等值鹽密分布圖研究

王 磊，婁 婷，張哲民，覃 曉，李 琦，張 坤

0 引言

外絕緣問題是影響電網安全穩定運行的關鍵性問題。20世紀80年代以來的電網事故調查表明，導致我國大面積停電的首要原因是污閃事故。污閃事故嚴重威脅電力設備的安全，甚至會造成社會經濟的重大損失。特別是隨著我國經濟的飛速發展，隨著城鄉工業規模的不斷壯大，防污工作的難度日趨增加[1]。

電網污區分布圖[2]在指導電網防污工作開展、輸變電設備安全運行的重要依據。傳統污區分布圖是依據現場污穢度等級繪制而成。考慮污區圖的信息數據來源、時間特征、處理方法，其繪制目標是表征某地的飽和污穢度，并不能表征快速積污和清洗等動態過程，也并不具有實時性。因此，本文提出等值鹽密分布圖的概念。等值鹽密分布圖是在電子污區圖的基礎上，疊加鹽密等值線[3]繪制而成。其鹽密等值線的繪制基礎是時間連續的污穢在線監測[4]數據。等值鹽密分布圖可以用于直觀了解各地區實時和歷史污穢水平，對外絕緣配置有更加直接的指導作用。

1 目前輸電線路污區劃分現狀

目前污區圖的繪制依據主要是污穢等級的劃分。而污穢等級的劃分主要是根據各地的歷史污濕特征、絕緣子表面鹽密值和日常運行經驗來綜合考慮的。從整體上來說分級標準略顯粗獷，不能精細表達各地區等值鹽密的分布規律。而且污區分布圖幾年更新一次，實時性不足。因此并不能表征各地的實際污穢水平。

2 等值鹽密分布圖的繪制方法

等值鹽密分布圖定義為在二維地圖平面上把地理上具有相同絕緣子等值鹽密數值的點互相連接而成的圖形，由底圖和多組等值線組成。

2.1 污穢信息數據預處理

繪制等值線的關鍵基礎是污穢信息數據，只有在污穢信息數據從數量和空間分布上滿足一定條件后才能進行繪制。同時，在實際運用中，污穢環境各要素數據存儲的格式可能不一致，在確定等值線生成的方法后，需要對不同來源的數據進行預處理：首先讀入原始數據，按一定的規則規范數據格式，然后對規則網格數據有效點和空白點進行合理處理，而對于任意離散點數據先進行網格化，然后按照規則網格數據統一處理。

2.2 等值鹽密分布圖的繪制規則

本文在對鹽密環境要素信息充分了解的基礎上，利用實測數據，包括污穢在線監測系統和人工取樣值，對鹽密環境信息平面分布圖以等值線形式的表達進行了研究，實現了鹽密環境信息等值線自動繪制快速顯示。主要工作包含以下幾個方面[5]。

（1）了解鹽密環境信息。理解鹽密環境各種要素的概念，分析各種要素的數據組織形式以及可視化的表達方式。

圖1 等值鹽密分布圖流程

（2）利用鹽密環境信息等值線自動生成技術，對等值線自動繪制涉及到的不同算法進行選擇，采用矩形網格法生成等值線。等值線生成的主要步驟為：數據預處理、等值點的計算、等值點的追蹤、等值線的追蹤。

（3）利用等值線平滑技術，采用三次B樣條曲線對等值線進行光滑處理。

（4）利用等值線填充技術，基于OpenGL的快速填充方法來實現等值線填充。

（5）利用等值線的標注技術，采用向量判斷方法確定標注位置，并對等值線標注的進行處理。

（6）疊加組合。將鹽密等值線疊加到電子污區圖，生成等值鹽密分布圖。

圖2 廣州某地區等值鹽密分布圖

在等值鹽密圖繪制過程中，首先由計算機從數據庫讀入在線監測終端發送回的鹽密值，經過前述繪制規則處理數據后輸出等值線的集合，再與現有污區圖進行疊加展示。疊加的目的是形成比較，便于掌握整體污穢形勢。整個繪制流程如圖1所示。

3 等值鹽密分布圖繪制實例

收集廣東某地區的污穢在線監測設備信息，整理相應鹽密數據，按照以上繪制規則繪制該地區2016年10月18日等值鹽密圖，如圖2所示。

考慮恰當的計算負荷，圖2中等值線的分辨率設置為0.01 mg/cm2，可較好地表征等值鹽密線在空間的分布趨勢。從圖2可以看出，在明確各地區所屬污區等級的基礎上，同時能夠看到各地的實時污穢水平。

4 結論

本文結合輸變電線路的運行經驗和實時監測的污穢在線監測系統數據，說明了等值鹽密分布圖的概念，介紹了其方法依據，繪制規則等，并以廣東某地區為例輸出等值鹽密分布圖樣圖。

參考文獻：

［1］王圣，王萌，朱庚富.沿海大氣環境質量指數與電力設備污閃關系的研究［J］.華東電力，2007，35（9）：44-47.

［2］DL/T 374-2010.電力系統污區分布圖繪制方法［S］.

［3］宋麗娟，龔曉峰，鐘猛.基于網格法的等值線繪制方法［J］.現代電子技術，2005，28（14）：65-67.

［4］王思捷，胡濱，黃松，等.基于光傳感技術的現場污穢度在線監測裝置在熱帶海島污濕特征下的研究及應用［J］.電瓷避雷器，2014（2）：104-107.

［5］孫曉燕，伍增貴.基于MFC和OpenGL的快速填充等值線實現［J］.計算機應用研究，2005，22（3）：169-170.