[發明專利]一種基于單目視覺分析方法的輸電線路舞動監測方法

有效

• 申請號: 201310707413.9
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103698001A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 閻東;呂中賓;楊威;謝凱;楊曉輝;邵穎彪;魏建林;宋高麗;張博
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

技術領域

本發明涉及電力監測領域，尤其是針對輸電線路舞動的監測方法。

背景技術

架空輸電線路在運行過程中會因自然條件的作用而發生多種災害事故，舞動就是其中危害較為嚴重的一種。舞動是指導線在一定自然條件下，覆冰形成非對稱圓截面，在風的作用下產生一種低頻、大振幅的自激振動。

舞動在振動形態上表現為在一個檔距內只有一個或少數幾個半波。輸電線路舞動的發生通常取決于三方面的要素：導線不均勻覆冰、風激勵和線路結構參數。一般來說，發生舞動線路的如下信息是非常重要的，應盡可能準確、翔實地觀測、記錄。例如舞動發生的日期、時間、氣溫、風速、風向、冰型、冰厚、線路參數（檔距、分裂導線分裂數）、階次、頻率、振幅等。表征舞動特性的主要參數為振幅、頻率和階次。

舞動產生的危害是多方面的，輕者會發生閃絡、跳閘，重者發生金具及絕緣子損壞，導線斷股、斷線，桿塔螺栓松動、脫落，甚至倒塔，導致重大電網事故。隨著我國電網建設的發展，近年來我國架空輸電線路舞動事故發生的頻率和強度明顯增加，舞動已成為當前我國威脅線路安全的最主要因素之一。

我國關于舞動的記載始于20世紀50年代。據資料統計，自1957年至2008年，我國東北、華北、華中、西北等地區輸電線路發生舞動事故已超過80起，波及到各個電壓等級的輸電線路。其中遼寧22起、湖北21起、河南9起，這3個省份是舞動發生最頻繁的地區。考慮到輸電線路自身具有一定的抗舞動能力，輕微舞動并未造成嚴重事故，以及統計數據的不完整，實際發生的舞動次數應高于統計記錄。尤其是2000年后，我國輸電線路幾乎每年都發生較嚴重的舞動事故，造成的經濟損失較大。

近年來發達國家輸電線路的發展基本處于停滯狀態，因此有關線路的舞動記錄不多，形成舞動的因素非常復雜，而各種因素又相互影響，構成了激發與擴展的復雜情況。歸納起來，對導線舞動的激發與擴展起主要作用的因素大致包括地形與地勢，當地的氣象條件、線路系統的結構與參數。由于上述特點，造成了舞動預測的困難性。

舞動發生時的相關數據對后續的舞動機理及相關影響因素分析、舞動防治起著至關重要的作用。由于舞動發生幾率較低，不易被人們觀測到，因此世界上不少國家建立了舞動試驗線路，為舞動問題的深入研究和舞動治理提供基礎數據。通過監測，可以掌握舞動發生的范圍、頻度、以及易于舞動的氣象、地形條件，監測又是驗證防舞動設計計算理論、確定防舞動方案以及防舞動效果的重要手段。

目前，導線舞動監測技術主要采用兩種原理：一種是通過視頻采集技術來實現對舞動監測；另一種是通過傳感器采集輸電導線舞動參數，然后通過計算機建模處理，分析計算線路舞動情況。關于輸電線路舞動監測技術在國內外應用都還很不成熟，裝置和系統存在諸多缺陷和問題，歸納起來主要有以下三個方面：

1)?傳感器的布置問題，導線舞動在線監測系統的難點在于傳感器的安裝與數量的選擇以及曲線擬和算法的選擇，安裝的傳感器過多，可以得到更多的數據，曲線擬和就好，精度也越高，但相應的成本也越大，軟件的計算量也隨之加大，且安裝過多的傳感器還有可能破壞輸電導線舞動的數學模型。反之成本降低了，但由于監測點有限，就不能精確地計算、擬和輸電導線舞動的軌跡。

2)?電源問題，對傳感器來說，在信息接受方或發送終端都是需要電源的。現在設計的輸電線舞動監測終端多采用太陽能蓄電池或自充電蓄電池系統為系統的電源。一種方案是自取電蓄電池系統,即利用市電供電或者直接把輸電線的高壓電變成所需電源對電池進行充放電；另一種是太陽能電池板充放電電源系統，該電源系統是一個獨立的自給自足電源系統，不受市電或輸電線路電源影響，但是太陽能蓄電池的轉化效率較低，供電時間短,受天氣影響較嚴重。

3)?數據傳輸問題，現有的傳輸技術有較多種，諸如無線傳輸、光纖傳輸、寬帶傳輸、微波傳輸等，無線傳輸較為多見，但很容易出現數據丟包現象，光纖傳輸目前應用較少，但數據傳輸穩定可靠，而且幾乎不受電磁干擾的影響，應用前景廣闊，但價格較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于單目視覺分析方法的輸電線路舞動監測方法，實現舞動幅值、頻率、階次以及舞動動態軌跡和變化趨勢的精確監測。

本發明的技術方案是：?

一種基于單目視覺分析方法的輸電線路舞動監測方法，第一步，選擇好進行監測的系統硬件，系統硬件包括激光測距儀、工業攝像頭、筆記本電腦、三角架、普通錄像機，激光測距儀用于測量距離、仰角、與線路夾角；