悬链线方程在输电线路参数计算中的应用Application of Catenary Equation in Calculation of Transmission Line Parameters
吴春晖,朱亦振,王晓
WU Chunhui,ZHU Yizhen,WANG Xiao
摘要(Abstract):
为了在架空输电线路巡检工作中实时、高效、准确地获取线路相关参数,根据实际测量需要,利用无人机配合悬链线方程拟合线路轨迹,设计了一套快速计算输电线路导线弧垂、杆塔档距以及交跨线路上交跨弧垂距离的系统。该系统提出了建立新的空间坐标系(从地理坐标系转换到伪墨卡托投影坐标系)来计算输电线路参数。计算结果表明,该系统准确性高,作业成本低,具有较高的工程应用价值。
In order to obtain line parameters instantaneously,efficiently and accurately during overhead transmission line patrol,line trajectories are fitted by catenary equation and UAV. This paper,out of the need of measurement,designs a system to quickly calculate the sag distance of conductors of transmission lines,span lengths of poles and towers,and the arc sag distance of cross-span on cross-span lines by using UAV with the catenary equation to fit the power line trajectory. The system innovatively proposes establishing a new spatial coordinate system(conversion from geographic to Web Mercator projection coordinate system)to calculate data in transmission lines. Calculation results show that the system has high accuracy,low operation cost,and high engineering application value.
关键词(KeyWords):
无人机;输电线路;悬链线;伪墨卡托投影坐标系
UAV;transmission lines;catenary;Web Mercator projection coordinate system
基金项目(Foundation):
作者(Author):
吴春晖,朱亦振,王晓
WU Chunhui,ZHU Yizhen,WANG Xiao
参考文献(References):
- [1]王琴.电力线图像特征提取及其在弧垂计算中的应用研究[D].保定:华北电力大学,2012.
- [2]杨敏祥,宋巍,赵雪松,等.几种输电线路巡检方式的比较——浅析无人直升机巡检的优势[J].Smart Grid,2015(5):148-154.
- [3]帅率,杜楠,刘奇,等.基于航点飞行无人机和曲线拟合的导线弧垂测量方法[J].电子测试,2019(21):44-52.
- [4]文瑶.基于图像处理的电力线弧垂计算方法研究[D].北京:华北电力大学,2011.
- [5]李磊,章碧辉,朱亦振.基于无人机图像和悬链线模型的输电导线弧垂测量系统研究[J].机电信息,2020(33):36-38.
- [6]周兴扬,沈泓,胡天硕,等.基于悬链线公式的输电线路弧垂三维模拟及安全距离校验[J].电气工程学报,2015,10(12):44-49.
- [7]郭致星.悬链线方程数值解法及在ADSS光缆设计中的应用[J].电力系统通信,2002,23(11):14-17.
- [8]刘涌国.带悬锤的悬链线方程求解及其简化方法[J].水运工程,2014(3):103-106.
- [9]王丹,刘家新.一般状态下悬链线方程的应用[J].船海工程,2007,36(3):26-28.
- [10]高德章.大地坐标系与投影坐标系[J].物探化探计算技术,2011,33(1):51-55.
- [11]周炤,李少梅,杨佳.Web墨卡托投影及其性质分析[J].测绘科学技术学报,2021,38(1):71-74.
- [12]黄文广.输电线弧垂高度实时分析系统设计与实现[D].成都:电子科技大学,2012.
- [13]梁振能.全站仪在高压输电线路档距及弧垂测量中的应用[J].中国高新技术企业,2015(19):60-61.
- [14]王孔森,孙旭日,盛戈皞,等.架空输电线路导线弧垂在线监测误差分析及方法比较[J].高压电器,2014,50(4):27-34.