輸電線路舞動(dòng)分析及防治方法研究進(jìn)展

馮振華

摘要：輸電線路是電網(wǎng)系統(tǒng)重要組合部分，其主要功能是輸送電能，不可忽視的是，輸電線路難免因?yàn)橥庠陲L(fēng)速與風(fēng)向以及自身結(jié)構(gòu)的影響出現(xiàn)舞動(dòng)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對(duì)此，需要結(jié)合輸電線路舞動(dòng)原理采取科學(xué)的防治措施，同時(shí)，在輸電線路施工與維護(hù)工作中啟用無人機(jī)進(jìn)行巡視，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

關(guān)鍵詞：輸電線路;舞動(dòng)分析;防治方法

輸電線路出現(xiàn)舞動(dòng)現(xiàn)象的原因是多方面的，外界風(fēng)速與風(fēng)向都會(huì)引起線路舞動(dòng)。其次，輸電線路自身存在大振幅與低頻率特征，經(jīng)常處于靜負(fù)荷狀態(tài)，一旦發(fā)生舞動(dòng)，就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)荷載，嚴(yán)重影響線路的正常運(yùn)行，也會(huì)給塔桿和整個(gè)電力系統(tǒng)造成負(fù)面影響，甚至導(dǎo)致線路與塔桿損壞。因此，必須全面做好防治工作，著重優(yōu)化輸電線路舞動(dòng)防治方法。

一、輸電線路舞動(dòng)分析

輸電線路舞動(dòng)現(xiàn)象并非普通的振動(dòng)現(xiàn)象，當(dāng)輸電線路受到風(fēng)速的影響后，其運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生變化。輸電線路自身存在大振幅與低頻率特征，風(fēng)向有所改變后，輸電線路也會(huì)發(fā)生舞動(dòng)。通常，線路處于靜載負(fù)荷狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)舞動(dòng)現(xiàn)象后，就會(huì)轉(zhuǎn)變成動(dòng)荷載，進(jìn)而影響塔桿掛線，從而對(duì)線路造成損壞[1]。其次，在塔桿施工中，如果線路舞動(dòng)下的轉(zhuǎn)角角度和起初的設(shè)計(jì)方案存在較大的差異，橫擔(dān)方向的承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了塔桿的承受能力，必然會(huì)導(dǎo)致塔桿失衡和被損壞問題，也很容易引發(fā)跳閘、變電站失壓、停運(yùn)等故障，嚴(yán)重威脅整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全。

二、防治方法

（一）優(yōu)化輸電線路舞動(dòng)裝置

做好輸電線路舞動(dòng)裝置，治理舞動(dòng)故障，應(yīng)重視加強(qiáng)輸電線路的垂直荷載能力，對(duì)出現(xiàn)舞動(dòng)現(xiàn)象的區(qū)域?qū)嵤┤鏅z查，做好螺栓緊固處理作業(yè)，對(duì)比分析不同的舞動(dòng)現(xiàn)象，以此增強(qiáng)輸電線路防舞動(dòng)能力。對(duì)于舞動(dòng)頻發(fā)區(qū)域，在設(shè)計(jì)架空輸電線路的過程中，應(yīng)適當(dāng)縮減塔桿間隙，增強(qiáng)輸電線路對(duì)惡劣天氣的抵御能力。其次，需要在導(dǎo)線之間加裝間隔棒，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線的有效分離，以免在舞動(dòng)過程中出現(xiàn)互相碰撞、放電和鞭擊問題，降低舞動(dòng)故障發(fā)生率，優(yōu)化電力系統(tǒng)防舞動(dòng)功能，確保電力傳輸?shù)陌踩訹2]。

（二）做好輸電線路巡檢工作

在輸電線路工程施工測(cè)繪與巡檢工作中，無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用一定程度上能夠彌補(bǔ)人工測(cè)繪的不足和缺陷。其主要是利用無線電裝置，控制無人機(jī)，并結(jié)合CPS、GIS 等技術(shù)，準(zhǔn)確獲取測(cè)繪的位置，通過控制無人機(jī)飛行掃描，以獲取相關(guān)資料信息，然后繪制出精確圖紙[3]。該技術(shù)在輸電線路測(cè)繪中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，測(cè)繪效率更高。該技術(shù)在應(yīng)用的時(shí)候，受到是限制相對(duì)來說比較小，在一些復(fù)雜環(huán)境、人工無法測(cè)繪或者是注意不到的地方，都能夠進(jìn)行較為精準(zhǔn)、全面地測(cè)繪，通過簡(jiǎn)單的操作（即根據(jù)實(shí)際情況合理的調(diào)整無人機(jī)飛行的高度、速度等），就可以獲取土木工程的資料信息，測(cè)繪的效率和質(zhì)量更高。該技術(shù)在應(yīng)用的過程中科學(xué)與高精密型彩色數(shù)字?jǐn)z影機(jī)、CPS、GIS 等技術(shù)有效結(jié)合，在提高測(cè)繪質(zhì)量，獲取清晰全面的圖像的同時(shí)，極大地降低了人力、時(shí)間等，方便為分析輸電線路工程各要素、科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)等提供依據(jù)和參考。第二，操作簡(jiǎn)便。該技術(shù)的運(yùn)用使用了很多智能化、自動(dòng)化的產(chǎn)品和設(shè)備，方便攜帶，且測(cè)繪點(diǎn)布局、無人機(jī)操作等也比較簡(jiǎn)單，一般情況下只需要在輸電線路施工建設(shè)范圍內(nèi)規(guī)劃好航線、布置好測(cè)繪點(diǎn)、制定好方案就可以了，不需要測(cè)繪工作人員深入現(xiàn)場(chǎng)，在結(jié)合數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、三維建模、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)信息的快速獲取、傳遞、分析和利用，為輸電線路工程繪制圖紙等提供依據(jù)。

（三）做好輸電線路施工勘察工作

輸電線路工程項(xiàng)目施工建設(shè)首先需要做好勘察和調(diào)查工作，要對(duì)工程項(xiàng)目實(shí)際情況、工程所在地的環(huán)境和條件、工程規(guī)模和大小、地形地質(zhì)和水文、周圍建筑物及環(huán)境等有準(zhǔn)確地把握，在此基礎(chǔ)上科學(xué)制定項(xiàng)目施工方案，確保方案安全可靠、經(jīng)濟(jì)可行。這對(duì)于輸電線路工程項(xiàng)目施工測(cè)繪測(cè)量工作提出了更高要求。測(cè)繪測(cè)量是項(xiàng)目施工的重要內(nèi)容，同時(shí)也是一項(xiàng)復(fù)雜性、系統(tǒng)性的工作，涉及到的內(nèi)容和事項(xiàng)比較多，且測(cè)繪的準(zhǔn)確性、全面性將直接影響后期項(xiàng)目的規(guī)劃建設(shè)。如果只是單純地依靠人工測(cè)量，效率比較低，耗時(shí)比較長(zhǎng)，且存在一定的局限性，很多復(fù)雜環(huán)境下人工測(cè)繪無法施展，容易出現(xiàn)測(cè)量漏洞。無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪測(cè)量中的應(yīng)用一定程度上彌補(bǔ)了以往人工測(cè)繪的局限性、不足和缺陷?？茖W(xué)合理的操控控制無人機(jī)，并結(jié)合CPS、GIS 等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，方面在輸電線路工程測(cè)繪測(cè)量中準(zhǔn)確獲取測(cè)繪的位置、較為全面地獲取相關(guān)資料信息，并生成清晰可見的測(cè)繪圖像，然后繪制出精確圖紙，為分析輸電線路工程各要素、科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)等提供依據(jù)和參考。此外，無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，也方便輸電線路項(xiàng)目工程測(cè)繪數(shù)據(jù)、圖像的實(shí)時(shí)有效傳遞，并及時(shí)剔除異常數(shù)據(jù)、無效數(shù)據(jù)，為后續(xù)工作的實(shí)施提供支撐。在應(yīng)用無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的過程中，時(shí)常會(huì)配置高精度的三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)技術(shù)和激光雷達(dá)系統(tǒng)，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)無人機(jī)系統(tǒng)的自主飛行，合理規(guī)劃航線，避免發(fā)生碰撞。從基本流程來看，運(yùn)用無人機(jī)巡檢技術(shù)做好桿塔與導(dǎo)線的自動(dòng)分類工作，避免出現(xiàn)空間碰撞問題，必須依次做好點(diǎn)云分割工作，準(zhǔn)確判斷線路的走向，計(jì)算平行線的間距，做好點(diǎn)云預(yù)處理作業(yè)，用三維點(diǎn)云自動(dòng)生成二維影像，按照斜率做好直線段的聚類工作，對(duì)電力線實(shí)施分類，做好邊緣檢測(cè)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)Hough和Kmeans的聚類，將余下的直線段按照相應(yīng)的起始點(diǎn)實(shí)施聚類，對(duì)桿塔進(jìn)行分類。最后，需要對(duì)未分類的數(shù)據(jù)實(shí)施區(qū)域判斷，對(duì)所有桿塔和導(dǎo)線進(jìn)行分類，合成點(diǎn)云[4]。

結(jié)束語：

綜上所述，做好輸電線路舞動(dòng)裝置，治理舞動(dòng)故障，應(yīng)重視加強(qiáng)輸電線路的垂直荷載能力，對(duì)出現(xiàn)舞動(dòng)現(xiàn)象的區(qū)域?qū)嵤┤鏅z查，做好螺栓緊固處理作業(yè)，為導(dǎo)線之間加裝間隔棒。同時(shí)，要做好輸電線路巡檢工作。

參考文獻(xiàn)：

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[3]? 邵穎彪，楊威，呂中賓，宋高麗，謝凱，鄭含博 . 基于單目視覺分析方法的輸電線路舞動(dòng)測(cè)量 [J]. 中國(guó)電力，2018，02 ：54-60.

[4]劉更生，鄭揚(yáng)亮，冉學(xué)彬等.天生橋局輸電線路巡檢系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用[J].海電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2018（13）：14-15.