[发明专利]一种基于有限元分析的导线弧垂检测方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于有限元分析的导线弧垂检测方法及系统，该方法包括：通过有限元分析软件建立模型数据库和电场分布数据库，所述的模型数据库包括不同类型的输电线路模型，所述的电场分布数据库包括每类输电线路模型对应的第一电场分布曲线图；采用载有电场采集设备的无人机实地采集待测输电线路的第二电场分布曲线图；计算与待测输电线路的类型相同的输电线路模型的第一电场分布曲线图与待测输电线路的第二电场分布曲线图的误差，若误差在设定范围内，则判定待测输电线路的导线弧垂处于安全范围内，否则判定待测输电线路的导线弧垂超出安全范围。与现有技术相比，本发明具有节省人力、效率高、安全性好等优点。

技术领域

本发明涉及一种电网监测技术，尤其是涉及一种基于有限元分析的导线弧垂检测方法及系统。

背景技术

近年来，我国电力行业快速发展，人们对电力系统的安全性和可靠性要求也越来越高。输电线路作为电力系统的重要组成部分之一，为保证电力系统的安全性和可靠性，需要对输电线路的弧垂进行校验或实时监测。在输电线路的运行过程中，其架空线的弧垂大小是反映线路是否存在运行安全隐患的重要信息。若弧垂太小，杆塔则会因荷载太大发生断线、倒塔和掉串等事故；若弧垂太大，导线易受到风力作用发生舞动影响线下电磁场分布，也会使导线与地面的树木、建筑物等发生接触并放电，从而导致线路跳闸断电。

目前，传统的测量输电线路弧垂方法有人工巡检法、倾角测量法、温度测量法、激光测距法、图像法等方法。其中，人工巡检的方法不仅操作复杂、耗费大量的人力物力，而且也无法做到对输电线路全线的智能监测。倾角测量法、温度测量法受天气的影响比较大，效率也比较低，激光测距法、图像法方法对系统要求较高，因此需要寻找一种简单方便的方法来实现输电线路的弧垂检测。

现有技术也给出了一些解决方案，中国专利CN201810962221.5提出了一种基于弧垂最低位置电场强度测量的输电线路弧垂监测系统及其监测方法，弧垂监测系统包括信号采集单元、信号传输单元、数据处理单元、中央控制单元、存储单元、显示单元、按键输入单元、报警单元和通信单元；弧垂监测系统根据弧垂最低位置测量的电场强度的变化计算出弧垂大小，结合输电线路的工作状况和实时天气状况判断输电线路弧垂是否正常，若不正常，通过报警单元及时发出报警，通过显示单元进行显示，通过通信单元上传至监控中心，该专利根据弧垂最低位置地面电场强度的变化计算出实时弧垂，提高弧垂监测的准确性。

但该专利需人为确定弧垂最低位置后再在弧垂最低位置下方的地面测量电场强度，杆塔之间的地形复杂，弧垂位置会随时间发生变化，人工检测难以遍历全线，测量难度大，工作量以及主观因素导致的误差大，同时由于输电线路类型种类多，根据弧垂最低位置测量的电场强度的变化计算出弧垂大小，计算量和误差较大，最后计算出弧垂大小后需要根据经验判断弧垂大小是否超出安全范围，主观因素导致的误差也很大，不够直观。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于有限元分析的导线弧垂检测方法及系统，节省人力，效率高，安全性好。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于有限元分析的导线弧垂检测方法，包括：

通过有限元分析软件建立输电线路的模型数据库和电场分布数据库，所述的模型数据库包括不同类型的输电线路模型，所述的电场分布数据库包括每类输电线路模型对应的第一电场分布曲线图；

采用载有电场采集设备的无人机实地采集待测输电线路的第二电场分布曲线图；

比较待测输电线路对应的输电线路模型的第一电场分布曲线图与待测输电线路的第二电场分布曲线图，计算出电场数据的误差，若误差在设定范围内，则判定待测输电线路的导线弧垂处于安全范围内，否则判定待测输电线路的导线弧垂超出安全范围。