[发明专利]一种输电线路实际防雷保护角的测定方法

摘要

一种输电线路实际防雷保护角的测定方法，首先利用现有的二维输电线路走廊分布图和海拔高程地图，通过扫描和投影叠置分析得到输电线路走廊的三维分布图并确定输电线路各处的三维地理坐标，然后通过向输电线路任意档距段作垂线的方式，根据空间两条相交直线确定唯一平面的性质得到档距段内防雷保护角的误差平面及其正方向向量，再通过误差平面正方向向量与笛卡尔坐标系轴夹角反余弦运算可以得到输电线路误差平面下的误差角，最后根据三相导线与杆塔的相对位置关系，经过误差角修正，即可得到各相导线的实际防雷保护角。本发明实现了远程、准确、快速确定输电线路实际防雷保护角，具有很好的操作性和实用性。

主权项

1.一种输电线路实际防雷保护角的测定方法，其特征在于,所述方法包括下述步骤：步骤1：在三维地图上确定输电线路所处的地理位置，即：把含有用GPS全球定位系统定位的输电线路杆塔位置坐标的二维线路线径图经扫描得到光栅图像，再和海拔高程数据地图投影叠置分析：通过对投影地理区域多重属性的模拟，寻找和确定同时具有几种地理属性的位置，按照确定的地理坐标，对其进行逻辑交运算，即：x∈A∩B                （1）式中，x是输电线路某处地理坐标；A,B分别是二维输电线路线径图和海拔高程地图，通过逻辑交运算，得到三维地图下代表输电线路地理位置的基本栅格单元四角顶点坐标，用基本栅格单元表示线路走廊各处的地理位置，其精度由所选栅格的大小决定；步骤2：确定输电线路防雷保护角误差平面及其正方向向量，即：在三维地图上的输电线路走廊取任一档距的线路段，在档距任一点做出该档距的垂线，则该垂线与输电线路档距段所确定的平面即为该档距段内输电线路防雷保护角的误差平面，作误差平面的垂线，取此垂线与笛卡尔坐标系轴夹角为锐角的垂线方向为该档距段内输电线路防雷保护角误差平面的正方向向量，的求取方法如下：利用含有该输电线路地理位置信息的三维地图的坐标系统，确定以档距垂足为中心的基本栅格单元四个顶点的地理坐标，并分别记为其空间三维坐标可以通过公式（2）得到，基本栅格单元确定的地表基本单元的对角向量的空间三维坐标可以通过公式（3）求得，根据空间解析几何原理，通过基本向量就可以确定基本栅格单元的空间特性，通过公式(4)计算向量的向量积即可得到输电线路防雷保护角误差坡平面的正方向P→i,j=(x0+(i-1)*Δx,y0+(j-1)*Δy,zi,j)]]>(i=1,2,...,M)                (2)(j=1,2,...,N)式中，Δx,Δy为栅格模型的基本单位长度；(x₀,y₀)为原点坐标；a→i,j=P→i+1,j+1-P→i,j=(Δx,Δy,zi+1,j+1-zi,j)]]>(3)b→i,j=P→i,j+1-P→i+1,j=(-Δx,Δy,zi,j+1-zi+1,j)]]>式中，为基本栅格单元确定的地表基本单元的对角向量；为以线路档距垂足为中心的基本栅格单元四个顶点的地理坐标；Δx,Δy为栅格模型的基本单位长度；z_i，j，z_i+1，j,z_i，j+1,z_i+1，j+1为以线路档距垂足为中心的基本栅格单元四个顶点在轴方向上的坐标；n→=a→×b→=i→j→k→xayazaxbybzb=i→j→k→ΔxΔyzi+1,j+1-zi,j-ΔxΔyzi,j+1-zi+1,j]]>(4)=(Δy(zi,j+1+zi,j-zi+1,j+1-zi+1,j),-Δx(zi,j+1+zi+1,j+1-zi+1,j-zi,j),2ΔxΔy)]]>(i＝1,2,...,M)(j=1,2,...,N)式中，为误差坡平面的正方向向量，为基本栅格单元确定的地表基本单元的对角向量；分别为坐标x,y,z轴方向上的单位向量；x_a,y_a,z_a,x_b,y_b,z_b分别为的三维空间坐标值；Δx,Δy为栅格模型的基本单位长度；z_i，j，z_i+1，j,z_i，j+1,z_i+1，j+1为以线路档距垂足为中心的基本栅格单元四个顶点在轴方向上的坐标；步骤3：求取输电线路防雷保护角误差平面下的误差角，即：定义输电线路防雷保护角误差平面的坡度值为误差角，根据定义，误差角为误差平面与水平面的夹角，其在数值上等于步骤2所求得的误差坡平面正方向与笛卡尔坐标系中轴的夹角，而此夹角的余弦等于与轴方向单位向量的数量积与模的乘积之商，所以通过求反余弦运算可以求得该误差坡度角的数值，如公式（5）所示：slope=arccos(z→*n→|z→|*|n→|)=arccos(2ΔxΔy/((Δy(zi,j+1+zi,j-zi+1,j+1-zi+1,j))2+(Δx(zi,j+1+zi+1,j+1-zi+1,j-zi,j))2+4Δx2Δy2)12)---(5)]]>式中,slope代表该档距下输电线路防雷保护角的误差角；步骤4：求取输电线路实际防雷保护角，即：通过查阅输电线路该档距下的相序图和杆塔明细表，可以确定该档距下的线路相序分布，若某相导线位于杆塔与地表夹角为锐角的一侧时，则该相导线的实际防雷保护角为设计值减去误差平面下的误差角；若某相导线位于杆塔与地表夹角为钝角的一侧时，则该相导线的实际防雷保护角为设计值加上误差平面下的误差角，重复步骤1到步骤4即可求得该输电线路任意档距段内的防雷保护角实际值。