輸電線路舞動分析及防治方法研究進展

馮振華

摘要：輸電線路是電網系統重要組合部分，其主要功能是輸送電能，不可忽視的是，輸電線路難免因為外在風速與風向以及自身結構的影響出現舞動現象，嚴重影響電力系統的穩定性。對此，需要結合輸電線路舞動原理采取科學的防治措施，同時，在輸電線路施工與維護工作中啟用無人機進行巡視，以便于及時發現問題。

關鍵詞：輸電線路;舞動分析;防治方法

輸電線路出現舞動現象的原因是多方面的，外界風速與風向都會引起線路舞動。其次，輸電線路自身存在大振幅與低頻率特征，經常處于靜負荷狀態，一旦發生舞動，就會轉變為動荷載，嚴重影響線路的正常運行，也會給塔桿和整個電力系統造成負面影響，甚至導致線路與塔桿損壞。因此，必須全面做好防治工作，著重優化輸電線路舞動防治方法。

一、輸電線路舞動分析

輸電線路舞動現象并非普通的振動現象，當輸電線路受到風速的影響后，其運動軌跡會發生變化。輸電線路自身存在大振幅與低頻率特征，風向有所改變后，輸電線路也會發生舞動。通常，線路處于靜載負荷狀態，當出現舞動現象后，就會轉變成動荷載，進而影響塔桿掛線，從而對線路造成損壞[1]。其次，在塔桿施工中，如果線路舞動下的轉角角度和起初的設計方案存在較大的差異，橫擔方向的承載力遠遠超過了塔桿的承受能力，必然會導致塔桿失衡和被損壞問題，也很容易引發跳閘、變電站失壓、停運等故障，嚴重威脅整個電力系統運行安全。

二、防治方法

（一）優化輸電線路舞動裝置

做好輸電線路舞動裝置，治理舞動故障，應重視加強輸電線路的垂直荷載能力，對出現舞動現象的區域實施全面檢查，做好螺栓緊固處理作業，對比分析不同的舞動現象，以此增強輸電線路防舞動能力。對于舞動頻發區域，在設計架空輸電線路的過程中，應適當縮減塔桿間隙，增強輸電線路對惡劣天氣的抵御能力。其次，需要在導線之間加裝間隔棒，實現導線的有效分離，以免在舞動過程中出現互相碰撞、放電和鞭擊問題，降低舞動故障發生率，優化電力系統防舞動功能，確保電力傳輸的安全性[2]。

（二）做好輸電線路巡檢工作

在輸電線路工程施工測繪與巡檢工作中，無人機測繪技術的應用一定程度上能夠彌補人工測繪的不足和缺陷。其主要是利用無線電裝置，控制無人機，并結合CPS、GIS 等技術，準確獲取測繪的位置，通過控制無人機飛行掃描，以獲取相關資料信息，然后繪制出精確圖紙[3]。該技術在輸電線路測繪中的應用優勢主要體現在兩個方面：第一，測繪效率更高。該技術在應用的時候，受到是限制相對來說比較小，在一些復雜環境、人工無法測繪或者是注意不到的地方，都能夠進行較為精準、全面地測繪，通過簡單的操作（即根據實際情況合理的調整無人機飛行的高度、速度等），就可以獲取土木工程的資料信息，測繪的效率和質量更高。該技術在應用的過程中科學與高精密型彩色數字攝影機、CPS、GIS 等技術有效結合，在提高測繪質量，獲取清晰全面的圖像的同時，極大地降低了人力、時間等，方便為分析輸電線路工程各要素、科學規劃設計等提供依據和參考。第二，操作簡便。該技術的運用使用了很多智能化、自動化的產品和設備，方便攜帶，且測繪點布局、無人機操作等也比較簡單，一般情況下只需要在輸電線路施工建設范圍內規劃好航線、布置好測繪點、制定好方案就可以了，不需要測繪工作人員深入現場，在結合數據分析平臺、三維建模、大數據等技術，能實現各類數據信息的快速獲取、傳遞、分析和利用，為輸電線路工程繪制圖紙等提供依據。

（三）做好輸電線路施工勘察工作

輸電線路工程項目施工建設首先需要做好勘察和調查工作，要對工程項目實際情況、工程所在地的環境和條件、工程規模和大小、地形地質和水文、周圍建筑物及環境等有準確地把握，在此基礎上科學制定項目施工方案，確保方案安全可靠、經濟可行。這對于輸電線路工程項目施工測繪測量工作提出了更高要求。測繪測量是項目施工的重要內容，同時也是一項復雜性、系統性的工作，涉及到的內容和事項比較多，且測繪的準確性、全面性將直接影響后期項目的規劃建設。如果只是單純地依靠人工測量，效率比較低，耗時比較長，且存在一定的局限性，很多復雜環境下人工測繪無法施展，容易出現測量漏洞。無人機測繪技術在測繪測量中的應用一定程度上彌補了以往人工測繪的局限性、不足和缺陷。科學合理的操控控制無人機，并結合CPS、GIS 等先進技術的應用，方面在輸電線路工程測繪測量中準確獲取測繪的位置、較為全面地獲取相關資料信息，并生成清晰可見的測繪圖像，然后繪制出精確圖紙，為分析輸電線路工程各要素、科學規劃設計等提供依據和參考。此外，無人機測繪技術的科學應用，也方便輸電線路項目工程測繪數據、圖像的實時有效傳遞，并及時剔除異常數據、無效數據，為后續工作的實施提供支撐。在應用無人機測繪技術的過程中，時常會配置高精度的三維激光點云數據技術和激光雷達系統，這樣能夠實現無人機系統的自主飛行，合理規劃航線，避免發生碰撞。從基本流程來看，運用無人機巡檢技術做好桿塔與導線的自動分類工作，避免出現空間碰撞問題，必須依次做好點云分割工作，準確判斷線路的走向，計算平行線的間距，做好點云預處理作業，用三維點云自動生成二維影像，按照斜率做好直線段的聚類工作，對電力線實施分類，做好邊緣檢測作業，實現Hough和Kmeans的聚類，將余下的直線段按照相應的起始點實施聚類，對桿塔進行分類。最后，需要對未分類的數據實施區域判斷，對所有桿塔和導線進行分類，合成點云[4]。

結束語：

綜上所述，做好輸電線路舞動裝置，治理舞動故障，應重視加強輸電線路的垂直荷載能力，對出現舞動現象的區域實施全面檢查，做好螺栓緊固處理作業，為導線之間加裝間隔棒。同時，要做好輸電線路巡檢工作。

參考文獻：

[1] 米瑪頓珠 . 輸電線路舞動分析與合理防治方式初探 [J]. 中國新技術新產品，2019，22 ：53.

[2]? 孫菊海，溫靈長，譚蓉 . 輸電線路導線舞動及防舞措施 [J]. 電網與清潔能源，2018，29（12）：23-30.

[3]? 邵穎彪，楊威，呂中賓，宋高麗，謝凱，鄭含博 . 基于單目視覺分析方法的輸電線路舞動測量 [J]. 中國電力，2018，02 ：54-60.

[4]劉更生，鄭揚亮，冉學彬等.天生橋局輸電線路巡檢系統開發及應用[J].海電力系統保護與控制，2018（13）：14-15.