行绝缘包覆以提高放电击穿电压,仿真和试验研究了绝缘护套包覆对500 kV输电线路模拟杆塔中导线与塔身间空气间隙击穿特性的影响.试验过程中,对单导线及4分裂导线分别施加1 min1.1倍工频相电压(318 kV),通过改变导线与杆塔间距研究不同间距下的耐压情况.仿真结果表明,导线包覆绝缘护套后,其表面最大场强随间距增大而降低:裸导线空气间隙击穿电压与间隙距离呈线性关系;单导线包覆绝缘护套后可缩短13.6％的间隙距离,4分裂导线包覆绝缘护套可缩短9.3％的间隙距离;击穿点均位于绝缘盒连接处,其原因是此处以室温硫化硅橡胶填补缝隙密封时施工密封不严.绝缘护套包覆导线及金具措施可有效提高输电线路导线与杆塔间空气间隙击穿特性,但应严格控制施工工艺以提高实际效果.     

国内外架空输电线路档中线间距设计的对比研究

档中线间距影响着线路塔头尺寸和安全运行。通过对比中国、日本、欧洲和CIGRE等国内外的主要设计标准,研究了各标准档中线间距的计算方法,对比了设计和校核工况、风荷载计算和风偏角确定、电气间隙要求等方面的差异,总结了国内外计算方法中存在的问题。结合500 kV线路实例对各标准由档中线间距确定的塔头上的线间距离进行了测算,分析风速、风向、导线布置方案、导线型号、档距等因素对塔头尺寸的影响。根据对比结果,建议国内线路在档中线间距设计和校核时可采用风偏角按正态分布、根据线路重要性确定标偏倍数的方法,并建议开展长期的架空线路风偏摆动研究和观测工作,以优化线路设计。     

一种接地线漏拆检测装置

目前,带接地线合闸送电,是供电企业列入重点的安全违章行为之一,虽然采取了严格的管理的措施和要求,但带地线合闸送电的现象还是仍然有发生,给一线工作人员带来了生命危险.鉴于此目的,本论文讲述了 一种测量接地线检测工具的研制方法.可以实现实时监控接地线情况,同时可以检测接地电阻是否符合要求,对一线工作人员意义重大.     

基于改进SSD模型的输电线路巡检图像金具检测方法

为了解决航拍图像金具智能检测问题,提出一种基于改进SSD模型的输电线路航拍巡检图像金具目标检测方法。对巡检图像进行多角度旋转并自适应裁剪扩充样本,以解决金具在图像中占比过小导致大量漏检问题,使用改进的IoU得到对目标尺度更敏感的默认框;进一步针对图像中金具目标密集问题,在模型中加入对密集目标检测有效的斥力损失,提高模型对密集遮挡金具的检测效果。在包含6934个训练目标框和1879个测试目标框的11类金具数据集中进行实验,使用文中方法的金具检测准确率达到了75.64%,相对于使用原始SSD模型检测准确率提升了4.73%,且检测框更贴合目标。     

基于脉冲电流法的合成绝缘子在线检测系统

为提高电力系统运行的安全可靠性,介绍了脉冲电流法在线检测合成绝缘子的基本原理、检测系统的组成以及具体实现。利用建立起的脉冲电流检测系统,在实验室采用加高电压模拟老化的方法研究了两个不同状况的FXBW4-35/70型合成绝缘子的局放脉冲电流特性。实验结果表明合成绝缘子局放脉冲主要出现在60°~120°和230°~300°的工频相位上,且脉冲电流的幅值、脉冲个数和产生相位的范围都随着电压的增高而增大。对湖南局部分实际运行线路绝缘子的现场检测结果与合成绝缘子投入运行时间相符合,所研制开发的这套在线检测系统具有较好的测试性能,能够满足地面检测合成绝缘子脉冲电流特性的要求。     

一种基于电力线的现场总线设计与仿真

针对国内建筑电气监控领域缺乏自主知识产权的现场总线技术,开发一种基于电力线的局域监控网络总线。总线由三根常规电力线构成,即火线、零线和数据线。火线与零线提供电源,而数据线共享零线为参考地,采用+/-30V的逻辑电平实现数据通信传输。基于电力传输线参数,建立总线驱动接口电路模型,对不同通信距离和节点数量下总线驱动性能进行仿真。结果表明,在通信波特率9 600 bit/s,距离1 000 m和250个节点应用条件下,总线电平信号跳变边沿约为数据位宽的10%,而接口转换得到的CMOS电平输入信号的完整性良好。总线结构简单,布线方便,可广泛用于智能建筑等领域,构建电气局域监控网络。     

数字孪生驱动多算法自适应选择的空间电源系统故障检测

针对积累的空间电源系统遥测数据中故障数据不准确且不全面,进而导致地面长管系统很难根据实际发生的故障数据 综合选择和评估故障检测模型有效性的问题,本文重点开展孪生数据驱动的空间电源系统故障检测模型优化选择方法研究。 在充分分析电源系统组成、工作原理以及输入输出关系的基础上,利用 Simulink 构建航天器电源系统各组成单元的数字孪生模 型,并结合故障机理分析在孪生模型中注入典型的故障,丰富故障数据种类及数量,基于孪生数据实现多种故障检测模型有效 性的评估。 实验表明,基于此框架产生的孪生数据与实测数据相似性达 90%以上,可进行 6 种典型故障模式的注入,可对故障 检测模型的阶跃型以及渐变型故障的检测能力进行有效评估,此种方法的研究可有效服务于实际的地面长管系统,为合理的故 障检测模型的选择提供重要的模型与数据基础。     

屏蔽线降低220kV输电线路附近民居超标工频电场的效果分析

笔者针对高压输电线路近区的建筑物空旷处超标工频电场,研究减弱工频电场的方案。以一条220 kV输电线路以及其近区高层建筑物为例,研究架设阳台处屏蔽线的屏蔽效果。文中首先通过实地测量和仿真分析高压输电线路近区的建筑物处电场污染情况。然后构建阳台处屏蔽线的模型,通过仿真软件分析改变屏蔽线的丝径、间隙;屏蔽线与阳台的水平、竖直距离;屏蔽线的封闭完整度对于屏蔽效果的影响。研究表明,在架设阳台处屏蔽线可有效地降低阳台处的工频电场,能够将电场下降到原先的30%以下。同时,采用丝径越大、间隙越小、离阳台边缘水平距离和竖直距离越远并且封闭架设的屏蔽线,其屏蔽效果越优。     

500kV超高压输电线下工频电场分析

为了分析超高压输电线路在不同情况下的工频电场分布规律,探讨减小其工频电场分布的措施,采用有限元法,利用ANSYS软件建立了500kV超高压输电线的二维仿真模型。计算了在不同距地高度、相间距离、分列导线根数、分裂导线的间距、单回线路的布线形式和双回线路的相序分配情况下,输电线下地面1.5 m处的电场分布。通过对计算结果的分析比较,总结了在不同情况下线下场强的分布规律,提出了一些减少线下场强的建议。     

基于离线高斯模型的输电线路无人机巡检缺陷智能识别方法研究

高压架空输电线路是沟通我国清洁能源中心与负荷中心的关键基础设施,保障其安全稳定运行对"双碳"目标按期达成至关重要.基于无人机巡检的电网输电线路缺陷检测具有很强的实用价值.由于缺陷种类众多,各类别分布不均衡而导致了长尾分布效应.文中介绍了一种基于离线高斯模型的缺陷检测方案,该方案通过离线高斯模型去增强Mask R-CNN...     

Estimation of shielding failure number of transmission lines for different trace configurations using leader progression analysis

The electrogeometric model (EGM) is a technique used for analyzing the termination of lightning flashes on transmission lines and masts, etc. When using the EGM for modeling the lightning stroke to transmission lines, the power line has normally been represented by a set of horizontal wire and both the sag of the wire, the existence of the towers and effect of uneven way have been ignored. This approach has serious short comings including inability to determine the percentage of the strokes terminating on the towers, failure to correctly predict the effect of height, and giving an approximate value for the number of collected strokes. This paper presents the development of a method for estimating the shielding failure number of power transmission lines in different trace configurations by using the charge simulation method. The effects of towers, sags of conductors, and a perfectly conducting ground are represented in 3-D computation. In addition, the stepwise descending nature of a downward negative leader–streamer systems taken into account by using an appropriate progression model. Upward leader inception and propagation is also modeled utilizing critical equivalent streamer-length criterion. The method is applied to compute the shielding failure of power transmission line for different trace configurations. In this paper the 3-D method is extended by modeling the effect of sloppy trace, trees on both and one side of the transmission line with extensive simulation results. Also, in this paper the effect of variation of tree height, its distance from transmission line and the number of trees on SFN are analyzed and results are shown in curves.     

分流系数对架空避雷线热稳定校验的影响

针对北京电网中日益突出的架空避雷线的热稳定问题，指出了目前根据线路总短路电流值选取架空避雷线截面是不准确的。文章通过建立数学模型，采用Matlab软件进行了计算，计算表明了分流系数对避雷线的截面选择影响显著，并用实例计算加以验证。文中的分析和计算方法可为更准确地进行架空避雷线的热稳定校验提供依据。文中还给出了考虑分流系数后GJ-50型架空避雷线的适用距离。