[发明专利]一种输电线路极端工况模拟的导线安全性检测方法

说明书

本发明涉及一种输电线路极端工况模拟的导线安全性检测方法，基于高精度输电线路走廊三维点云数据进行极端工况模拟下的输电导线安全距离分析，以作为现势分析的补充，可以更加全面的分析获取导线安全距离隐患信息，提高线路安全运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种输电线路极端工况模拟的导线安全性检测方法。

背景技术

输电电路导线安全距离监测是输电巡视的最重要工作之一，主要解决和防范输电导线与地物距离过近导致放电跳闸的问题，尤其是部分地区生长快速的树木，大量的电网故障隐患均是由树障隐患引起的。近年来机载激光雷达应用于电力巡线成为一种新兴且有效的技术手段，通过机载激光雷达扫描可快速获取高密度、高精度的地物三维空间信息，可直观展示电力线路的现场运行状态。但是现有技术具有时限性，且无法预知极端工况对输电线路的具体影响。

发明内容

本发明的目的在于现有技术的局限，提供一种输电线路极端工况模拟的导线安全性检测方法，由以下技术方案实现：

一种输电线路极端工况模拟的导线安全性检测方法，包括以下步骤：

获取扫描输电线路得到的原始导线点云及地物点云，以耐张段为划分对所述原始导线点云进行聚类获得单相导线点云；

根据所述单相导线点云，结合导线的物理参数、扫描输电线路时的工况参数、模拟工况参数及原始导线点云，获得导线平面直线方程、导线分裂间距、导线挂点坐标及模拟导线剖面抛物线方程，构建模拟工况下的导线模型；所述模拟工况参数用于模拟出包括大风和/或高温和/或高电流强度下的极端工况；

基于所述模拟工况下的导线模型，采样生成模拟工况下的导线点云；

判断所述地物点云中是否存在与所述模拟工况下的导线点云净空距离小于安全阈值的危险点，遍历所述危险点；

其中，所述获得导线平面直线方程、导线分裂间距及导线挂点坐标，包括以下步骤：

将所述单相导线点云投影到XOY平面上获得点云平面投影点，对所述点云平面投影点进行直线拟合得到平面直线及其导线平面直线方程；

获取所述点云平面投影点到所述导线平面直线方程所在直线的平均垂距作为导线分裂间距；

获取XOY平面上原点到所述平面直线的垂足，将所述点云平面投影点中相距所述垂足的最远点和最近点对应的原始导线点云点坐标作为导线挂点坐标；

所述以耐张段为划分对所述原始导线点云进行聚类获得单相导线点云，包括以下步骤：

根据导线点云的扫描密度设置点云聚类密度，运用DBSCAN密度聚类算法对各耐张段的原始导线点云进行聚类获得单相导线点云；

根据各耐张段中的杆塔数量以及杆塔线路回路数，筛选出所述单相导线点云中超过耐张段中应有导线数量的部分，对该部分单相导线点云按点的数量排序并剔除离散的偏远噪点；

所述获得模拟导线剖面抛物线方程，包括以下步骤：

根据导线的物理参数、扫描输电线路时的工况参数及模拟工况参数分别获得扫描输电线路时及模拟工况下导线的温度、比载；

将原始导线点云投影到所述平面直线所在的竖直平面上获得点云剖面投影点，对所述点云剖面投影点进行二次抛物线拟合得到扫描导线剖面抛物线方程；

根据所述扫描导线剖面抛物线方程获得导线的最大弧垂，根据所述最大弧垂获得扫描输电线路时导线的应力；

根据扫描输电线路时的导线的温度、比载及应力，获得输电线路的电线状态方程式；运用所述电线状态方程式，根据模拟工况下导线的温度及比载，获得模拟工况下导线的应力；