基于輸電線路跨越智能化分析及應用

倪志國

[摘? ? 要 ]隨著社會的不斷發展，電網覆蓋的面積也越來越大，架空輸電線路作為電網的最核心的組成部分，它是電能的傳輸通道，更是直接影響著社會的穩定發展，而架空輸電線路縱橫交錯，兩條輸電線路交叉跨越，輸電線路跨越各種物體如何保證安全穩定運行一直是電網運維人員關心的重點，基于此，通過對線路坐標整合，并搭配奧維地圖，結合Python語言，對此進行智能化分析，快速找到危險點，及時處理運維問題。

[關鍵詞]電網;Python;運維;交叉跨越

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）11–00–03

[Abstract]With the continuous development of society， the coverage area of power grid is becoming larger and larger. As the most core part of power grid， overhead transmission line is the transmission channel of electric energy， which directly affects the stable development of society. However， overhead transmission lines crisscross， two transmission lines cross， and how to ensure the safe and stable operation of transmission lines across various objects has always been a problem Based on this problem， through the integration of line coordinates， combined with Ovi map， combined with Python language， intelligent analysis is carried out to quickly find dangerous points and deal with operation and maintenance problems in time.

[Keywords]power grid; Python; operation and maintenance; cross crossing

國家“十四五”規劃中明確指出，要大力推進智能電網的建設，加快電網的發展進程，近年來“數字電網”“堅強智能電網”“泛在電力物聯網”“能源互聯網”等新概念層出不窮，但其實質都是對新需求下電網發展形態的探索和嘗試，而對于基礎電網運維工作，切實提高工作效率，有效提升運維水平才是電網基層員工最關心的話題。輸電線路的交叉跨越作為電網運維的重點關注問題，輸電線路跨越鐵路、省道、國道距離等都是要有明確規范要求，隨著外界環境變化，如大風、雨雪、樹木生長、導線老舊等因素都會產生交叉跨越距離的變化，當間距變少時，就會存在帶電導線與跨越物放電的現象，導致危險發生。

1 交叉跨越分析

交叉跨越是指一段架空輸電線路下發跨越建筑物、公路、鐵路、樹木等，而隨著架空線路數量的逐年增多，跨越情況也越來越頻繁，有時由于臺賬處理不及時就會出現跨越不準確等情況，傳統方法為人工現場排查，此方法需要耗費大量的人力物力去實地現場考察，工作效率較低甚至難免會發生查看錯誤，若此情況因為誤判而導致安全距離不足，會導致發生輸電線路因距離不合要求而影響通道運輸、危及人身安全、降低電網穩定運行等風險隱患，鑒于此情況，本文創新的應用計算機程序設計語言Python，結合奧維地圖，運用數學向量兩線段平行或相交的運算關系及三角函數關系，得到輸電線路某兩基鐵塔與何道路相互交叉跨越，并計算跨越角度，精確準確進行判斷比對，實現每一條線路的交叉跨越的及時掌握。

2 智能化設計依據

為了實現交叉跨越的快速梳理，首先要將大量桿塔位置在地圖上展示，為解決于此，本文將在無人機巡視的照片中，提取每一座輸電鐵塔的地理信息坐標，即經緯度，將每一座桿塔視為一個點，每個點連接在一起形成一條輸電線路，每相鄰兩基鐵塔可視作一條線段，同理可以將道路看成點與點的連線形成一套道路，只要取點足夠密集，那么道路坐標信息就可以忽略不計。結合數學中常用的空間向量的相交運算，形成需要整理的數據結果，最后用txt文本或者是Excel文本對計算結果進行輸出查看。

為了實現線段與線段相交的分析，首先應用快速排斥原理，既假如2條線段不相交，那以兩條線段為對角線的矩形必不相交，而且即便矩形相交，2條線段也并不一定相交。

第二部應用跨立實驗原理，第2步的實現，只要用叉積去做就可以了，即只要判斷矢量A1A3和A1A4是否在A1A2的兩邊相對的位置上，如果這樣，則線段A1A2跨立直線A3A4。也即檢查叉積（A3-A1）×（A2-A1）與（A4-A1）×（A2-A1）的符號是否相同，相同則不跨立，線段也就不相交，否則相交。跨立原理圖如圖1所示。

3 實際應用及展望

近年來，架空輸電線路投產越來越多，桿塔數量也在不停變化，此方法可以保證對所有線路變換進行實時更新，可以動態分析輸電線路的運維變化，及時發現線路的重要交叉跨越信息，更快速準確地發現線路的交叉跨越情況，加強對輸電線路重點關注問題進行及時管控。相比于傳統的作業方式，人工排查往往要消耗大量的時間，并且工作人員需要的技術水平也相對較高，導致危險點不能得到嚴格的管控。

此智能化分析軟件，可以通過對經緯度坐標的識別，對數學建模的智能比對，實現輸電線路交叉跨越的分析，十分便于管理，滿足運維人員工作需要，更加直觀、具體地預演突

發搶修任務，提前制定多套更有效、具體應對實際突發情況的工作方案，便于檢修人員針對不同的故障類型，提前做好相應準備，快速、準確地處理現場問題，提高搶修工作效率。為風險預控措施的制定提供依據。

參考文獻

[1] 王清葵.輸電線路施工[M].北京：中國電力出版社，1997.

[2] Magnus Lie Hetland，司維，曾軍崴.Python基礎教程[M].北京：人民郵電出版社，2014.