一种输电导线舞动幅值的测量方法
【专利摘要】一种输电导线舞动幅值的测量方法，该方法利用一种小型遥控无人机（1）和装在其底部的带十字刻度的小型高清摄像仪（2）构成的测量装置，对输电导线舞动形态（3）实现多方位、多角度观测。可选择最佳位置对导线舞动幅值进行测量，测量角度与导线处于同一水平面，能够准确获取导线舞动的最高点和最低点图像，折算方法更加简单。本发明弥补了现有方法测量角度有限、折算方法复杂的缺点，使测量结果更加准确、有效。测量结果对后续舞动防治工作提供了数据支持，保障电网的安全稳定运行。
【专利说明】
一种输电导线舞动幅值的测量方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种输电导线舞动幅值的测量方法，属输电线路导线测量技术领域。
【背景技术】
[0002] 架空输电线路在运行过程中会因自然条件的作用而发生多种灾害事故，舞动就是 其中危害较为严重的一种。舞动是不均匀覆冰导线在风的作用下产生的一种低频率(约为 0.1~5Hz )、大振幅（约为导线直径的20~300倍）的自激振动，在振动形态上表现为在一个 档距内只有一个或少数几个半波。输电线路舞动的发生通常取决于三方面的要素：导线不 均匀覆冰、风激励和线路结构参数。舞动产生的危害是多方面的，轻者会发生闪络、跳闸，重 者发生金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，杆塔螺栓松动、脱落，甚至倒塔，导致重大电网 事故。随着我国电网建设的发展，近年来我国架空输电线路舞动事故发生的频率和强度明 显增加，舞动已成为当前我国威胁线路安全的最主要因素之一。因此，对导线舞动开展观测 分析，获取其舞动特征，对后续的舞动防治起着至关重要的作用。
[0003] 基于输电线路导线舞动观测对电网安全运行的重要性，国内外针对舞动观测开展 了相关研究，观测方法和手段主要集中于传感器法和摄像法。
[0004]传感器法是在输电导线上布置传感器来采集输电线路舞动参数，分析并拟合成导 线的舞动轨迹、计算得出导线舞动的最大幅值、频率等。传感器法存在的主要问题是易受周 围磁场影响，另外传感器法观测范围固定、造价较高，在运行现场大范围安装实施存在困 难。
[0005] 摄像法观测舞动就是利用摄像仪对舞动情况进行拍摄，通过回放获取的录像资料 来分析线路舞动的特征信息，用于舞动的振型（阶次)和频率的观测，也可用于舞动振幅的 定量测量。按观测方法的不同可分为固定式和手持式观测设备：固定式观测设备即舞动在 线监测系统，将摄像装置固定于杆塔某一位置获取导线舞动的整个视频图像，通过对视频 图像进行获得处理获得监控范围内不同点的舞动特征;受摄像装置监控范围的限制，该方 法目前只能获得可视范围内部分导线的舞动形态，而档距内导线较长，无法获得整个档距 导线的舞动状况。手持式观测设备即通过工作人员携带摄像装置对舞动导线的任意位置进 行观测，通过分析观测图像获得监测点处导线的舞动形态。手持式设备虽然能有效获得档 距内导线任意位置的舞动形态，但是对于导线舞动的状况依赖于人员能到达的观测点，并 且仅能在地面上对导线进行舞动观测，由于观测角度有限，舞动幅值计算误差较大。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是，为准确获取输电导线发生舞动时的最大幅值，提供一种输电导 线舞动的现场测量方法。
[0007] 本发明公开了一种输电导线舞动幅值的测量方法。
[0008] 本发明的技术方案是，一种输电导线舞动幅值的测量方法，利用由小型遥控无人 机和装在其底部的小型高清摄像仪构成的测量装置，实现对输电导线舞动形态进行多角 度、全方位拍摄，进而对导线舞动最大幅值进行测量。
[0009] 本发明导线舞动最大幅值的确定方法如下： (1)数据的采集:将载有高清摄像仪的小型无人机遥控至与输电导线水平的最佳距离 (包含全档距导线和两边杆塔悬挂点）、悬停，进行静态标定、录制导线舞动视频（IOmin左 右)并通过GPRS网络传输到电脑。
[0010] (2)通过回放舞动摄像数据，得到导线一个舞动周期内的最高点和最低点图像，测 量出视频内导线舞动的最大振幅L a，并根据静态标定得出的图像尺寸和实际尺寸的对应关 系，得出实际的舞动最大振幅La:
其中：Lab是视频中两杆塔导线挂点间的长度，Lab是实际两杆塔导线挂点间的长度，L a 是视频中导线舞动的最大振幅。
[0011] 本发明的有益效果是，与现有的导线舞动观测方法相比，本发明形成的导线舞动 幅值测量方法和测量装置具有以下特点：①本方法通过无人机可实现多方位、多角度观测 导线舞动形态，可选择最佳位置对导线舞动幅值进行测量;②本方法的测量角度与导线处 于同一水平面，与在地面测量相比，能够准确获取导线舞动的最高点和最低点图像，折算方 法更加简单，结果更准确;③本方法简便易行、测量装置携带方便、安装迅速。本发明以摄像 仪法为基础，无人机技术为手段，构建了一种输电导线舞动幅值的测量方法，弥补了现有方 法测量角度有限、折算方法复杂的缺点，使测量结果更加准确、有效。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明输电导线舞动幅值现场测量方法示意图； 图中，1是小型遥控无人机;2是带十字刻度线的高清摄像仪;3是遥控器;4是输电导线 舞动形态;5、6是分别是输电导线两端挂点； 图2为本发明输电导线舞动幅值测量方法流程图。
【具体实施方式】
[0013] 本发明提出了一种输电导线舞动幅值的测量方法，以下结合附图和实施例对发明 进一步详细说明。
[0014] 本实施例提出的输电导线舞动幅值现场测量方法。
[0015] 本发明实施例通过一种小型无人机的测量装置来实现。小型无人机的测量装置由 小型遥控无人机1和带十字刻度的小型高清摄像仪2构成，由小型高清摄像仪2实现对输电 导线舞动形态进行多角度、全方位拍摄，进而对舞动幅值进行测量。
[0016] 使用时先将高清摄像仪设置好，通过其顶部螺栓将高清摄像仪牢固固定在小型遥 控无人机底部，并使其镜头保持水平。测量时由地面工作人员利用遥控器3控制小型无人机 和高清摄像仪，将载有高清摄像仪的飞行器遥控至与输电导线的最佳距离，多方位、多角度 观测输电导线的舞动形态4。现场测量装置可对导线舞动幅值进行测量，亦可和普通摄像法 一样获取导线舞动的频率和阶次。
[0017] 本实施例对导线舞动最大幅值的确定： (1)数据的采集:将载有高清摄像仪的小型无人机遥控至与输电导线水平的最佳距离， 同一画面应包含全档距导线和两边杆塔悬挂点5、6,控制小型无人机在档距中央悬停，依据 两边杆塔悬挂点进行静态标定得到视频中两杆塔导线挂点间的长度L ab，录制导线舞动视频 (IOmin左右)并通过GPRS网络传输到电脑。
[0018] (2)回放舞动摄像数据，逐帧获取导线在一个舞动周期内的最高点和最低点图像， 用差值法计算出视频内导线舞动的最大振幅L a，并根据静态标定得出的图像尺寸和实际尺 寸的对应关系，得出实际的舞动胃
其中：Lab是视频中两杆塔导线挂点间的长度，Lab是实际两杆塔导线挂点间的长度，La 是视频中导线舞动的最大振幅。
【主权项】
1. 一种输电导线舞动幅值的测量方法，其特征在于，所述方法利用由小型遥控无人机 和装在其底部的小型高清摄像仪构成的测量装置，实现对输电导线舞动形态进行多角度、 全方位拍摄，进而对导线舞动最大幅值进行测量。2. 根据权利要求1所述一种输电导线舞动幅值的测量方法，其特征在于，所述导线舞动 最大幅值的确定包括以下步骤： (1) 数据的采集：将载有高清摄像仪的飞行器遥控至与输电导线水平的最佳距离、悬 停，进行静态标定、录制导线舞动视频IOmin，并通过GPRS网络传输到电脑； (2) 通过回放舞动摄像数据，得到导线一个舞动周期内的最高点和最低点图像，测量出 视频内导线舞动的最大振幅La，并根据静态标定得出的图像尺寸和实际尺寸的对应关系， 得出实际的舞动最大振幅LA:其中：Lab是视频中两杆塔导线挂点间的长度，Lab是实际两杆塔导线挂点间的长度，1^是 视频中导线舞动的最大振幅。3. 根据权利要求2所述一种输电导线舞动幅值的测量方法，其特征在于，所述最佳距 离，指同一画面包含全档距导线的两边杆塔悬挂点之间的距离。
【文档编号】G01H9/00GK105890739SQ201610344910
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】饶斌斌, 李阳林, 周龙武, 邹建章, 况燕军, 胡京
【申请人】国网江西省电力科学研究院, 国家电网公司