[发明专利]基于激光着色的架空输电线路覆冰厚度监测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及线缆监测领域，尤其涉及一种基于激光着色的架空输电线路覆冰厚度监测方法和系统。

背景技术

电力是我国经济发展的支柱之一，是国民经济正常运转的大动脉，电力行业的安全运行对各行各业的正常运行有着直接的影响。但是恶劣的气象灾害尤其是覆冰对架空输电线路的安全运行产生严重威胁，给国民经济造成重大损失，严重影响了国家的正常生产和人民群众的生活。

2005年春节前后华中地区出现极为罕见的冻雨、雨雪天气，特别是湖南、湖北两省分别遭受了50年以来大面积、长时间、高强度的输电线路覆冰的自然灾害，造成华中电网500KV变电站发生设备故障5次；影响500KV交直流输电线路18条，共跳闸69次。

2008年1月12日以来，中国南方地区大范围遭遇罕见的风雨雪冰冻灾害，包括贵州省在内的南方大部分省份电力产业遭遇了从所未有的打击，电网所遭受的破坏主要集中于覆冰造成大量杆塔的倾倒和断线。

  因此，电力行业急需一种有效的覆冰监测方法，可有效的监测架空输电线路覆冰状况以及预测覆冰发展趋势，从而及早发现冰灾进而采取措施，避免电力事故的发生或者将冰灾造成的损失降至最低。

  目前覆冰监测方法主要有以下2种方法：

方法一：基于称重法的覆冰监测方法，这种方法需要建立复杂的数学模型，且数学模型的正确性有待验证；并且对拉力传感器灵敏度要求苛刻，目前拉力传感器灵敏度以及精度难以满足要求，导致测量的覆冰误差较大。

方法二：基于图像视频的覆冰监测方法，这种方法高压输电线路背景环境复杂，获取图像不理想，难于确定图像的准确边界，导致覆冰监测误差过大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术监测覆冰的方法误差大的缺陷，提供一种可靠、安全和精确的基于激光着色的架空输电线路覆冰厚度监测方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于激光着色的架空输电线路覆冰厚度监测方法，所述方法包括以下步骤：

A.接收架空输电线路覆冰厚度的监测命令或者设定架空输电线路覆冰厚度的监测到达时间；

B.根据监测命令或者监测到达时间对架空输电线路进行着色；

C.通过对所着色的架空输电线路进行拍摄，获取该架空输电线路的清晰轮廓，并参考未覆冰的架空输电线路的轮廓计算该架空输电线路的覆冰厚度值。

在本发明所述的基于激光着色的架空输电线路覆冰厚度监测方法中，所述步骤A之前还包括以下步骤：

A0.判断是否接收到监测命令或者监测到达时间，若是，则执行步骤A,若否，则步骤结束。

在本发明所述的基于激光着色的架空输电线路覆冰厚度监测方法中，所述步骤C还包括以下步骤：

对架空输电线路的清晰轮廓进行压缩处理。

在本发明所述的基于激光着色的架空输电线路覆冰厚度监测方法中，所述步骤C中计算该架空输电线路的覆冰厚度值具体包括以下步骤：

C1.根据该架空输电线路的清晰轮廓生成二维坐标，其中，二维坐标的横坐标x表示沿架空输电线路长度方向上的像素点，二维坐标的纵坐标表示像素数；

C2.假设该架空输电线路的覆冰厚度是均匀的，分别选取二维坐标的横坐标上的任意两点x1和x2，其中，0<x1<x2；

C3.通过下列公式分别计算架空输电线路上边缘平均覆冰厚度值h1和下边缘平均覆冰厚度值h2，则

,   ，其中，架空输电线路直径为 d，p(x)表示架空输电线路未覆冰时上下边缘所对应的像素数的差值与横坐标x 的函数，p(x)表示架空输电线路覆冰后上边缘与未覆冰时上边缘所对应像素数的差值与横坐标x的函数，p2(x)表示架空输电线路未覆冰时下边缘与覆冰后下边缘所对应像素数的差值与横坐标x的函数；

C4.通过下列公式计算该架空输电线路的覆冰厚度值h，则

。

在本发明所述的基于激光着色的架空输电线路覆冰厚度监测方法中，所述步骤C之后还包括以下步骤：

D.通过无线网络将该覆冰厚度值发送至后台监控中心，以采取相应的应急措施。

本发明还构造一种基于激光着色的架空输电线路覆冰厚度监测系统，所述系统包括：

控制单元，用于接收架空输电线路覆冰厚度的监测命令或者设定架空输电线路覆冰厚度的监测到达时间；

激光发射器，与所述控制单元连接，用于根据监测命令或者监测到达时间对架空输电线路进行着色；