[發明專利]一種基于點云數據的輸電線路連續檔安全系數反算方法

有效

• 申請號: 202110070472.4
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112883551B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 徐梁剛;楊恒;時磊;余江順;趙建;陳科羽;王時春;史洪云
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發明公開了一種基于點云數據的輸電線路連續檔安全系數反算方法，結合輸電線路設計資料、電線力學理論以及電力線點云數據采集時的氣象條件數據，可實現輸電線路安全系數的準確、快速反算，為輸電線路安全距離分析及預測模擬奠定基礎，同時，對于新建線路反算出來的安全系數也可作為線路驗收時的重要參考依據。

技術領域

本發明涉及輸電線路安全運維及施工驗收技術領域，特別涉及一種基于點云數據的輸電線路連續檔安全系數反算方法。

背景技術

輸電線路安全系數是線路設計以及運維過程中的重要參數。當線路竣工以后，由于施工過程中施工人員放線過松或過緊以及電力線老化等原因均會造成輸電線路實際安全系數與設計取值之間存在一定偏差。當前，通過無人機或直升機搭載激光LiDAR設備，獲取線路點云數據，進而進行線路安全距離分析及模擬，已成為輸電線路運維的主要方式。準確的獲取輸電線路安全系數，對輸電線路安全距離分析及模擬具有重要意義。同時，對于新建線路通過與設計資料進行結合，安全系數可作為驗收時的重要參考依據。通過與設計安全系數進行比對，線路驗收人員便可知道線路施工時放線是過松或者過緊。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種基于點云數據的輸電線路連續檔安全系數反算方法，通過結合輸電線路設計資料、電線力學理論以及電力線點云數據采集時的氣象條件數據，可實現輸電線路安全系數的準確、快速反算，為輸電線路安全距離分析及預測模擬奠定基礎。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

該種基于點云數據的輸電線路連續檔安全系數反算方法，包括如下步驟：

步驟S1：結合設計資料將經過點云分類后的架空輸電線路通道點云數據按照連續檔以及孤立檔進行劃分，并計算每檔檔距、高差及高差角；

步驟S2：利用基于正交多項式的最小二乘法在豎直平面以及水平平面對電力線點云數據進行擬合，并通過擬合后的電力線計算連續檔檔內每一檔在垂直比載平面內的最大弧垂；

步驟S3：根據步驟S2計算的連續檔檔內每一檔在垂直比載平面內的最大弧垂，求解每一檔電力線弧垂最低點水平應力，并考慮連續檔各檔之間的相互影響，計算每一檔的權重系數，進而求取連續檔弧垂最低點水平應力；

步驟S4：根據步驟S3計算的連續檔弧垂最低點水平應力，結合輸電線路設計資料以及點云數據采集時的實時氣象數據，通過對多個設計條件下計算的弧垂最低點水平應力進行對比，確定連續檔所允許使用的弧垂最低點水平應力，進而計算連續檔安全系數。

特別地，所述步驟S1中，設某一連續檔共有n個掛點A₁、A₂、……、A_n，其坐標依次為(x₁，y₁，z₁)、(x₂，y₂，z₂)、……、(x_n，y_n，z_n)。根據電線力學理論，同一檔間的高度差簡稱為高差，兩懸掛點間連續的水平距離稱為檔距，該連線與水平面的夾角稱為高差角，依次表示為l_i、h_i、β_i。其對應計算公式如下所示：

h_i＝|z_i+1-z_i|???(2)

式中，i＝1，2，...，n-1。

特別地，所述步驟S2中，包括以下計算步驟：

步驟S21：提取電力線點云在豎直平面以及水平平面投影點坐標得到兩組新的二維點集；