输电线路差异化防雷治理中三维激光扫描技术的应用探析.doc

输电线路差异化防雷治理中三维激光扫描技术的应用探析 　　【摘 要】随着现代电力企业的不断发展，输电线路拥有完整良好的运行状态成为保证电力正常输送的关键性和基本要求。本文就从影响输电线路安全稳定运行的雷击跳闸现象进行阐述，探讨如何应用三维激光扫描技术来开展输电线路差异化防雷治理。输电线路所处的地形地貌和杆塔结构特征是引起雷击跳闸的两个重要因素，为全面高效直观地获取这两方面的参数信息，就需要利用三维激光扫描技术进行分析研究。 　　【关键词】输电线路 差异化防雷治理 三维激光扫描技术 　　随着电网规模的不断扩展和供电可靠性要求的不断提高，以及当前全球气候条件的复杂多变，输电线路因雷击跳闸日益成为影响电网安全稳定运行的重要因素。为确保输电线路安全可靠运行，尽可能地降低电网雷击损害风险，需要工程技术人员深入开展防雷技术研究。针对本文中的三维激光扫描技术应用，需重点做好输电线路现场地形勘察和杆塔结构分析，通过分析确定重点改造对象和措施，提高防雷综合治理的有效性和技术经济性。 　　1三维激光扫描技术 　　1.1机载三维激光扫描技术 　　本文所述的三维激光扫描技术采用机载和地面测量相结合的方式，机载三维激光雷达是将三维激光扫描仪和航空相机装载在飞机上，利用激光测距和航空摄影测量原理，迅速采用机载三维激光扫描系统进行广域扫描，在针对航测难度大和数据缺失的地段采用地面测量进行填补完善，减少扫描误差。通过GPS和惯性测量装置的机载定位定向系统联接，构成当今测量与遥感领域最先进的对地观测系统。而且可实时得到地表大范围内目标点的三维坐标，也是目前唯一能测定森林覆盖地区地面高程的可行技术，因此特别适用山区线路。机载三维激光扫描技术可以快速，低成本，高精度地获取数据。它在电力输送中的应用主要有新架设线路的选线，以及对输电线路的日常检修维护等。 　　1.2地面三维激光扫描技术 　　地面三维激光扫描技术的运用主要是为了弥补上述机载测量容易受到飞行安全、线路密集以及航空管制等因素影响带来的缺点。它的工作原理是向物体发射大量的激光点来准确的获得物体表面的特征，进而直接的生成物体3D模型的测量手段，它和上述的机载测量一样也是采用激光测距的原理，在此基础上结合横纵向转角的精确记录，准确的得出被测点和扫描仪的相对精确位置。这种技术具有以下几个技术优势：①具有很高的测量精度；②遥测的像素分辨率较高；③应用实施的范围较广；④多角度全方位的扫描；⑤具有的激光斑点扩大技术可以对输电线路等较为细长的物体进行采集。它在电力行业中的应用也有一定的成效，例如在变电站三维模型构建以及输电线路三相导线间的间距测量等。 　　通过综合运用上述两种测量技术，获取了测量对象的信息数据后需要先对这两类数据进行拼接，然后再把原始数据进行明确细致的分类和处理，一般主要分为植被/建筑层、线路/杆塔等输电设备层以及地形地貌地表层等，最后在此基础上实现对输电线路的走廊通道进行矢量化建模。 　　2 差异化防雷评估参数的提取分析 　　为了尽可能的满足差异化防雷评估的要求，需要在矢量化建模的基础上依据三维模型对线路走廊全档距地形地貌参数和杆塔结构参数进行输出。因为输电线路实际的档距是在百米甚至是千米以上，就简单的按照1m为间隔进行提取，那么最后的数据量也是非常巨大的，因此所带来的防雷计算量也是十分巨大的。基于此就需要对其进行近似化的处理，按照每间隔1/8档距进行数据采集和防雷计算，这样做的目的不仅可以大大降低参数的采集量和防雷的计算量，还可以有效满足全档距绕击闪络风险评估的工程需要。 　　对于地形地貌的参数提取方面，一般主要涉及到三个方面，即地貌、地面倾角以及海拔。对于海拔的提取可以直接从三维模型中进行，一般在实际的应用中不作为重点关注，主要的还是对前两者的参数提取。因为地面倾角的取值正负状况对于绕击防雷计算存在的影响，需要在排除了地面倾角值以外对其正负进行正确的分析。在一般的防雷击计算中典型地貌主要分为山顶、沿坡、山谷以及平地。 　　3 全档距绕击防雷性能评估的方法分析 　　在综合了雷电统计参数以及线路绝缘特征的基础上，我们采用基于三维激光扫描技术来对地形地貌和杆塔结构参数进行精确细致的提取，进而进行全档距绕击跳闸率的计算。依据线路绕击跳闸率的设计值、规定值以及运行的经验值来最后确定参考的标准，把输电线路的各基杆塔的全档距绕击跳闸率计算值和参考标准进行比较，就可以确定它的绕击闪络风险评估的等级，处于A、B级的为达标状态，C、D级为不达标状态。 　　4 评估实例分析 　　选取某山区220kV线路，我们对其进行输电线路三维激光扫描，并在扫描数据获得全档距地形地貌参数和杆塔结构参数的基础上，进行全档距绕击防雷性能的评估分析，把评估结果和采用普通方法得到的评估结果进行详细的对比分析