[发明专利]一种基于点云数据的输电线路连续档安全系数反算方法

说明书

本发明公开了一种基于点云数据的输电线路连续档安全系数反算方法，结合输电线路设计资料、电线力学理论以及电力线点云数据采集时的气象条件数据，可实现输电线路安全系数的准确、快速反算，为输电线路安全距离分析及预测模拟奠定基础，同时，对于新建线路反算出来的安全系数也可作为线路验收时的重要参考依据。

技术领域

本发明涉及输电线路安全运维及施工验收技术领域，特别涉及一种基于点云数据的输电线路连续档安全系数反算方法。

背景技术

输电线路安全系数是线路设计以及运维过程中的重要参数。当线路竣工以后，由于施工过程中施工人员放线过松或过紧以及电力线老化等原因均会造成输电线路实际安全系数与设计取值之间存在一定偏差。当前，通过无人机或直升机搭载激光LiDAR设备，获取线路点云数据，进而进行线路安全距离分析及模拟，已成为输电线路运维的主要方式。准确的获取输电线路安全系数，对输电线路安全距离分析及模拟具有重要意义。同时，对于新建线路通过与设计资料进行结合，安全系数可作为验收时的重要参考依据。通过与设计安全系数进行比对，线路验收人员便可知道线路施工时放线是过松或者过紧。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于点云数据的输电线路连续档安全系数反算方法，通过结合输电线路设计资料、电线力学理论以及电力线点云数据采集时的气象条件数据，可实现输电线路安全系数的准确、快速反算，为输电线路安全距离分析及预测模拟奠定基础。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

该种基于点云数据的输电线路连续档安全系数反算方法，包括如下步骤：

步骤S1：结合设计资料将经过点云分类后的架空输电线路通道点云数据按照连续档以及孤立档进行划分，并计算每档档距、高差及高差角；

步骤S2：利用基于正交多项式的最小二乘法在竖直平面以及水平平面对电力线点云数据进行拟合，并通过拟合后的电力线计算连续档档内每一档在垂直比载平面内的最大弧垂；

步骤S3：根据步骤S2计算的连续档档内每一档在垂直比载平面内的最大弧垂，求解每一档电力线弧垂最低点水平应力，并考虑连续档各档之间的相互影响，计算每一档的权重系数，进而求取连续档弧垂最低点水平应力；

步骤S4：根据步骤S3计算的连续档弧垂最低点水平应力，结合输电线路设计资料以及点云数据采集时的实时气象数据，通过对多个设计条件下计算的弧垂最低点水平应力进行对比，确定连续档所允许使用的弧垂最低点水平应力，进而计算连续档安全系数。

特别地，所述步骤S1中，设某一连续档共有n个挂点A₁、A₂、……、A_n，其坐标依次为(x₁，y₁，z₁)、(x₂，y₂，z₂)、……、(x_n，y_n，z_n)。根据电线力学理论，同一档间的高度差简称为高差，两悬挂点间连续的水平距离称为档距，该连线与水平面的夹角称为高差角，依次表示为l_i、h_i、β_i。其对应计算公式如下所示：

h_i＝|z_i+1-z_i|   (2)

式中，i＝1，2，...，n-1。

特别地，所述步骤S2中，包括以下计算步骤：

步骤S21：提取电力线点云在竖直平面以及水平平面投影点坐标得到两组新的二维点集；