基于超聲換能器的輸電線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

董麗潔 魏建林 呂中賓 周祥 李予全

（1.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，河南鄭州 450052；2.西安交通大學(xué)，陜西西安 710049）

基于超聲換能器的輸電線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

董麗潔1魏建林1呂中賓1周祥2李予全1

（1.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，河南鄭州 450052；2.西安交通大學(xué)，陜西西安 710049）

舞動(dòng)監(jiān)測(cè)是深入開展舞動(dòng)機(jī)理、模型分析和防舞設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)條件，舞動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)及相關(guān)設(shè)備已在輸電線路獲得廣泛應(yīng)用，但普遍采用的加速度傳感器由于采用二次積分的計(jì)算方法，該領(lǐng)域的加速度測(cè)量及積分算法存在其固有缺陷，所獲取的位移值誤差較大；采用的基于視頻監(jiān)測(cè)和軌跡提取的舞動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，雖然能有效監(jiān)測(cè)被測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡，但其基于可見光進(jìn)行視頻分析，因此需要較為理想的光學(xué)觀測(cè)環(huán)境，無法在夜晚實(shí)施，同時(shí)還需要被測(cè)點(diǎn)與其背景存在較大的色斑差異。因此，為了更加精確以及能在更寬松的環(huán)境下監(jiān)測(cè)導(dǎo)線的舞動(dòng)軌跡，選擇超聲換能器作為測(cè)量基礎(chǔ)，論證超聲換能器測(cè)量特定情況下導(dǎo)線舞動(dòng)軌跡的可行性。

超聲換能器；輸電線路；舞動(dòng)；監(jiān)測(cè)

架空輸電線路運(yùn)行過程中，會(huì)因自然條件的作用而發(fā)生多種災(zāi)害事故，舞動(dòng)就是其中危害較為嚴(yán)重的一種。舞動(dòng)是不均勻覆冰導(dǎo)線在風(fēng)的作用下產(chǎn)生的一種低頻率（0.1～3.0Hz）、大振幅（為導(dǎo)線直徑的5～300倍）的自激振動(dòng)。舞動(dòng)發(fā)生時(shí)，全檔架空輸電線會(huì)產(chǎn)生豎直、水平和扭轉(zhuǎn)3個(gè)方向的復(fù)雜耦合振動(dòng)，由于風(fēng)不斷供給能量，導(dǎo)線舞動(dòng)的振幅不斷增長(zhǎng)，直至由于阻尼的影響而趨于穩(wěn)定。舞動(dòng)一旦形成，持續(xù)時(shí)間一般可達(dá)數(shù)小時(shí)至幾十小時(shí)。電網(wǎng)規(guī)模的快速發(fā)展和惡劣天氣的頻繁出現(xiàn)，致使輸電線路發(fā)生舞動(dòng)的頻率和危害程度都呈現(xiàn)明顯的增加趨勢(shì)，輕則相間閃絡(luò)、損壞地線和導(dǎo)線、金具及部件，重則線路跳閘停電、斷線倒塔等，嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，造成重大經(jīng)濟(jì)損失［1，2］。

1 輸電線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)

舞動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)從本質(zhì)上來講是一種軌跡跟蹤技術(shù)，用于捕捉被測(cè)點(diǎn)舞動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而獲得被測(cè)點(diǎn)及舞動(dòng)線路的舞動(dòng)特征，從而為舞動(dòng)機(jī)理及防舞措施研究提供重要依據(jù)。

目前，舞動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)及相關(guān)設(shè)備已在輸電線路獲得廣泛應(yīng)用，雖然設(shè)備類型眾多，但測(cè)量原理基本接近，主要包括3種：人工觀測(cè)、基于視頻監(jiān)測(cè)和軌跡提取技術(shù)的舞動(dòng)監(jiān)測(cè)方法和基于加速度傳感器的舞動(dòng)監(jiān)測(cè)方法［3，4］。

1.1 人工觀測(cè)

在一些舞動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還沒有覆蓋的地區(qū)，該區(qū)域輸電線路的舞動(dòng)監(jiān)測(cè)主要靠電力公司工作人員手工實(shí)時(shí)進(jìn)行，記錄下當(dāng)前輸電線路的關(guān)鍵參數(shù)，比如溫度、光照強(qiáng)度、導(dǎo)線承受壓力、有無覆冰等。舞動(dòng)的人工觀測(cè)方式可靠靈活，但由于依賴手工，其個(gè)體差異性較大且準(zhǔn)確度較差，所記錄的舞動(dòng)數(shù)據(jù)難以應(yīng)用到對(duì)精度有較高要求的深入研究中。

1.2 基于視頻監(jiān)測(cè)和軌跡提取技術(shù)的舞動(dòng)監(jiān)測(cè)方法

該技術(shù)包含單目、雙目及多目等，其中單目監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用方便、測(cè)距最遠(yuǎn)，因此應(yīng)用最為廣泛。單目測(cè)量系統(tǒng)由視頻錄制設(shè)備、角度及距離測(cè)量裝置、軌跡提取軟件組成，視頻錄制設(shè)備用于舞動(dòng)過程的記錄，為便于后期的數(shù)據(jù)處理，一般采用高清攝像機(jī)；角度及距離測(cè)量裝置用于獲取觀測(cè)點(diǎn)到被測(cè)點(diǎn)的距離、角度等校準(zhǔn)信息；軌跡提取軟件用于分離舞動(dòng)視頻中的被測(cè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡，該原始軌跡是一種基于像素的相對(duì)值，結(jié)合被測(cè)點(diǎn)距離和角度等校準(zhǔn)信息可計(jì)算出被測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施上，操作人員只需要使用視頻采集裝置、測(cè)距儀等簡(jiǎn)單設(shè)備即可完成監(jiān)測(cè)。與人工觀測(cè)法相比，單目測(cè)量法可以獲得更為精確的舞動(dòng)幅值、頻率等參數(shù)，而且能得到整檔導(dǎo)線的舞動(dòng)軌跡。然而，單目測(cè)量法也存在一些不足，其基于可見光進(jìn)行視頻分析，因此需要較為理想的光學(xué)觀測(cè)環(huán)境，無法在夜晚實(shí)施，并需要被測(cè)點(diǎn)與其背景存在較大的色斑差異。因此，其觀測(cè)位置和觀測(cè)時(shí)間受到較大限制［5］。

1.3 基于加速度傳感技術(shù)的舞動(dòng)監(jiān)測(cè)

該方法利用安裝在被測(cè)點(diǎn)的加速度傳感器獲得被測(cè)點(diǎn)舞動(dòng)時(shí)的加速度值，通過一定的算法進(jìn)行二次積分，計(jì)算出被測(cè)點(diǎn)的舞動(dòng)位移。該方法可以全天候?qū)嵤┍O(jiān)測(cè)被測(cè)點(diǎn)的舞動(dòng)軌跡，但由于采用了積分的計(jì)算方法，而且被測(cè)對(duì)象的舞動(dòng)頻率屬于超低頻（0.1～3.0Hz）范圍，該領(lǐng)域的加速度測(cè)量及積分算法存在其固有缺陷，所獲取的位移值誤差較大。

由于基于視頻監(jiān)測(cè)和軌跡提取技術(shù)的舞動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，在野外、高濕、濃霧、沙塵等天氣條件下，不僅對(duì)視頻設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性要求很高，而且拍攝的視頻圖像效果也會(huì)受到影響，在實(shí)際使用中受外界環(huán)境影響比較大；而采用加速度傳感器監(jiān)測(cè)導(dǎo)線舞動(dòng)情況，雖可定量分析輸電導(dǎo)線某一點(diǎn)上下振動(dòng)和左右擺動(dòng)的情況，但只能測(cè)出導(dǎo)線直線運(yùn)動(dòng)的振幅和頻率，而對(duì)于復(fù)雜的圓周運(yùn)動(dòng)，則無法準(zhǔn)確測(cè)量。

因此，為了更加精確地監(jiān)測(cè)導(dǎo)線的舞動(dòng)軌跡，本文選擇超聲換能器作為測(cè)量基礎(chǔ)，論證超聲換能器測(cè)量特定情況下導(dǎo)線舞動(dòng)軌跡的可行性。

2 超聲換能器的基本原理

2.1 基本原理

超聲換能器是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械波信號(hào)的傳感器。當(dāng)其中一條線路在外力的作用下發(fā)生位移時(shí)，可利用超聲換能器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而判定線路是否發(fā)生舞動(dòng)并得到輸電線路的舞動(dòng)位移信息。

基于超聲換能器的輸電線路舞動(dòng)軌跡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，每一組測(cè)試系統(tǒng)包含3個(gè)超聲換能器，超聲換能器1安裝在輸電線路導(dǎo)線的子間隔棒上，超聲換能器2和超聲換能器3分別固定在待測(cè)線路的下方。超聲換能器的安裝示意圖如圖1和圖2所示。

圖1 超聲換能器在導(dǎo)線上安裝示意圖

圖2 超聲換能器在檔距上安裝示意圖

當(dāng)安裝在輸電線路子間隔棒上的超聲換能器1工作時(shí)，其在t0時(shí)刻發(fā)出的機(jī)械波分別在t1時(shí)刻和t2時(shí)刻被超聲換能器2和超聲換能器3接收到。此時(shí)，超聲換能器1與超聲換能器2之間的距離l2及超聲換能器1與超聲換能器3之間的距離l3可分別表示如下：

式（1）（2）中，v為聲波傳遞的速度。分別考慮風(fēng)速及溫度對(duì)聲波傳遞速度的影響后，即可得到該時(shí)刻超聲換能器1與超聲換能器2和超聲換能器3之間的距離l2與l3。在已經(jīng)測(cè)得超聲換能器2及超聲換能器3之間距離l1的情況下，此時(shí)刻輸電線路及超聲換能器1的位置（X，Y）可表示如下：

式（3）～（6）中，S為超聲換能器1、2及3圍成的三角形的面積，p為海倫公式計(jì)算三角形面積的中間變量。

在利用式（3）～（6）獲得某一時(shí)刻的室外觀測(cè)檔線路的舞動(dòng)狀態(tài)后，令超聲換能器1分時(shí)工作，特定時(shí)間間隔后再次發(fā)射機(jī)械波，即可獲得輸電線路的一系列離散舞動(dòng)位移坐標(biāo)（X，Y）。對(duì)此位移利用樣條插值法進(jìn)行處理后即可獲得線路的舞動(dòng)軌跡。

2.2 基于超聲換能器的線路舞動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

基于超聲換能器的輸電線路舞動(dòng)軌跡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括超聲換能器發(fā)射系統(tǒng)、超聲換能器接收系統(tǒng)、信號(hào)控制系統(tǒng)、信號(hào)接收系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。

2.2.1 超聲換能器發(fā)射系統(tǒng)。包括超聲換能器1及驅(qū)動(dòng)板。超聲換能器1通過定制法蘭固定在分裂導(dǎo)線的間隔棒上，其輸入端與驅(qū)動(dòng)板輸出端相連接；驅(qū)動(dòng)板安裝在間隔棒內(nèi)的安裝槽內(nèi)，其輸入端與信號(hào)控制系統(tǒng)的主控板輸出端相連接，輸出端與超聲換能器1輸入端相連接。當(dāng)輸電線路舞動(dòng)時(shí)，分裂導(dǎo)線上的間隔棒跟隨輸電線路開始舞動(dòng)，驅(qū)動(dòng)板接收到主控板發(fā)出的測(cè)試信號(hào)后驅(qū)動(dòng)超聲換能器1開始測(cè)試。超聲換能器1將驅(qū)動(dòng)板發(fā)出的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械波信號(hào)，并通過全向發(fā)射的方式傳輸?shù)街車諝庵小?/p>

2.2.2 超聲換能器接收系統(tǒng)。包括超聲換能器2、超聲換能器3及信號(hào)放大電路。超聲換能器2及超聲換能器3分別固定在地面支架上，與超聲換能器1的空間距離分別為l2和l3，超聲換能器2與超聲換能器3之間的距離為l1。超聲換能器2、超聲換能器3輸出端分別與信號(hào)放大電路輸入端相連接，信號(hào)放大電路輸出端與信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)主控板輸入端相連接。超聲換能器2及超聲換能器3的作用是接收超聲換能器1發(fā)出的機(jī)械波信號(hào)并將此信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并將此信號(hào)傳輸至信號(hào)放電電路。信號(hào)放大電路的作用是將超聲換能器2和超聲換能器3傳輸?shù)碾娦盘?hào)合理放大，并將放大后的結(jié)果傳輸至信號(hào)控制系統(tǒng)的主控板。

2.2.3 信號(hào)控制系統(tǒng)。包括主控板和信號(hào)隔離柵。主控板輸入端與超聲換能器接收系統(tǒng)中的信號(hào)放大電路輸出端相連接，主控板輸出端與超聲換能器發(fā)射系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)板及信號(hào)隔離柵相連接，主控板電源端與電源系統(tǒng)相連接；信號(hào)隔離柵輸入端與主控板輸出端相連接，信號(hào)隔離柵輸出端與信號(hào)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集卡相連接。信號(hào)控制系統(tǒng)中，主控板的作用是控制超聲換能器1發(fā)射機(jī)械波、接收超聲換能器2和超聲換能器3傳輸?shù)碾娦盘?hào)，并將此電信號(hào)傳輸給信號(hào)采集系統(tǒng)；信號(hào)隔離柵的作用是將主控板傳輸?shù)碾娦盘?hào)傳遞給信號(hào)采集系統(tǒng)，并在其間進(jìn)行電氣隔離與光電耦合，保證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的安全。

2.2.4 信號(hào)采集系統(tǒng)。包括數(shù)據(jù)采集卡與上位機(jī)。數(shù)據(jù)采集卡輸入端與信號(hào)控制系統(tǒng)的信號(hào)隔離柵想連接，輸出端與上位機(jī)系統(tǒng)連接；上位機(jī)系統(tǒng)輸入端與數(shù)據(jù)采集卡通過上位機(jī)的PCI-E卡槽連接。數(shù)據(jù)采集卡的作用是對(duì)超聲換能器2和超聲換能器3傳輸?shù)碾娦盘?hào)高速離散采集，上位機(jī)系統(tǒng)的作用是對(duì)數(shù)據(jù)采集卡采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并分析，獲取輸電線路的實(shí)際位置。

2.2.5 電源系統(tǒng)。其分別與超聲換能器發(fā)射系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)板和信號(hào)控制系統(tǒng)的主控板相連接，分別為驅(qū)動(dòng)板和主控板供電。

2.3 基于超聲換能器的舞動(dòng)位移測(cè)量系統(tǒng)的工作流程

①外部線路舞動(dòng)測(cè)試信號(hào)輸入信號(hào)控制系統(tǒng)主控板中，信號(hào)控制系統(tǒng)主控板輸入電信號(hào)至超聲換能器發(fā)射系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)板，驅(qū)動(dòng)板將此電信號(hào)放大抬升后將此電信號(hào)輸入超聲換能器1。

②超聲換能器1將超聲換能器發(fā)射系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)板傳輸?shù)碾娦盘?hào)在內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將電信號(hào)通過內(nèi)部特制的壓電陶瓷轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的機(jī)械波信號(hào)，并向周圍空間全向發(fā)射此機(jī)械波信號(hào)。

③布置過的超聲換能器接收系統(tǒng)中的超聲換能器2及超聲換能器3接收到超聲換能器發(fā)射系統(tǒng)中超聲換能器1發(fā)射的機(jī)械波信號(hào)，并分別在超聲換能器2及超聲換能器3中將此機(jī)械波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

④超聲換能器2及超聲換能器3接收到的電信號(hào)分別輸入超聲換能器接收系統(tǒng)中的信號(hào)放大電路，將其接收到的電信號(hào)按照20倍率放大，方便系統(tǒng)后端的計(jì)算分析及處理。

⑤經(jīng)過放大的電信號(hào)傳輸至信號(hào)控制系統(tǒng)的主控板，主控板將此電信號(hào)傳輸至信號(hào)控制系統(tǒng)的信號(hào)隔離柵，信號(hào)隔離柵對(duì)此電信號(hào)進(jìn)行隔離，并光電耦合傳輸至信號(hào)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集卡。

⑥數(shù)據(jù)采集卡對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行分時(shí)離散采集，采集得到的數(shù)據(jù)輸入上位機(jī)軟件中進(jìn)行分析。分析后即可獲得輸電線路舞動(dòng)的位移軌跡，將此位移軌跡與預(yù)設(shè)最大位移軌跡比較后即可判斷輸電線路是否舞動(dòng)。

3 基于超聲換能器的線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)

在室內(nèi)對(duì)線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，待測(cè)設(shè)備受到的影響相較于室外的影響因素較小。為確定典型的線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備在室外條件下是否具有一定的監(jiān)測(cè)精度，對(duì)其在國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院尖山舞動(dòng)試驗(yàn)室的室外觀測(cè)檔上進(jìn)行測(cè)試。在對(duì)室外線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)定時(shí)，為方便起見，只對(duì)室外觀測(cè)檔的輸電線路進(jìn)行幅值監(jiān)測(cè)與檢定。

3.1 監(jiān)測(cè)方案

分別將超聲換能器測(cè)試系統(tǒng)和單目測(cè)試系統(tǒng)調(diào)試完畢后，將裝有超聲換能器的八分裂間隔棒安裝至室外觀測(cè)檔線路上。同時(shí)，調(diào)整間隔棒的位置使其與兩側(cè)支柱上換能器的位置平行，隨后將單目測(cè)試系統(tǒng)安裝在桿塔上，調(diào)整期拍攝位置與換能器測(cè)試位置重合。隨后分別令超聲換能器測(cè)試系統(tǒng)與單目測(cè)試系統(tǒng)同時(shí)開始測(cè)試。

超聲換能器系統(tǒng)在室外觀測(cè)檔上共安裝在檔距內(nèi)的兩個(gè)不同位置上，可同時(shí)對(duì)觀測(cè)檔輸電線路的舞動(dòng)位移進(jìn)行檢查。

3.2 監(jiān)測(cè)方法

由于室外觀測(cè)檔輸電線路舞動(dòng)時(shí)間及位移的不可控，且單目測(cè)試系統(tǒng)拍攝時(shí)間有限，故需人工對(duì)室外觀測(cè)檔線路的無用情況進(jìn)行觀察。當(dāng)發(fā)現(xiàn)室外觀測(cè)檔線路開始舞動(dòng)后，分別打開超聲換能器測(cè)試系統(tǒng)和單目測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)室外觀測(cè)檔的線路舞動(dòng)位移進(jìn)行記錄，記錄的結(jié)果分別進(jìn)行處理后相互比較進(jìn)行結(jié)果校準(zhǔn)。

為保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，分別在7d內(nèi)早晚時(shí)間對(duì)觀測(cè)檔試驗(yàn)舞動(dòng)線路的舞動(dòng)位移進(jìn)行記錄。每天在7∶00-7∶10及17∶00-17∶10打開超聲換能器測(cè)試系統(tǒng)與單目測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)觀測(cè)檔輸電線路的舞動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。一方面，在這兩段時(shí)間內(nèi)觀測(cè)檔試驗(yàn)線路有很大概率發(fā)生風(fēng)激舞動(dòng)；另一方面，這兩段時(shí)間段內(nèi)觀測(cè)檔能見度較好，單目測(cè)試系統(tǒng)能夠清楚分辨輸電線路的舞動(dòng)位移。據(jù)經(jīng)驗(yàn)得知，觀測(cè)檔輸電線路的舞動(dòng)位移主要集中在Y軸和Z軸方向，為了簡(jiǎn)化觀測(cè)檔輸電線路的舞動(dòng)位移表征，以此兩方向的輸電線路舞動(dòng)位移幅值來表征輸電線路的舞動(dòng)狀態(tài)。

3.3 監(jiān)測(cè)結(jié)果

在得到觀測(cè)檔輸電線路舞動(dòng)位移的監(jiān)測(cè)結(jié)果后，找出試驗(yàn)線路在此段時(shí)間內(nèi)的舞動(dòng)最大值，并以此舞動(dòng)最大值截取5個(gè)周期的輸電線路舞動(dòng)狀態(tài)，計(jì)算其平均幅值，并以此值表征該天該段時(shí)間內(nèi)的輸電線路舞動(dòng)情況。在對(duì)2015年11月16日-2015年11月20日的輸電線路舞動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行記錄并分析后，由超聲換能器采集分析得到的輸電線路舞動(dòng)情況如表1所示，表中只記錄舞動(dòng)特征明顯，幅值超過1m的舞動(dòng)事件。

從2015年11月16日-2015年11月20日為期7d（11月19日未發(fā)生舞動(dòng)事件）的觀測(cè)檔輸電線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果中可以看出，超聲換能器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與單目測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果在不同時(shí)間點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果近似。

表1 輸電線路舞動(dòng)幅值測(cè)試結(jié)果

而單目測(cè)試系統(tǒng)作為一種精確的輸電線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，具有非接觸式測(cè)量、同步多點(diǎn)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、測(cè)量范圍大、特征點(diǎn)選取方便、標(biāo)定方便及現(xiàn)場(chǎng)可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于輸電線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)。從監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，超聲換能器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與單目測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果相近。因此，超聲換能器作為一種線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)手段，具有較高的適用性。

4 結(jié)語

基于超聲換能器的線路舞動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過對(duì)線路舞動(dòng)位移量的直接測(cè)量，避免了復(fù)雜數(shù)學(xué)計(jì)算帶來的存儲(chǔ)困難及計(jì)算誤差大等實(shí)際問題。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確度更高，測(cè)試速度更快，能夠更加真實(shí)地表征線路舞動(dòng)的基本特征。而且該系統(tǒng)對(duì)光學(xué)測(cè)試環(huán)境要求較低，能夠在更寬松的環(huán)境條件下完成輸電線路的舞動(dòng)監(jiān)測(cè)，具有良好的推廣前景。

［1］郭應(yīng)龍，李國(guó)興，尤傳永.輸電線路舞動(dòng)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2003.

［2］王藏柱，楊曉紅.輸電線路導(dǎo)線的振動(dòng)和防振［J］.電力情報(bào)，2002（1）：69-70.

［3］黃新波，陳榮貴，王孝敬，等.輸電線路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2008.

［4］曹海林，楊力生，楊士中，等.特高壓輸電線舞動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究［J］.高電壓技術(shù)，2011（9）：2111-2115.

［5］祝琨，楊唐文，阮秋琦，等.基于雙目視覺的運(yùn)動(dòng)物體實(shí)時(shí)跟蹤與測(cè)距［J］.機(jī)器人，2009（4）：327-334.

Transmission Line Galloping Monitoring System Based on Ultrasonic Transducer

Dong Lijie1Wei Jianlin1Lv Zhongbin1Zhou Xiang2Li Yuquan1
（1.Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Company，Zhengzhou Henan 450052；2.Xi'an Jiaotong University，Xi'an Shaanxi 710049）

Galloping monitoring is the basic condition for the further development of galloping mechanism,model analysis and anti-galloping design,galloping monitoring technology and related equipment have been widely used in transmission line.But most acceleration transducers have adopted the computing method of quadratic integral which has inherent defect,the error value of the displacement is rather big.Galloping monitoring method based on video monitoring and trajectory extraction,can monitor the absolute movements of the observation point,but its video analysis based on visible light,so the ideal optical observation environment is needed,it can not be implemented at night. At the same time,the significantly differences should be exist between the observation point and the background. Therefore,in order to more accurately and can be in a more relaxed environment to monitor the galloping track,ultrasonic transducers was chose as the basis of measurement,to demonstrate the feasibility of the galloping track of ultrasonic transducer measurement under specific circumstances.

ultrasonic transducer；power transmission line；galloping；monitoring

TM726

A

1003-5168（2016）11-0050-04

2016-10-09

董麗潔（1985-），女，碩士，工程師，研究方向：輸電線路舞動(dòng)研究。