Железобетонные опоры ВЛ СВ 95 и СВ 110
Железобетонные опоры СВ-95 и СВ-110 изготовлены из бетона, который дополнительно армирован металлом. Маркировка СВ означает «стойки вибрированные». Применяются они для прокладки линий электропередач 0,4-10 кВ.
Значительными преимуществами ж/б опор являются:
- Коррозиестойкость
- Невосприимчивость к низким температурам и влажности
- Сейсмостойкость — степень устойчивости к землетрясениям
- Стойкость к неблагоприятным воздействиям природы и стихий
- Повышенная прочность и крепость – не подвергаются деформации и разрушениям
- Нет необходимости в уходе (в чем, например, нуждаются деревянные опоры из сосны- пропитка)
- Срок эксплуатации — не менее 50 лет
Недостатки тоже есть
Речь здесь идет, в первую очередь, про высокий вес подобной опоры, соответственно, монтаж опор такого типа должен производиться профессионалами высочайшего класса. Также имеется вероятность появления различных дефектов во время транспортировки (речь идет о трещинах, сколах). Кроме этого, из-за воздействия влаги и перепадов температур возможно выкрашивание бетона, что снижает прочность всей конструкции.
Характеристики железобетонных стоек ЛЭП
⇒Железобетонные столбы изготавливаются разных марок и обозначаются таким образом, например, стойка бетонная СВ 95-2, где 95 – длина стойки в дециметрах, а 2 – условная несущая способность.
Согласно ГОСТ 23009-78 стойки изготавливаются следующих типоразмеров:
- L – 9,5 метров (СВ 95)
- L – 10,5 метров (СВ 105)
- L – 11 метров (СВ 110)
- L – 16,4 метра (СВ 164)
Они различаются также по методу армирования, от которого зависит несущая способность.
Стойки опор ЛЭП СВ 95
Ж/б опоры СВ 95 широко применяются для прокладки и монтажа сетей с напряжением 0,4 кВ и для прокладки линий связи. Они преимущественно используются для подключения к электросетям дачников, при установке дополнительного электростолба. Для их изготовления используется тяжелый бетон (класс В30), который соответствует нормативам ГОСТ 26633-91. В качестве наполнителя данного бетона производители применяют гранитный щебень с показателем прочности не менее M 1200 – M 1400, морозоустойчивости F 300.
Стойки СВ 95 могут эксплуатироваться при температуре, достигающей -55 градусов Цельсия. Они успешно эксплуатируются в районах I-V категории и могут устанавливаться там, где сейсмичность не превышает 7 баллов по шкале Рихтера. Железобетонные опоры ЛЭП СВ 95.2 и СВ 95.3 оснащаются закладными изделиями, необходимыми для того, чтобы выполнять крепление конструкций и осуществлять присоединение необходимых элементов заземления. Данные стойки сужаются кверху и их длина составляет 9,5 метров. Сечение опор прямоугольное и равняется: в основании высота – 240 мм, вверху – 165 мм, ширина в основании и вверху одинаковая – 150 мм. Вес стойки равен 750 кг.
Железобетонный столб СВ-95 на предприятии — изготовителе снабжается закладными железными изделиями, предназначенными для присоединения конструкций и деталей заземления.
Стойки СВ 110
Железобетонные стойки СВ 110 предназначены для линий электропередач напряжением до 10 кВ. Они могут устанавливаться также и для линий связи. Ж/б столбы СВ 110 устойчивы к воздействию агрессивной среды, низкой и высокой температуры и могут с успехом устанавливаться в районах с повышенной степенью пожарной опасности.
Столбы железобетонные СВ 110 также находят свое применение и в качестве опор для освещения. Их изготовление ведется с применением тяжелого бетона методом вибропрессования. Данные бетонные смеси обладают классом прочности на сжатие В30.
Длина стоек СВ 110-3,5 и СВ 110-5 составляет 11 метров. В основании опоры высота равна 280 мм, а вверху высота составляет 165 мм. Ширина основания равна 170 мм, верхняя часть составляет 175 мм. Вес бетонной опоры равен 1150 кг. Стойки СВ 110-3,5 имеют расчетный изгибающий момент 35 кНм, а СВ 110-5 соответственно 50 кНм.
Железобетонные опоры СВ 110 изготавливаются из тяжелого бетона, обладающего следующими характеристиками:
- Марка прочности – M 400
- Морозостойкость – F 200
- Водонепроницаемость – W 6
Каждая из них снабжена закладными металлическими изделиями, предназначенными для закрепления конструкций и подсоединения деталей конструкции заземления и изготавливается в строгом соответствии со стандартами ГОСТ и ТУ.
Все опоры в обязательном порядке имеют сертификат соответствия и паспорт качества.
Переходные опоры ЛЭП напряжением в 220 кВ в Екатеринбурге
Переходные опоры ЛЭП напряжением 220 кВ, изготавливаются на заказ с завода в ЕкатеринбургеВысота траверсы, м: 38
Масса без окраски и цинкового покрытия, кг: 33682
Масса опоры с горячим цинковым покрытием, кг: 35000
База опоры, мм: 7000
Высота траверсы, м: 49
Масса без окраски и цинкового покрытия, кг: 41862
Масса опоры с горячим цинковым покрытием, кг: 43500
База опоры, мм: 8800
Высота траверсы, м: 59
Масса без окраски и цинкового покрытия, кг: 50524
Масса опоры с горячим цинковым покрытием, кг: 52500
База опоры, мм: 10700
Высота траверсы, м: 69
Масса без окраски и цинкового покрытия, кг: 59666
Масса опоры с горячим цинковым покрытием, кг: 62000
База опоры, мм: 12500
Высота траверсы, м: 79
Масса без окраски и цинкового покрытия, кг: 72177
Масса опоры с горячим цинковым покрытием, кг: 75000
База опоры, мм: 7000
Высота траверсы, м: 40
Масса без окраски и цинкового покрытия, кг: 50043
Масса опоры с горячим цинковым покрытием, кг: 52000
База опоры, мм: 8800
Высота траверсы, м: 50
Масса без окраски и цинкового покрытия, кг: 59667
Масса опоры с горячим цинковым покрытием, кг: 62000
База опоры, мм: 10700
Высота траверсы, м: 60
Масса без окраски и цинкового покрытия, кг: 68328
Масса опоры с горячим цинковым покрытием, кг: 71000
База опоры, мм: 12500
Высота траверсы, м: 70
Масса без окраски и цинкового покрытия, кг: 79876
Масса опоры с горячим цинковым покрытием, кг: 83000
ООО «ЭнергоСтальКонструкция»
виды и типы опор ВЛ
Надежность линии электропередач зависит от качества фиксации конструкций для их удержания. Выполняют эту задачу опоры ЛЭП. Их подбирают в соответствии с предварительным проектированием, с учетом напряжения и мощности воздушной линии. Ведь от этих критериев зависит оптимальное сечение кабеля, а это оказывает непосредственное влияние на его вес. После оценки ориентировочного веса кабеля просчитывают, какими должны быть промежуточные и анкерные пролеты, а затем подбирают подходящую разновидность опор. На
Эффективное применение опор линий электропередач возможно при низких температурах окружающего воздуха, при этом важно соблюсти все нормы установки. Защиту же от осадков, температурных перепадов обеспечит слой цинкового покрытия, который продлевает эксплуатационный ресурс вдвое, или же цинконаполненный композитный состав.
Классификация: какие бывают опоры ЛЭП
Основные виды опор ЛЭП по конструктивному исполнению:
- Промежуточные – такие опоры встречаются наиболее часто, выполняют функцию опоры для поддержки проводов на заданной высоте. Уровень допустимой нагрузки варьируется в зависимости от модели опор, но все они отлично подходят для обустройства прямых участков трассы. Эксплуатация промежуточных опор возможна при температуре до -65°C. Устойчивость к низким температурам объясняется тем, что в основе каркаса лежит стальной прокат, соединенный болтовыми соединениями. Благодаря компактности отдельных компонентов упрощается транспортировка и монтаж опоры.
- Переходные – применяют там, где имеются определенные преграды естественного происхождения. Поэтому переходные опоры превосходят другие разновидности по габаритам. Они также покрываются слоем цинка либо другого защитного покрытия, которое противостоит пагубному воздействию коррозии. В качестве маркировки для переходных опор применяют сочетание белых и красных цветов. Переходные опоры ЛЭП нужны там, где воздушная ЛЭП высокого напряжения пересекает водоем искусственного либо естественного происхождения. Для мест таких пересечений и требуется обустраивать переход. В конструкцию перехода входят крупные опоры, которые способны выдерживать нагрузку проводов. Для надежной эксплуатации ЛЭП переходные опоры должны обладать солидным запасом прочности. Переходные опоры могут иметь различное конструктивное исполнение. Типичный пример – классическая башня или же одноцепная мачта Y-образной формы (её предельно допустимая высота достигает 120 м).
- Анкерно-угловые – помогают добиться нужного натяжения проводов и сконструировать повороты трассы.
- Концевые – монтируются в начале и в конце воздушной ЛЭП. К их особенностям относят повышенную прочность, жесткость. Для фиксации кабеля используют зажимные конструкции, сам же кабель соединяет опору с электрической подстанцией либо порталом ОРУ.
Для удобства опоры классифицируют по ряду критериев.
По способу подвескиКлассификация подвески осуществляется по двум основным группам: промежуточные опоры и анкерные модели. В промежуточных для фиксации проводов применяют обычные зажимы, а в опорах ВЛ анкерного типа – натяжные зажимы.
По назначениюВ зависимости от участка трассы, на котором устанавливается опора, варьируются и её основные функции. Так, для прямых участков подходит промежуточная прямая опора, которая должна быть прочной и надежной, так как на неё ложится серьезная нагрузка от веса изоляторов и проводов.
На углах монтируют угловые промежуточные опоры с установкой проводов в поддерживающие гирлянды. К перечню стандартных нагрузок, которые действуют на промежуточные угловые опоры, добавляется нагрузка, продуцируемая поперечной составляющей при натяжении проводов. Если угол поворота ЛЭП превышает 20°, нагрузка значительно возрастают, для её нейтрализации предусматривают различные схемы уравновешивания.
Кроме стандартной опоры, может использоваться специализированная модель. Например, транспозиционная, которая изменяет порядок расположения тросов и проводов на опоре, ответвленная — выполняет ответвление от главной линии, крупная переходная опора – для организации переходов через реку либо другой водоём.
По материалуОпоры ЛЭП бывают деревянными, стальными, железобетонными, композитными. Наиболее старыми среди всех являются деревянные опоры. Конструктивно представляют собой столб, выполненный из хвойных пород древесины. Длина опоры колеблется в пределах 8,5–13 м. Из дерева выпускаются и дополнительные компоненты для деревянных опор – от траверс, горизонтальных балок на опорах, до подкосов и ригелей, которые упрочняют конструкцию.
У деревянных опор есть преимущества и недостатки. К преимуществам относят доступную цену, легкость, гибкость конструкции, что позволяет без последствий воспринимать вибрации. Благодаря легкости таких опор упрощается их монтаж, процессы доставки разгрузки. К недостаткам деревянных опор относят слабую устойчивость к воздействию огня, влаги и микроорганизмов, из-за воздействия которых они гниют, на поверхности появляется плесень, трещины.
При соблюдении технологии пропитки столба эти недостатки частично нейтрализуются. Производители заявляют, что срок службы деревянной опоры достигает 50 лет, хотя это напрямую зависит от климатических условий, соблюдения норм монтажа.
Следующий тип опор ЛЭП – железобетонные. Они стали достойной альтернативой деревянным аналогам. Пользуются спросом как у монтажников, так и у заказчиков, что объясняется рядом преимуществ:
- Железобетонной опоре не страшны повреждения, характерные для деревянных опор.
- Эксплуатационный ресурс опор значительно превышает срок службы тех же деревянных опор, да и выглядят они более привлекательно.
- В опору из бетона залита арматура, которую можно применять при обустройстве заземления воздушной линии. Заземляющая арматура выведена вверху и внизу столба. Благодаря таким выводам упрощается монтаж, а бетон благотворно влияет на электробезопасность.
- Отсутствует необходимость сложной сборки и монтажа (это касается всех видов железобетонных опор ЛЭП).
ПРИМЕЧАНИЕ: изредка встречаются сборно-составные конструкции опор, которые сочетают в себе два компонента – железобетонный пасынок и деревянный столб, соединенные между собой с помощью стальной проволоки.
Для воздушной ЛЭП высокой мощности предназначены металлические опоры. За основу берется специальная сталь, во избежание коррозии на металл наносят антикоррозийный слой материала. В зависимости от размеров, опоры делают сборными или сварными. Сборные доставляются на место монтажа раздельно.
Уже на месте производят сборку и установку в предварительно обустроенный фундамент. Ввиду сложности технологического процесса применяют тяговые машины, в частности трактора и другую спецтехнику. Опору соединяют с фундаментом с помощью болтов, обязательно отслеживая её перпендикулярность по отношению к фундаменту.
К плюсам металлических опор ЛЭП относят прочность и надежность эксплуатации. Минусом считается высокая цена, что связано с тем, что в ходе производства используется большое количество металла, а это приводит к удорожанию продукции.
Применение металлических опор воздушных линий электропередач имеет смысл при напряжении от 110 кВ, в противном случае дорогостоящие монтажные работ и необходимость периодического обслуживания экономически нецелесообразны.
Правила и нормы установки опор ЛЭП
Первым этапом при установке всех типов опор ВЛ будет проектирование. Установка опор для электричества должна производиться в соответствии с заданным проектом, с учетом всех технических нормативов, от разновидности опор до особенностей грунта, специфики ландшафта, близости к жилым домам и постройкам другого предназначения.
От грамотности составления проекта зависят финансовые затраты на проведение монтажа. На данном этапе выбирают виды опор ВЛ для электричества. Также рассчитывают фундамент, который послужит основой для монтажа опор. Для проведения установочных работ важно задействовать всевозможную специализированную технику, которая необходима для того, чтобы транспортировать опоры на объект, перемещать и поднимать их, бурить скважины.
Сборка и установка опор являются многоэтапными процессами, которые включают их выкладку, установку в необходимом положении и фиксацию. Выкладка, согласно нормативам, осуществляется вдоль оси ВЛ.
Каждая разновидность работ при монтаже опоры воздушной линии должна быть поручена специальной бригаде, которой под силу грамотное выполнение следующих операций:
- Раскладка проводов вдоль трассы, их установку на поддерживающие гирлянды и соединение. В ходе сборки на опоры монтируют и штыревые изоляторы, делаю это непосредственно до начала монтажа.
- Натяжка тросов с визированием, регулировкой стрел провесов, фиксацию проводов с анкерными опорами.
- Закрепление проводов на опорах (применяют зажимы).
Существуют и другие тонкости монтажа опор. Например, после обустройства котлована установка опоры должна быть произведена в течение 1 дня, с обязательной фиксацией с помощью растяжек и последующим креплением ригелей. Из-за огромного количества тонкостей, связанных с установкой опор, и необходимости специализированной техники их монтаж под силу только профессиональным бригадам.
Железобетонные опоры линий электропередачи | elesant.ru
Вступление
Железобетонные опоры линий электропередачи используются в монтаже воздушных линий электропередачи (ВЛ и ВЛИ) в населенных пунктах и на не населенной местности. Делаются железобетонные опоры на основе стандартных бетонных столбов: СВ 95-2В, СВ 95-3В, СВ110-1А, СВ 110-3,5А, СВ110-5А.
Железобетонные опоры ЛЭП – классификация по назначению
Классификация железобетонных опор по назначению, не выходит за рамки видов опор стандартизированных в ГОСТ и СНиП. Подробно читать: Виды опор по назначению, а здесь напомню кратко.
Промежуточные бетонные опоры нужны для поддержания тросов и проводов. На них не оказывается нагрузка продольного или углового натяжения. (маркировка П10-3, П10-4)
Анкерные бетонные опоры обеспечивают удержание проводов при их продольном тяжении. Анкерные опоры обязательно ставятся в местах пересечения ЛЭП с железными дорогами и другими естественными и инженерными преградами.
Угловые опоры ставятся на поворотах трассы ЛЭП. На малых углах (до 30°), где нагрузка от натяжения не велика и если нет смены сечения проводов, ставятся угловые промежуточные опоры (УП). При больших углах поворота (более 30°) ставятся угловые анкерные опоры (УА). На конце ЛЭП ставятся анкерные они же концевые опоры (А). Для ответвлений к абонентам, ставятся ответвительные анкерные опоры (ОА).
Маркировка опор из бетона
Стоит остановиться на маркировке опор. В предыдущем параграфе я использовал маркировку для опор 10-2. Поясню, как читать маркировку опор. Маркируются железобетонные опоры следующим образом.
- Первые две буквы указывают назначение опоры: П (промежуточные) УП (угловые промежуточные), УА (угловые анкерные), А (анкерные-концевые), ОА (опора ответвления), УОА (угловые ответвительные анкерные).
- Вторая цифра, означает для какой линии электропередачи, опора предназначена: цифра «10» это ЛЭП 10 кВ.
- Третья цифра, после тире это типоразмер опоры. Цифра «1» это опора 10,5 метров, на основе столба СВ-105. Цифра «2» — опора на основе столба СВ-110. Подробные типоразмеры в таблицах внизу статьи.
Конструкции железобетонных опор
Конструкции опор из железобетона, тоже не выходят за рамки стандартных опорных конструкций.
- Портальные опоры с оттяжками – две параллельные опоры держатся на тросах оттяжках;
- Свободностоящие портальные опоры с поперечинами;
- Свободностоящие опоры;
- Опоры с оттяжками.
Применение опор должно соответствовать проектных расчетам. Для расчетов используются различные нормативные таблицы, объем которых занимает несколько томов.
Бетонные опоры по количеству удерживаемых цепей
Если ригели опоры позволяют цеплять только одну линию ЭП, она называется одноцепной (ригель с одной стороны). Если ригель с двух сторон, то опора двухцепная. Если можно навесить много линий проводов, то это многоцепная опора.
Установка бетонных опор
Расчет опор производится СНиП 2.02.01-83 и «Руководство по проектированию ЛЭП и фундаментов ЛЭП…». Расчет идет по деформации и по несущей способности.
Чтобы закрепить промежуточную опору типа П10-3(4) нужно просверлить цилиндрический котлован диаметром 35-40 см, на глубину 2000 -25000 мм. Установочный ригель на такую опору не нужен.
Анкерные угловые и анкерные ответвительные опоры, обычно монтируются с установочными ригелями. Обращу внимание, что ригеля могут ставиться на нижний край опоры и подкоса, закапываемого в землю и/или на верхний край опоры, по верху котлована. Ригеля обеспечивают дополнительную устойчивость опоры. Глубина закапывания опоры зависит от промерзания грунта. Обычно 2000-2500 мм.
Заземление бетонных опор
Благодаря конструкции стоек опоры, заземление опор делать очень удобно. В стойках СВ опор, в заводских условиях при их изготовлении, сверху и снизу стойки выводится металлическая арматура 10 мм в диаметре. Эта арматура неразрывно идет по всей длине стойки. Именно эта арматура и служит для заземления железобетонных опор.
Специально для сайта «Электрика. Сантехника»
Таблицы всех видов бетонных опор
©Elesant.ru
Другие статьи раздела: Воздушные линии электропередачи
Похожие статьи
| П10-1 П10-2 УП10-1 А10-1 УА10-1 ОА10-1 УОА10-1 П10/0,38 УП10/0,38 А10/0,38 УА10/0,38 ОА10/0,38 П10-3 П10-4 УП10-2 ОА10-2 А10-2 УА10-2 УОА10-2 П10-5 УП10-3 ОА10-3 А10-3 УА10-3 УОА10-3 П16,4-1 УП16,4-1 К16,4-1 А16,4-1 ПП10-1 ПП10-2 ПП10-3 ПП10-4 ПП10-5 ПП10-6 ПС10-1 ПС10-2 ПУП10-1 ПА10-1 ПА10-2 ПА10-3 ПА10-4 ПА10-5 ПУА10-1 ПУА10-2 2П10-1 2ОП10-1 2ОП10-2 2ОП10-3 2УП10-1 2А10-1 2К10-1 П10-1Б УП10-1 А10-1 УА10-1 ОА10-1 УОА10-1 П10/0,38 УП10/0,38 А10/0,38 УА10/0,38 ОА10/0,38 П10-3 П10-4 УП10-2 ОА10-2 А10-2 УА10-2 УОА10-2 П10-5 УП10-3 ОА10-3 А10-3 УА10-3 УОА10-3 П16,4-1 УП16,4-1 К16,4-1 А16,4-1 ПП10-1 ПП10-2 ПП10-3 ПП10-4 ПП10-5 ПП10-6 ПС10-1 ПС10-2 ПУП10-1 ПА10-1 ПА10-2 ПА10-3 ПА10-4 ПА10-5 ПУА10-1 ПУА10-2 2П10-1 | 1 1 2 2 3 2 3 1 2 2 3 2 1 1 2 2 2 3 3 1 2 2 2 3 3 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 2 2 2 1 2 3 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 2 3 2 3 1 2 2 3 2 1 1 2 2 2 3 3 1 2 2 2 3 3 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 2 2 2 1 2 3 1 1 | СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ110-3,5 СВ110-3,5 СВ110-3,5 СВ110-3,5 СВ110-3,5 СВ110-3,5 СВ110-3,5 СНВ7-13 СНВ7-13 СНВ7-13 СНВ7-13 СНВ7-13 СНВ7-13 СВ164-12 СВ164-12 СВ164-12 СВ164-12 СВ105-3,5; СВ105 СВ105 СВ105 СНВ7-13 СВ164-12 СВ164-12 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ164-12 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СНВ7-13 СВ164-12 СВ164-12 СНВ7-13 СВ164-12 СВ164-12 СВ164-12 СВ164-12 СВ164-12 СВ164-12 СВ164-12 СВ164-12 СВ110-2,5 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ110-3,5 СВ110-3,5 СВ110-3,5 СВ110-3,5 СВ110-3,5 СВ110-3,5 СВ110-3,5 СНВ7-13 СНВ7-13 СНВ7-13 СНВ7-13 СНВ7-13 СНВ7-13 СВ164-12 СВ164-12 СВ164-12 СВ164-12 СВ105-3,5; СВ105 СВ105 СВ105 СНВ7-13 СВ164-12 СВ164-12 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СВ164-12 СВ105-3,5; СВ105 СВ105-3,5; СВ105 СНВ7-13 СВ164-12 СВ164-12 СНВ7-13 СВ164-12 СВ164-12 | 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 11 11 11 11 11 11 11 13 13 13 13 13 13 16,4 16,4 16,4 16,4 10,5 10,5 10,5 13 16,4 16,4 10,5 10,5 16,4 10,5 10,5 13 16,4 16,4 13 16,4 16,4 16,4 16,4 16,4 16,4 16,4 16,4 11 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 11 11 11 11 11 11 11 13 13 13 13 13 13 16,4 16,4 16,4 16,4 10,5 10,5 10,5 13 16,4 16,4 10,5 10,5 16,4 10,5 10,5 13 16,4 16,4 13 16,4 16,4 | 7,75 8,25 8,05 7,55 7,55 7,55 7,15 7 7,2 7,2 7,2 7,2 7,6 8,1 8,6 9,15 8,1 8,1 7,75 8,2 8,7 8,55 9,05 9,05 8,2 9,7 8,3 9,95 9,95 10,85 9,85 8,2 11 12,3 12 6,8 7,8 12,35 9,4 7,5 10 12,3 12,1 10 12,3 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 8,85 8,85 8,05 | 0,47 0,47 1,04 1,04 1,56 1,04 1,56 0,47 1,04 1,04 1,56 1,04 0,45 0,45 1,00 1,00 1,00 1,50 1,50 0,75 1,50 1,60 1,60 2,40 2,40 1,42 1,71 1,71 1,71 0,87 0,47 1,41 0,75 1,42 1,42 0,47 0,47 1,59 1,46 0,94 1,60 1,71 2,89 2,40 1,83 1,42 1,42 1,42 1,42 2,84 1,71 1,71 8,25 1,04 1,04 1,56 1,04 1,56 0,47 1,04 1,04 1,56 1,04 0,45 0,45 1,00 1,00 1,00 1,50 1,50 0,75 1,50 1,60 1,60 2,40 2,40 1,42 1,71 1,71 1,71 0,87 0,47 1,41 0,75 1,42 1,42 0,47 0,47 1,59 1,46 0,94 1,60 1,71 2,89 2,40 1,83 1,42 | 18 22 48 50 63 66 92 71 105 126 149 194 17 21 47 66 49 66 89 65 88 129 70 99 135 65 228 249 250 42 79 27 32 46 83 14 16 131 81 124 72 218 103 99 311 125 125 182 182 123 297 317 0,47 48 50 63 66 92 71 105 126 149 194 17 21 47 66 49 66 89 65 88 129 70 99 135 65 228 249 250 42 79 27 32 46 83 14 16 131 81 124 72 218 103 99 311 125 |
| Наименование изделия | ПП500-7-I | ПП500-7-II | ПП500-7-III | ПП500-7-IV | |
| Район по гололеду |
II-IV, собый | II-IV, особый | II-IV, особый | II-IV, особый | |
| Ветровой район | VII | VII | VII | VII | |
| Марка провода |
3xАС-400 | 3xАС-400 | 3xАС-400 | 3xАС-400 | |
| Размер в осях фундамента L, м | 24,78 | 24,53 | 24,3 | 24,03 | |
| Высота опоры Н, м | 37,8 | 37,8 | 37,8 | 37,8 | |
| Высота до нижней траверсы h, м |
32,0 | 32,0 | 32,0 | 32,0 | |
| Косогорность h2, м |
1.27 | 2.53 | 3.8 | 5.06 | |
| Масса опоры с цинком, кг | 12179 | 12074 | 11970 | 11866 | |
| Номер монтажной схемы |
3.407.2-160 | ||||
| Примечание | Опора для районов с загрязненной атмосферой и горных районов. | ||||
Опоры ЛЭП — Филиал «Завод строительных изделий»
Завод строительных изделий производит высококачественные опоры ЛЭП в Минске. Стойки опор ЛЭП применяются в строительстве, капитальном ремонте и реконструкции высоковольтных линий электропередач. Железобетонные стойки предварительно напряженные для опоры ЛЭП напряжением 0,38 кВ и от 6 до 10 кВ включительно, предназначенные для применения при температуре воздуха (средней температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки в районе строительства) до -55 °С включительно. Сейсмичность в районе установки опоры ЛЭП может достигать до 7 баллов включительно. А так же предназначенные для применения в 1-4 районах по скоростному напору ветра и в 1-4 по толщине стенки гололеда.
Так же наше предприятие предлагает усовершенствованные конструкции железобетонных опор ЛЭП для высокочастотной линии электропередач 0,4 и от 6 до 10 кВ включительно, которые имеют выводы контактов переносного заземлений , с целью увеличения безопасности при ремонте и обслуживании высокочастотной линии электропередач.
Так же вы можете посмотреть остальные железобетонные изделия тут.
Таблица изделий “Опоры ЛЭП”
| Марка изделия | Длина, мм | Ширина, мм | Высота, мм |
|---|---|---|---|
| СВ 110-35 | 11000 | 175-185 | 165-280 |
| СВ 110-49 | 11000 | 175-185 | 165-280 |
| СВ 95-20 | 9500 | 150-165 | 165-240 |
| СВ 95-25 | 9500 | 150-165 | 165-240 |
| СВ 95-20-1Э | 9500 | 150-165 | 165-240 |
| СВ 95-25-1Э | 9500 | 150-165 | 165-240 |
| СВ 95-30-1Э | 9500 | 150-165 | 165-240 |
| СВ 110-35-1Э | 11000 | 175-185 | 165-280 |
| СВ 110-50-1Э | 11000 | 175-185 | 165-280 |
6 факторов, влияющих на определение высоты опоры электропередачи
Высота опоры электропередачи также является важным фактором, который необходимо учитывать при проектировании линий электропередачи. При выборе высоты опоры линий электропередачи необходимо учитывать несколько факторов. Ниже приведены те факторы, которые были приняты во внимание.
- Минимальный дорожный просвет
- Максимальный прогиб проводника
- Длина подвесных изоляторов
- Вертикальное расстояние между проводниками
- Расположение заземляющего провода
- Угол экрана
Ниже приведены некоторые подробные сведения об упомянутых факторах, которые влияют на определение высота опоры ЛЭП в энергетике.
- Минимальный дорожный просвет
Минимальный дорожный просвет указан в соответствии со всеми техническими требованиями и спецификациями. Обычно минимальный дорожный просвет в ЛЭП варьируется от страны к стране в зависимости от правил и норм, которые они Патрисуют.
- Максимальный прогиб проводника
дюймов Максимальный прогиб проводника зависит от нескольких факторов, связанных с проводником. Ниже приведены факторы, которые учитываются при определении максимального прогиба проводника в линиях электропередач
- Размер проводника
- Тип проводника (ACC, ACSR, AAAC, ACAR)
- Климатические условия
- Длина пролета
В большинстве случаев максимальный прогиб проводника происходит быстро при максимальной температуре проводника, а также в условиях ветра на пороге.
Максимальное провисание линии электропередачи также учитывается при установке высоты опоры линии электропередачи. В странах с холодным климатом максимальный прогиб может происходить при минимальной температуре и обледенении силового проводника.
3. Длина подвесных изоляторов
Длина подвесных изоляторов является одним из основных факторов, определяющих высоту опоры линии электропередачи.
Ниже приведены некоторые факторы, влияющие на длину подвесных изоляторов.
Самая низкая поперечина в случае треугольного типа, подвеска вертикального типа Башня передачи энергии.
Стрела в случае оси и горизонтальная опора подвески
- Вертикальное расстояние между проводниками
Вертикальное расстояние между силовыми проводниками также играет основную роль в расстоянии между поперечинами.
5. Расположение заземляющего провода
Основными факторами, влияющими на определение местоположения заземляющего провода на опоре электропередачи, являются минимальная разница в длине изолятора подвески
- Падение заземляющего провода на зажимы подвески
- Угол экрана .
6.Угол щита
Основная функция заземляющего провода линий электропередачи заключается в обеспечении необходимой защиты линий электропередачи от прямых и косвенных ударов молний.
Функция заземляющего провода в основном основана на выборе угла наклона экранов и координат заземляющих проводов с этим проводом.
Расположение провода заземления считается наивысшим из пиков провода заземления.
Также расположен провод заземления.
Эффект проскальзывания бокового стального заземляющего провода может быть незначительным, если принять во внимание прогиб проводника.
Указанные 6 факторов влияют на определение высоты опоры ЛЭП в области техники передачи электроэнергии.
Другие статьи по линиям передачи электроэнергии
Ниже приведены статьи, относящиеся к линиям передачи электроэнергии в электротехнической промышленности.
Как управлять полосой отчуждения на линии электропередачи
Изоляторы линии электропередачи высокого напряжения и их типы
Безопасный зазор для линий электропередачи
Удлинители опоры электропередачи
Типы креплений опоры электропередачи
Типы использования проводников для линии электропередачи
Основные компоненты опоры передачи
Типы опор высоковольтной передачи в электроэнергетике
Фундаменты опоры линии электропередачи
Сохранить
Башня передачи — десять случайных фактов
Опоры электропередачи сделали свою работу достаточно эффективно.
- Передаточные башни — это построенные объекты, которые используются для обеспечения устойчивости и безопасности линий электропередач над землей.
- «Передаточные башни» также известны как «электрические опоры», а в некоторых случаях их называют «гидробашнями».
- Передаточные башни обычно возвышаются над землей и имеют высоту от 15 до 55 метров (от 49 до 180 футов), хотя некоторые из них могут достигать высоты 370 метров (1214 футов).
- Башни передачи обычно передают электрическое напряжение от 66 до 230 киловольт, и для разных напряжений требуются разные башни.
- Обычно провода проходят через опоры электропередачи и изолированы керамикой, стеклом или другими материалами; в то время как три или более троса, как правило, можно удерживать на башне одновременно.
- Опоры передачи обычно имеют решетчатую конструкцию и чаще всего изготавливаются из металла, но также могут использоваться бетон, дерево и другие материалы; и башни обычно включают в себя молниеносный стержень, который направляет любую вызванную молнией энергию на землю.
- Передаточные башни часто помечаются примечанием, в котором указываются определенные свойства и идентификационный номер указанной башни; а на некоторых башнях также есть огни, которые используются для обозначения их местоположения в ночное время.
- По состоянию на 2014 год самые высокие опоры электропередачи в мире имели высоту 370 метров (1214 футов) и были найдены в Азии, на китайских островах Дамао и Лянмао, однако на острове Бали в Индонезии планируется построить более высокую башню, то есть предлагается достичь 376 метров (1234 футов) в высоту. Башни передачи
- могут быть построены на месте или на земле и установлены с помощью воздушных или наземных кранов.
- Живописный вид может быть нарушен из-за опор электропередачи, и это классифицируется как визуальное загрязнение; в то время как в результате может произойти падение стоимости земли или дома.
Библиография:
Transmission Tower, 2014, Википедия, http://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_tower Что такое мачта передачи энергии ?, 2015, WiseGEEK, http: // www.wisegeek.com/what-is-a-power-transmission-tower.htm Амазонка:
Передающая башня высотой 250 метров в лес Амазонки.
Контекст 1
… ВВЕДЕНИЕ Поведение ЕГО исследование передачи предлагает обсуждение линий с неоднородными на переходных участках, состоящих из опор высотой от 140 до 350 метров, которые были установлены в Южной Америке и США. Азия для преодоления природных и экологических барьеров.В 2009 году линия электропередачи с аналогичной структурой была предложена для соединения Тукуруи-Манаус через лес Амазонки в Северной Бразилии. Линия Тукуруи-Манаус имеет длину 1850 км и состоит из нескольких участков, состоящих из башен высотой около 200 метров (рис. 1) [1, 2]. Несколько линейных участков с высокими конструкциями были построены в лесах Амазонки, через длинные реки и поймы, что представляет собой серьезную проблему с точки зрения самого проекта и логистических вопросов.Тем не менее, некоторые технические вопросы, касающиеся согласования изоляции, изменения электрических параметров линии, заземления и защиты от грозовых перенапряжений, требуют дополнительного внимания. Геометрические характеристики опор (высота и расстояние между проводами) неразрывно связаны с поперечными и продольными параметрами линии, что может привести к значительным изменениям характеристик распространения линии [3]. Другой важной характеристикой является отсутствие коридора во избежание серьезных воздействий на окружающую среду.Несмотря на ряд технических проблем, заслуживающих особого внимания; Это исследование анализирует электромагнитные переходные процессы и возможные уязвимости, которым подвержены участки высоковольтных линий из-за возможных отказов в молниезащитном экране (заземляющих проводах) и возможной значительной вероятности ударов молнии из-за высоты металлических конструкций. В этом исследовании оцениваются два участка линии 440 кВ путем моделирования с использованием программы электромагнитных переходных процессов EMTP [4]. Первая система представляет собой обычную линию электропередачи с башнями высотой примерно 40 метров.Секция второй линии состоит из башен высотой 300 метров в соответствии с техническими описаниями, предоставленными международной энергетической компанией. Два участка линии были смоделированы с использованием EMTP и на основе хорошо зарекомендовавших себя моделей, описанных CIGRE и IEEE [5, 6]. Моделирование проводилось в соответствии со стандартами испытаний на высокое напряжение и молнии, предусмотренными IEC [7]. Для каждого участка линии были изучены две ситуации: с ограничителями перенапряжения из ZnO, подключенными непосредственно к опорам (линейные ограничители перенапряжения), и без использования ограничителей перенапряжения.Наблюдались значительные различия в переходных характеристиках секции высокой линии по сравнению с традиционной линией с башнями высотой 40 м. Даже с учетом защиты от перенапряжения, состоящей из линейных ограничителей перенапряжения на 360 кВ, пики переходного напряжения на нестандартной линии намного выше, чем ожидалось [8]. Эти результаты приводят к ряду вопросов относительно надежности этих нетрадиционных линий электропередачи, подходят ли модели опор, доступные в технической литературе, для моделирования опор электропередач высотой более 140 метров и если обычное устройство защиты от перенапряжения (с 360- кВ линейных ограничителей перенапряжения) также подходит для линии электропередачи 440 кВ, поддерживаемой высокими опорами.Целью данного документа является содействие всестороннему техническому обсуждению наблюдаемых вариаций электрических характеристик высокой секции передачи с целью лучшего понимания этих вариаций (по сравнению с традиционной линией электропередачи 440 кВ), а также разработки альтернативных вариантов. методы защиты от перенапряжения и подходящие вычислительные модели для этой развивающейся технологии передачи электроэнергии. II. МЕТОДОЛОГИЯ Предлагаемый анализ основан на точном моделировании участков линии электропередачи, опор, атмосферных импульсов и линейных ограничителей перенапряжения.Эти элементы моделируются на основе хорошо зарекомендовавших себя методов, доступных в технической библиографии [3, 5, 6, 7]. По этой методике импульсное напряжение моделируется на опоре электропередачи, где возникает атмосферный импульс, с наличием и без наличия линейных ограничителей перенапряжения, подключенных к опорам параллельно с изоляционными цепями. На рис. 2а показана асимметричная линия передачи, оснащенная линейными ограничителями перенапряжения, выделенная красными окружностями, а на рис. 2b показан выброс в линии.На рис. 2а линейные ограничители перенапряжения подключены параллельно линейным изоляторам. Верхний вывод подключается к фазе, тогда как нижний вывод подключается к металлической конструкции башни. На рис. 2b подробно показан линейный ограничитель перенапряжения с антикоррозионным кольцом на верхнем выводе. Обычные и нетрадиционные участки линии смоделированы с использованием частотно-зависимой модели линии передачи, доступной в EMTP. Как известно, атмосферный импульс состоит из широкого диапазона частот; следовательно, моделирование линии должно учитывать частотную зависимость параметров линии для диапазона частот, из которого состоит атмосферный импульс.Таким образом, диапазон, рассматриваемый при моделировании линии, составляет до 1 МГц. Частотно-зависимые параметры линии рассчитаны с учетом идеального удельного сопротивления грунта 1000 Ом · м [8]. Геометрические характеристики участков ЛЭП указаны на рис. 3 и приведено в таблице …
% PDF-1.4 % 313 0 объект > эндобдж xref 313 272 0000000016 00000 н. 0000006886 00000 н. 0000007026 00000 н. 0000007070 00000 п. 0000007408 00000 н. 0000007458 00000 п. 0000007508 00000 н. 0000007558 00000 н. 0000007608 00000 н. 0000008040 00000 н. 0000008731 00000 н. 0000008829 00000 н. 0000009140 00000 н. 0000009384 00000 п. 0000009628 00000 н. 0000010448 00000 п. 0000010498 00000 п. 0000020917 00000 п. 0000021737 00000 п. 0000021787 00000 п. 0000048316 00000 н. 0000049136 00000 п. 0000049186 00000 п. 0000054922 00000 п. 0000054975 00000 п. 0000055023 00000 п. 0000055455 00000 п. 0000055755 00000 п. 0000056084 00000 п. 0000056375 00000 п. 0000056476 00000 п. 0000056549 00000 п. 0000056625 00000 п. 0000056765 00000 п. 0000056814 00000 п. 0000056976 00000 п. 0000057025 00000 п. 0000057178 00000 п. 0000057227 00000 п. 0000057359 00000 п. 0000057408 00000 п. 0000057518 00000 п. 0000057567 00000 п. 0000057678 00000 п. 0000057727 00000 п. 0000057892 00000 п. 0000057940 00000 п. 0000058093 00000 п. 0000058141 00000 п. 0000058263 00000 п. 0000058312 00000 п. 0000058435 00000 п. 0000058484 00000 п. 0000058639 00000 п. 0000058688 00000 п. 0000058854 00000 п. 0000058903 00000 п. 0000059067 00000 п. 0000059116 00000 п. 0000059235 00000 п. 0000059284 00000 п. 0000059444 00000 п. 0000059493 00000 п. 0000059646 00000 п. 0000059695 00000 п. 0000059836 00000 п. 0000059885 00000 п. 0000060044 00000 п. 0000060093 00000 п. 0000060221 00000 п. 0000060270 00000 п. 0000060401 00000 п. 0000060450 00000 п. 0000060587 00000 п. 0000060636 00000 п. 0000060775 00000 п. 0000060824 00000 п. 0000060952 00000 п. 0000061000 00000 п. 0000061140 00000 п. 0000061188 00000 п. 0000061327 00000 п. 0000061375 00000 п. 0000061468 00000 п. 0000061517 00000 п. 0000061650 00000 п. 0000061699 00000 п. 0000061848 00000 п. 0000062011 00000 п. 0000062060 00000 п. 0000062178 00000 п. 0000062343 00000 п. 0000062425 00000 п. 0000062474 00000 п. 0000062554 00000 п. 0000062713 00000 п. 0000062797 00000 п. 0000062845 00000 п. 0000062977 00000 п. 0000063071 00000 п. 0000063120 00000 н. 0000063215 00000 п. 0000063364 00000 п. 0000063453 00000 п. 0000063502 00000 п. 0000063600 00000 п. 0000063761 00000 п. 0000063888 00000 п. 0000063937 00000 п. 0000064077 00000 п. 0000064225 00000 п. 0000064305 00000 п. 0000064353 00000 п. 0000064439 00000 п. 0000064598 00000 п. 0000064705 00000 п. 0000064753 00000 п. 0000064855 00000 п. 0000065018 00000 п. 0000065133 00000 п. 0000065181 00000 п. 0000065300 00000 п. 0000065453 00000 п. 0000065599 00000 п. 0000065647 00000 п. 0000065784 00000 п. 0000065901 00000 п. 0000065949 00000 п. 0000066039 00000 п. 0000066087 00000 п. 0000066191 00000 п. 0000066297 00000 п. 0000066345 00000 п. 0000066451 00000 п. 0000066499 00000 н. 0000066547 00000 п. 0000066654 00000 п. 0000066702 00000 п. 0000066750 00000 п. 0000066798 00000 п. 0000066846 00000 п. 0000066978 00000 п. 0000067026 00000 п. 0000067148 00000 п. 0000067196 00000 п. 0000067322 00000 п. 0000067370 00000 п. 0000067484 00000 п. 0000067532 00000 п. 0000067665 00000 п. 0000067713 00000 п. 0000067761 00000 п. 0000067809 00000 п. 0000067916 00000 п. 0000067964 00000 н. 0000068061 00000 п. 0000068109 00000 п. 0000068214 00000 п. 0000068262 00000 п. 0000068369 00000 п. 0000068417 00000 п. 0000068465 00000 п. 0000068514 00000 п. 0000068615 00000 п. 0000068664 00000 п. 0000068755 00000 п. 0000068804 00000 п. 0000068902 00000 п. 0000068951 00000 п. 0000069048 00000 н. 0000069097 00000 п. 0000069145 00000 п. 0000069237 00000 п. 0000069286 00000 п. 0000069387 00000 п. 0000069436 00000 п. 0000069539 00000 п. 0000069588 00000 п. 0000069637 00000 п. 0000069737 00000 п. 0000069786 00000 п. 0000069881 00000 п. 0000069930 00000 н. 0000070034 00000 п. 0000070083 00000 п. 0000070191 00000 п. 0000070240 00000 п. 0000070352 00000 п. 0000070401 00000 п. 0000070508 00000 п. 0000070557 00000 п. 0000070662 00000 п. 0000070711 00000 п. 0000070760 00000 п. 0000070809 00000 п. 0000070906 00000 п. 0000070955 00000 п. 0000071004 00000 п. 0000071053 00000 п. 0000071157 00000 п. 0000071206 00000 п. 0000071255 00000 п. 0000071303 00000 п. 0000071352 00000 п. 0000071522 00000 п. 0000071622 00000 п. 0000071671 00000 п. 0000071759 00000 п. 0000071896 00000 п. 0000072017 00000 п. 0000072066 00000 п. 0000072169 00000 п. 0000072275 00000 п. 0000072324 00000 п. 0000072419 00000 п. 0000072468 00000 п. 0000072616 00000 п. 0000072665 00000 п. 0000072802 00000 п. 0000072911 00000 п. 0000072960 00000 п. 0000073063 00000 п. 0000073182 00000 п. 0000073231 00000 п. 0000073357 00000 п. 0000073406 00000 п. 0000073455 00000 п. 0000073571 00000 п. 0000073620 00000 п. 0000073732 00000 п. 0000073781 00000 п. 0000073895 00000 п. 0000073944 00000 п. 0000073993 00000 п. 0000074042 00000 п. 0000074091 00000 п. 0000074140 00000 п. 0000074243 00000 п. 0000074292 00000 п. 0000074416 00000 п. 0000074465 00000 п. 0000074565 00000 п. 0000074614 00000 п. 0000074719 00000 п. 0000074768 00000 п. 0000074881 00000 п. 0000074930 00000 п. 0000074979 00000 п. 0000075028 00000 п. 0000075077 00000 п. 0000075159 00000 п. 0000075208 00000 п. 0000075300 00000 п. 0000075349 00000 п. 0000075457 00000 п. 0000075506 00000 п. 0000075610 00000 п. 0000075659 00000 п. 0000075757 00000 п. 0000075806 00000 п. 0000075911 00000 п. 0000075960 00000 п. 0000076061 00000 п. 0000076110 00000 п. 0000076217 00000 п. 0000076266 00000 п. 0000076368 00000 п. 0000076417 00000 п. 0000076521 00000 п. 0000076570 00000 п. 0000076619 00000 п. 0000005736 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 584 0 объект > поток xb«b`pAb, W
0 + @ «D
Дистанционное зондирование | Полный текст | Автоматическое извлечение объектов передачи энергии высокого напряжения из облаков точек лидара БПЛА
1.Введение
Осмотр и обслуживание линии электропередачи являются ключевыми аспектами управления энергоресурсами [1]. Коридор электропередачи обычно включает в себя опоры высокого напряжения (ВН), навесное оборудование (например, изоляторы) и провод передачи, а также растительность, здания и другие объекты окружающей среды на земле. Являясь важной частью системы передачи, опоры ВН не только выполняют роль механической опоры для проводников на большие расстояния, но также служат узлами соединений или точками поворота, реализуя широкомасштабное развертывание энергоресурсов на большие расстояния.Точно так же, как трубопровод для электроэнергии, провода передачи являются важными носителями энергоресурсов. Ключевые элементы передачи энергии, такие как опоры высоковольтных линий и провода, соединяются вместе и соединяются изоляторами. В основном они расположены в отдаленных районах с суровым ландшафтом, например, в густых лесах, для содержания которых требуются большие усилия. Чтобы гарантировать безопасность и надежность систем передачи электроэнергии, энергетические компании должны гарантировать, что эти компоненты сохраняют достаточный запас прочности по отношению к окружающей среде.Одна из рутинных задач по управлению рисками — это проверка энергетических коридоров. Традиционно инспекции коридоров высоковольтной передачи в основном основывались на кропотливой и опасной работе человека с использованием воздушных и наземных устройств (например, телескопов и видео / инфракрасных камер) [2]. Осмотр коридоров с помощью этих традиционных методов неэффективен и неэффективен, поскольку субъективные суждения в значительной степени зависят от опыта. Как важная часть дистанционного зондирования, воздушное дистанционное зондирование является эффективной и гибкой технологией для получения высокоточных измерений с большим покрытием по сравнению с наземные методы.Современные данные воздушного дистанционного зондирования в основном включают радиолокационные изображения с синтезированной апертурой, оптические изображения, тепловизионные изображения и облака точек лазерного сканирования [3]. По сравнению с аэрофотоснимками, обнаружение света и дальность (лидар) или данные лазерного сканирования в виде облаков точек обеспечивают пространственные координаты объектов в 3D с более высокой точностью [4,5]. Информация об интенсивности и многократных отраженных сигналах часто доступна. Используя лидар, можно эффективно получить информацию о трехмерной поверхности наблюдаемых объектов, такую как их геометрическая структура и семантическая информация [6,7].Обследование коридора электропередачи с близкого расстояния с помощью лидара позволяет обнаруживать подробную информацию о состоянии коридора мощности в 3D, такую как точная геометрия линий электропередачи и пространственное распределение опор [8]. Их состояния риска затем могут быть проанализированы с помощью серии построений, моделирования и оценки, что способствует поддержанию безопасности коридора [9]. Использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с новыми датчиками для проверки электроэнергии в значительной степени развивалось с тех пор. конец ХХ века [10].Учитывая, что до объектов высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) в удаленных или суровых условиях, как правило, трудно добраться, картографирование БПЛА дает огромные преимущества за счет экономии рабочей силы и получения более надежных результатов. Системы БПЛА все чаще используются сообществами из-за их низкой стоимости, менее строгих требований к взлету и посадке, а также их способности загружать различные типы датчиков (например, камеры и лидары) [11]. В качестве облегченной технологии воздушного лазерного сканирования (ALS) с близкого расстояния БПЛА Lidar, обычно оснащенный лазерными датчиками среднего или небольшого размера, был быстро разработан для проверки линий передачи как экономичное и экономичное решение.Он может напрямую генерировать плотные облака точек в 3D с более высоким уровнем точности по сравнению с аэрооптическими изображениями и видео [5,12,13], потому что методы, основанные на изображениях, могут давать зашумленные результаты на этапе согласования стереозвуков [14]. Согласно сравнительным исследованиям мониторинга линий электропередачи, точность оценки высоты столбов и деревьев явно выше при использовании данных лидарных БПЛА, чем при использовании аэрофотоснимков [4,15]. По сравнению с роботизированной инспекцией [16] беспилотные летательные аппараты обладают большей гибкостью и большим охватом.БПЛА Lidar также используется для мониторинга растительности вокруг ЛЭП, которому, как правило, не уделяется столько внимания, как прямому мониторингу компонентов линии электропередачи [3]. Некоторые другие исследования были сосредоточены на интеграции данных БАС и аэрофотоснимков [17,18]. Тем не менее, нерегулярное распределение и сложность лидарных данных затрудняют обнаружение аномалий в объектах передачи энергии и их окружении без знания их пространственных отношений [19]. , 20]. Следовательно, необходимо сначала выделить провода передачи и опоры ВН из остальной части облака точек и отделить их от элементов окружающей среды.Чтобы обеспечить всестороннее руководство по техническому обслуживанию объекта, в этой статье был продемонстрирован метод тщательной обработки лидарных данных БПЛА данных об инспекции БПЛА, включая точное выделение линий передачи, трехмерную локализацию пилонов, точное обнаружение изоляторов и моделирование мощности. компоненты трансмиссии.2. Сопутствующие работы
Исследования в области анализа условий передачи включают в себя как классификацию облаков точек для извлечения элементов передачи [16,21,22,23,24,25,26], так и их реконструкцию для анализа безопасности [27,28,29, 30,31].Методы и алгоритмы, нацеленные на обработку данных проверки передачи энергии, получили широкое распространение в последние годы, включая данные изображений и лидаров, полученные с различных типов платформ, например, наземного лазерного сканирования (TLS), ALS [32] и роботов-инспекторов [16]. Методы, основанные на изображениях, в основном сосредоточены на извлечении PL. Song et al. [33] предложили алгоритм последовательного локального и глобального обнаружения линий электропередачи с использованием морфологической фильтрации и модели с разрезом графа для обнаружения PL. Zhu et al. [22] предложил метод, основанный на статистическом анализе и обработке двумерных (2D) изображений, для автоматического извлечения PL из данных ALS.Fryskowska [34] представила основанный на вейвлетах метод для улучшения извлечения PL из недорогих изображений. Однако методы, основанные на изображениях, иногда могут давать зашумленные результаты [35]. Вместо извлечения PL с использованием данных изображений методы извлечения 3D-объектов из облаков точек позволили получить более полное пространственное содержание, например, координаты, форму и свойства пространственного распределения элементов передачи энергии [36,37]. Многие исследователи изучали извлечение объекты передачи энергии из данных облака точек.Мельцер и Бризе [27] предложили основанный на преобразовании Хафа (HT) метод извлечения проводника автоматической трансмиссии. Лидарные точки были разделены классификацией на основе правил с учетом HT. Nasseri et al. [38] объединили HT с фильтром частиц для обнаружения PL. Лю и Лян [39] предложили автоматический метод извлечения PL, основанный на пространственной сегментации. Jwa и Sohn [40] использовали метод детектора линий на основе вокселей и детектировали ориентацию PL для идентификации точек PL. Вышеупомянутые методы извлекают точки-кандидаты PL в начале, поэтому окончательное качество обнаружения сильно зависит от извлечения PL-кандидатов.Ким и Сон [41] разработали контролируемую классификацию с использованием классификатора случайных лесов. Guo et al. [42] разработали метод классификации с использованием объединенного классификатора повышения. Чжоу и др. [43] объединили метод совместного повышения напряжения с некоторыми многомасштабными функциями для классификации высоковольтных жгутов проводов. Эти основанные на знаниях классификации были чувствительны к разнообразию сцен, и на вероятность успеха влияли такие факторы, как пробелы в данных, несмотря на высокий уровень классификации. Ченг и Тонг [25] извлекли линии передачи с помощью анализа связности трехмерных иерархических вокселей.Chen et al. [2] сегментировал точки PL на основе размерных характеристик, используя гистограмму высот для получения относительно точного интерфейса разделения. Однако большинство этих методов требуют фильтрации точек местности на этапе предварительной обработки, поэтому они могут быть ограничены алгоритмами фильтрации местности. С другой стороны, был представлен ряд результатов для обнаружения и моделирования пилонов. Araar et al. [44] использовали монокулярную оценку глубины для распознавания и реконструкции пилонов. Tilawat et al.[45] использовали сериализованные изображения для определения местоположения пилонов. В этом методе объекты, не передающие электричество, были разделены глобальным порогом, который не может быть легко применен к данным, охватывающим большие сцены с топографическими колебаниями или с широким диапазоном горных территорий в сложных природных условиях. Sohn et al. [31] предложили метод обнаружения, который обеспечивал местоположение отдельных пилонов с помощью марковского случайного поля. Awrangjeb et al. [46] и Ортега и др. В [47] предложены методы неконтролируемого извлечения, основанные на 2D-маске и линейном выпрямлении ЛП и пилонов.Однако высокие, густые деревья в окружающей среде повлияли на узнаваемость силовых башен. Ли и др. [48] и Guo et al. [49] построили пилоны из библиотеки трехмерных параметрических моделей с использованием многогранников на основе стохастической геометрии. Чжоу и др. [50] использовали эвристический метод для реконструкции опор для опор ЛЭП, широко используемых в системах передачи высокого напряжения, из облака точек, созданного с помощью лидарного оборудования, которое объединяет стратегии, основанные на данных и на моделях. Линь и Чжан [51] определили точное положение каждого пилона, предоставив точную двумерную информацию обо всех пилонах как априорную информацию.В основном, различные типы априорного знания (например, горизонтальные координаты, типы структур ЛЭП относительно напряжения питания, множественные эхо-сигналы по ЛЭП) приблизительных положений использовались для классификации точек опоры из данных ALS. Однако из-за нерегулярного распределения точек PL некоторые предложенные подходы были ограничены в применимости к другим случаям [52,53]. В целом, наиболее широко используемая стратегия при классификации и извлечении силовых элементов состоит в том, чтобы сначала удалить точки заземления путем фильтрация, поэтому оставшиеся незаземленные точки в основном относятся к PL, вышкам, столбам и другим наземным объектам, таким как растительность, здания и т. д.Чтобы идентифицировать цель силовых элементов из отфильтрованных данных, необходимо идентифицировать каждую отдельную цель из группы точек, не связанных с землей, в основном с использованием линейных функций или функций, таких как большая локальная разница высот и высокая плотность точек. Графическая сегментация также использовалась для улучшения некоторых методов [25,54].С учетом существующих ограничений здесь предлагается автоматический метод извлечения объектов коридора передачи из облаков точек лидара БПЛА и восстановления трехмерных моделей для обеспечения безопасности коридора.Во-первых, после удаления шума без фильтрации наземных точек, 2D-сетка 5 × 5 м в горизонтальной плоскости была обработана для расчета объектов на уровне сетки. Затем облако точек было разделено на многочисленные блоки трехмерных сеток (то есть вокселей) с использованием улучшенной пространственной хэш-структуры для облегчения последующих шагов. По особенностям узлов сетки в 3D-блоках были выполнены предварительные извлечения ВЛ ЛЭП и пилонов. Затем результаты извлечения были оптимизированы и уточнены в соответствии со связностью между компонентами передачи.Затем векторные кривые были сопоставлены с извлеченными точками ФЛ, а башни и их изоляторы были восстановлены после расчета точной центральной точки каждого пилона ВН. Окончательные реконструкции могут быть использованы для определения областей потенциальных опасностей и для предоставления данных для последующего анализа безопасности.
Преимущества предложенного метода включают следующее: (1) метод разреженной сетки используется для хранения и управления накопленными точками в матрице пространственного хеширования, которая эффективно разделяет пространство, обеспечивая быстрый доступ; (2) нет необходимости в точной и сложной фильтрации точек заземления при предварительной обработке, так как данные после удаления точек шума статистическим методом напрямую подаются на следующие этапы; (3) извлечение пилонов и линий не требует никакой априорной информации; (4) точность добычи высока как в равнинных, так и в горных районах; (5) каждая опора реконструируется как единая модель и детализируется путем моделирования изоляторов.
3. Метод
На рисунке 1 показан весь рабочий процесс предлагаемого метода, который состоит из пяти этапов: предварительная обработка данных, вычисление признаков, извлечение объекта, оптимизация и реконструкция.Предварительная обработка. Первый шаг — удалить редкие зашумленные точки и разделить данные на сетки на разных уровнях. Сначала были построены сетки размером 5 × 5 м 2 в двухмерной горизонтальной плоскости с учетом горизонтального диаметра опор ВН, а затем были разделены на 0.5 м 3 вокселей для детального анализа. Структура сетки содержит не только точки, установленные в пределах своего диапазона, но также элементы сетки, включая значения разницы высот, наклона и плотности точек внутри сетки.
Создание размерных элементов. На основе анализа нескольких характеристик геометрического распределения линий передачи локально (линейные, параллельные, согласованные) и глобально (удлиненные), PL были извлечены с использованием элементов трехмерной сетки; затем были извлечены еще четыре характеристики на основе 2D-сеток, т.е.е., большая разница высот, непрерывное распределение высот, локальное чрезвычайно высокое значение и ограниченный диапазон на карте плоской проекции были рассчитаны для того, чтобы отличить пилоны и полюса от других объектов.
Извлечение отдельных линий и опор. Сначала сегменты PL были помечены на основе локального линейно-геометрического распределения в 3D. Затем последовательные сегменты PL были объединены в качестве кандидатов в PL. Затем опоры ВН были обнаружены с использованием рассчитанных выше элементов 2D-сетки на всей полосе просканированного коридора передачи.
- Оптимизация. Предварительный результат был оптимизирован особенностью позиционного отношения между опорами ВН и ЛЭП в трехмерном пространстве на основании того, что они последовательно соединяются друг с другом вокруг отдельных линий в точке присоединения (POA) [40].
Реконструкция. 3D-модель PL была смоделирована с использованием двухмерной линии в проецируемой плоскости земли и контактной кривой в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости проекции. Пилоны были построены путем подгонки моделей из существующей библиотеки.
3.1. Предварительная обработка
Традиционные методы управления данными облака точек и поиска часто требуют больших вычислительных затрат [55,56]. Поэтому в этой статье PL были сегментированы посредством разделения данных на основе структуры данных, эффективных для памяти и вычислений. Планарное сжатие и схема хранения хеш-кодов: Воксельная сетка была задана как единица для организации с помощью схемы хранения хеш-данных, которая содержит индексы всех вокселей. Структура данных пространственного хэша [57,58,59,60,61,62,63] имеет дело с вокселями наблюдаемого пространства, отмечая их в хеш-таблице указателем, хранящимся в ней.Кроме того, структурированные данные можно эффективно читать и записывать, что позволяет быстрее вычислять характеристики [64]. Блоки сетки хранились по этой схеме в сочетании с разреженной матрицей. В отличие от традиционной или иерархической структуры данных сетки, эта трехмерная матрица хеширования может интенсивно заменять память и может компактно работать с разреженными сетками (сетками, содержащими несколько точек). Фактически, многие сетки не содержали лазерных точек; они соответствовали логике разреженной матрицы [65] и, таким образом, хранились в структуре пространственного хеширования, которая разреженно и эффективно управляла сжатыми облаками точек в блоках сетки.Следовательно, для экономии памяти было исключено большое количество сеток без данных. Обработка с использованием трехмерной сетки в качестве единицы повысила эффективность последующей кластеризации для локальной сегментации PL. Создание 2D-сетки: Из-за большого объема, высокой плотности и неупорядоченного распределения данных облака точек для управления контекстными функциями использовалась планарная 2D-сетка. Параметры локальной сетки (плотность и высота на уровне отдельной сетки) были рассчитаны в процессе построения планарной сетки, что облегчило быстрое определение потенциальных областей опор ВН.Сначала был вычислен диапазон распределения исходных точек для оценки количества сеток [66]. Каждая точка была пересчитана с учетом новой плоской системы координат, чтобы привязать ее к своей сетке. Процесс повторялся до тех пор, пока не были распределены все точки. Используемая формула выглядит следующим образом:{m = (y − yminG) / d2n = (x − xminG) / d2,
(1)
где (x, y) обозначает возможные горизонтальные координаты, xminG представляет минимальное значение координаты x в общих данных облака точек, yminG относится к минимальной координате y, d2 представляет размер планарной сетки, а m и n — номера строки и столбца, соответствующие сетке, в которой расположена точка. Хеширование вокселей: Схема хеширования 3D хранит вначале 2D-сетки. Впоследствии в каждой двумерной сетке новые координаты каждой точки вычисляются во время динамического обновления вокселей с учетом вокселей хеширования следующим образом:{r = (y − yminL) / d3c = (x − xminL) / d3h = (z − zminL) / d3,
(2)
где (x, y, z) представляет собой трехмерную координату; xminL представляет собой минимальное значение координаты x в сетке; yminL представляет собой минимальную координату y в сетке; zminL относится к локальной минимальной координате z в сетке; d3 относится к размеру сетки трехмерных вокселей; а r, c и h — строка, столбец и высота, соответствующие точкам в трехмерной сетке, соответственно.Воксель был построен на основе планарной сетки в качестве родительского блока, а размер воксельной сетки определялся трехмерным пространственным распределением и уровнем напряжения высоковольтных проводов (например, следует принимать смещение соседних линий или классы напряжения. в учетную запись). Чтобы сбалансировать эффективность вычислений и точность функции, 0,5 м был установлен эмпирически как размер вокселя. На рисунке 2 показаны результаты блоков и блоков вокселей PL и пилона без объектов передачи энергии.3.2. Расчет характеристик
Чтобы выделить объекты передачи, различные характеристики PL и пилонов, т.е.е. использовались размерные особенности (на основе собственных значений) и особенности распределения (на основе точек) точечных кластеров. Характеристики распределения состояли из высотных характеристик (например, локальная цифровая модель рельефа (DEM), цифровая модель поверхности (DSM) и разность высот) и характеристик плотности.
Расчет признаков в двумерных сетях : Местность, на которой проложены линии электропередачи, обычно неровная. Тем не менее, опоры силовых опор обычно имеют большие перепады высот и непрерывное вертикальное распределение, а их значения высоты имеют тенденцию быть высокими [67].На эти свойства распределения не влияет местность и окружающие объекты, что обеспечивает прочную основу для идентификации пилона.Рассматривая сетку как единое целое, были рассчитаны характеристики точечных данных в каждой сетке, включая ЦМР, ЦМР и разность высот. Среди них DEM и DSM были получены непосредственно посредством статистического анализа облака точек. Перепад высот был рассчитан путем вычитания ЦМР из ЦМР. Обратите внимание, что точки PL, извлеченные ранее из соответствующих данных облака точек, должны быть отделены при вычислении функций DSM на основе сетки.
ЦМР отражает распределение топографического рельефа в районе картирования. Неблагоприятное влияние колебаний топографии на извлечение пилона можно подавить путем нормализации DSM с помощью DEM. Нормализованный DSM (nDSM) отражает локальные различия высот в данных облака точек. Из-за большой разницы по высоте опор ВН пилоны хорошо видны в nDSM.
Расчет трехмерных объектов: Согласно Kim et al. [41] и Melzer et al. [27], точки PL обладают свойствами локальной линейности и согласованности локальной сходимости, что может быть использовано для отличия PL от других объектов.На рисунке 3 эти размерные особенности можно интуитивно наблюдать. Точки в каждой двумерной сетке сначала были сгруппированы на основе евклидова расстояния, затем воксели в каждом кластере были взяты в качестве базовой единицы для расчета размерных характеристик точек. Путем вычисления ковариационной матрицы [7] и собственных значений всех точек в сгруппированных вокселях были получены линейные, плоские и сферические характеристики. Линейная структура набора точек была определена путем сравнения трех значений a1D, a2D и a3D, рассчитанных как:a1D = λ1 − λ2λ1, a2D = λ2 − λ3λ1, a3D = λ3λ1,
(3)
где λ1, λ2, λ3 (λ1> λ2> λ3) [68] относятся к собственным значениям ковариационной матрицы каждого набора точек. Распределение высот: Анализируя модели, показанные на Рисунке 4, очевидно, что относительная высота и локальная линейность — это особенности, позволяющие отличить PL от других объектов. Расстояние кластеризации указывается расстоянием, вычисленным функцией распределения высот. Значение представляет собой минимальный зазор по высоте от ВЛ до наземных объектов в пролете (расстояние между двумя соседними опорами). Используя гистограмму распределения высот (рис. 4b) набора тестовых данных на рис. 4a, где выделены точки выше 13 м, разрыв был зафиксирован на высоте около 8 м.Промежуток между первой и последней вершиной считался равным высоте верхней части башни, названной головой башни.3.3. Сегментация линий электропередач и опор
Основными компонентами коридоров высоковольтной передачи электроэнергии являются ЛЭП, изоляторы опор, фиксированные аксессуары и т. Д., Ключевыми частями которых являются линии электропередачи и опоры (также называемые опорами). На основе пространственной стратификации коридора и особенностей ЛП, рассмотренных выше, сначала были сегментированы ЛП.Затем пилоны ВН были распознаны по их свойствам в вертикальном и горизонтальном распределении без учета точек PL.
3.3.1. Извлечение линии электропередачи
В соответствии с вышеупомянутыми особенностями геометрического пространственного распределения накладных PL, они были извлечены в два этапа: выделение сегмента локальной линии на основе пространственных характеристик и глобальное слияние PL на основе аппроксимации локальной коллинеарности и высоты. Ключевым моментом был поиск линейных и параллельных структур, превышающих минимальный интервал высоты в сгруппированных наборах точек.
Локальная сегментация : Выделение локального сегмента было выполнено путем оценки размерности сгруппированного набора точек — имел ли он линейный элемент. Следующим шагом был поиск линейных структур среди соседей по собственным значениям, т. Е. Поиск соседнего кластера. Сохраненные результаты, включая линейную структуру, рассматривались как возможные сегменты PL. Чтобы наглядно продемонстрировать эффективность алгоритма, на рисунке 5 показан результат сегментации части входных данных.Затем полученные линейные сегменты помещались в память для глобального извлечения PL. Сегменты PL, обнаруженные в кластере блоков вокселей, распознавались как части разных PL. Как показано на Рисунке 5, по результатам анализа локальной линейности они не перекрывались. По этому свойству случайно выбранный начальный сегмент был сгруппирован с сегментами в соседних блоках. Каждый сегмент не зависел от других, и расчет в каждом пролете был независимым. Для повышения эффективности вычислений эту часть можно запускать параллельно. Глобальное извлечение : После извлечения потенциальных сегментов PL, как показано на рисунке 5c, была проанализирована локальная коллинеарность соседних сегментов PL для получения полных линий. Полное извлечение PL на основе локальной коллинеарности было достигнуто путем кластеризации облака точек в горизонтальной области, где единицей кластера был сегмент PL, а ограничением являлись пространственная непрерывность и локальная коллинеарность. Между тем, CLF (фильтр линии компаса) [1,68] был применен для анализа направления линии с использованием точек-кандидатов PL.В процессе кластеризации каждая рассчитанная выше двумерная сетка была установлена как центральная единица, и сегменты PL в ее восьми окрестностях искали для слияния с начальными сегментами PL, расположенными в центральной сетке. Для линейных сегментов, выровненных с основным направлением сегмента семенной линии, оценивалась коллинеарность с сегментом семени, чтобы исключить те, которые принадлежат другим соседним PL. На рисунке 5d показаны результаты извлечения в пределах пролета. Как показано на рисунке 5e, обнаруженные PL могут включать низковольтные провода передачи, которые пересекаются снизу.Перекрестные или короткопролетные низковольтные проводники обнаруживались, но не представляли интереса. Дальнейшая оптимизация путем объединения с извлечением из башни ВН подробно описана в Разделе 3.4.3.3.2. Региональная сегментация потенциальных высоковольтных опор на основе 2D-элементов Опоры высокого напряжения
, поддерживающие линии электропередачи, располагаются на земле, как показано в данных облака точек. Следовательно, они показывают непрерывное распределение в вертикальном направлении. Кроме того, в соответствии с правилами, регулирующими воздушные линии электропередачи, они должны сохранять безопасное расстояние до окружающей среды или наземных объектов, поэтому опоры ВН обычно строятся на высоте более 20 метров.На рисунке 6 показана характеристика большого местного перепада высот в местах расположения опор ВН. В горизонтальном направлении длина крыла пилонов ВН связана с соответствующим уровнем напряжения ЛЭП. При заданном уровне напряжения диапазон распределения точек опоры на горизонтальной проекционной плоскости должен быть конечным, как в уравнении (4). где R (m, n) — радиус кандидатов в пилоны в проецируемой плоскости земли, а r — длина крыла. Эти особенности распределения опор ВН были использованы для разделения зон потенциальных опор.Сегментация состояла из пяти шагов:
- Двумерные сетки большой разницы высот во входных данных были сначала идентифицированы в соответствии с особенностью разницы высот. Как видно из красных пунктирных рамок на рисунке 6e, эти сетки в основном состояли из башен, отдельных высоких деревьев или групп сгруппированных деревьев.
Сетка 2 × 2 м была создана как движущееся окно для обнаружения более точных характеристик сеток с большими перепадами высот. Окно инициализировано с теми же функциями, что и сетка.Когда он переехал, его характеристики были обновлены. Было извлечено значение разницы высот движущегося окна, которое было больше заранее определенного порога (минимальная разница высот между PL и землей из предыдущего анализа), и была отмечена соответствующая сетка.
Проверялась непрерывность точек в каждой отмеченной сетке по вертикали. Учитывая максимальный порог зазора по высоте (обычно устанавливаемый как абсолютная высота башни), сетки, содержащие окно с зазором, превышающим пороговое значение, были удалены, чтобы отфильтровать выбросы.
Остальные сетки были сгруппированы, чтобы сгруппировать сетки, принадлежащие одной башне. Соседние сетки были сгруппированы, когда их разница в высоте превышала предварительно заданный порог.
- Диапазон распределения пилонов ВН в плоской проекции использовался, чтобы отличить их от других сгруппированных объектов. Было вычислено главное направление каждого кластера. Большая полуось башни в плоскости проекции в основном направлении не превышала длины крыла высоковольтной башни.Из диапазона горизонтальной проекции, описанного уравнением (4), блоки скученных деревьев были отфильтрованы, потому что их диапазоны распределения в плоской проекции не соответствовали уравнению в горизонтальной плоскости. Затем были исключены небольшие кластеры (см. Пунктирную рамку на рисунке 6f) путем оценки того, имеет ли каждая сетка в блоках кластеризации чрезвычайно высокое локальное значение в карте характеристик DSM.
3.4. Оптимизация извлечения компонентов передачи энергии
После обнаружения ЛЭП и вышки несколько одиночных высоких деревьев, сигнальные столбы (случайно оказавшиеся в коридоре) и ЛЭП низкого напряжения все еще присутствовали на сцене в качестве факторов помех.Однако в коридоре передачи любая ЛЭП висела в воздухе в трехмерном пространстве и была связана с опорами ВН. Это ограничение использовалось для уточнения обнаружения пилона и PL. Как показано на Рисунке 7, опоры и точки PL были соединены друг с другом, что является уникальной особенностью, которую можно использовать для отделения опор ВН от элементов помех. Обратите внимание, что линии передачи высокого напряжения отличались от других линейных факторов помех, таких как проводники низкого напряжения или опорные провода. Кроме того, как основной критерий, главное направление возможных точек PL было приблизительно параллельно линии, соединяющей их две соседние башни [69].Таким образом, извлечение этих двух объектов передачи было оптимизировано одновременно с учетом физических связей между ними. Это включало следующие ограничения: (а) опора электропередачи и ЛЭП были подключены друг к другу [27], то есть ЛЭП в соседних пролетах были подключены через опоры ВН; (б) преобладающая ориентация ПЛ была приблизительно параллельна линии, соединяющей башни на обоих концах; (c) соседняя сетка башни должна содержать PL, и должна быть башня в положении экстремума производной каждой смежной линии.Сначала в качестве поисковых объектов были взяты извлеченные опоры ВН. Для каждой опоры ВН проводился поиск точек PL в соседних сетях.
Во-вторых, было подтверждено, что точка PL и башня соединены друг с другом. Если вышка была подключена к ЛЭП, она определялась как площадь вышки ВН, а подключенная к ней ЛЭП была обозначена как провода передачи.
Наконец, направления, образованные каждыми двумя соседними пилонами, были взяты как ориентиры для удаления линейных сегментов с большими углами от этих направлений.
3,5. Реконструкция компонентов электропередачи
Трехмерная реконструкция ЛЭП является основой для приложений проверки безопасности коридора электропередачи, трехмерной визуализации сцены и мониторинга состояния.Как правило, PL делятся на отдельные линии фиксированной длины в соответствии с POA, чтобы облегчить установку линии.
3.5.1. Моделирование линий электропередачи
Посредством анализа пространственной связности соседних линий электропередачи была гарантирована целостность линий и определена взаимосвязь между линиями и опорами [51]. ПЛ были разбиты на пролеты, образованные соседними башнями. Трехмерные PL были реконструированы в предположении, что они представляют собой гибкие свободно висящие провода, что может быть выражено математической моделью [70].Трехмерная модель описывалась прямой линией по методу наименьших квадратов в горизонтальной плоскости и цепной линией в вертикальной плоскости. ЛП в каждом пролете моделировались отдельно. Затем они были совмещены с моделями пилонов. Математическая модель, продемонстрированная Jwa и Sohn [30], была разделена на цепочку (уравнение (5)) и линию (уравнение (6)). Уравнение (5) решается путем минимизации разницы между наблюдаемым значением Z и подобранным значением Z точек в каждом сегменте, как в уравнении (7).C (a, b, c): Z = acosh (x − ba) + c,
.(5)
L (θ, ρ): ρ = X cos (θ) + Y sinθ,
.(6)
C ′ = argminm∑i = 1n [f (xi, m) −yiσi] 2,
(7)
Алгоритм согласования случайной выборки (RANSAC) использовался для повторения каждой точки линии и корректировки подобранной модели с использованием постоянно увеличивающихся внутренних точек для восстановления каждой отдельной PL. На рис. 9а показаны некоторые примерные результаты подгонки PL в пролете. PL в каждом пролете были смоделированы и окрашены отдельно по их электрической фазе (рис. 9b).Затем они были совмещены с моделями пилонов.3.5.2. Моделирование опор на основе локализации центра опоры
При обслуживании линий электропередачи особое внимание следует уделять устойчивости опор высокого напряжения в больших масштабах и принадлежностей на них, то есть изоляторов и знаков номера опоры. Обычно географические координаты каждой опоры требуются при обеспечении безопасности объекта передачи. Основное отличие этого подхода к реконструкции состоит в том, что мы реконструировали не только пилоны, но и изоляторы на них.Сначала были рассчитаны точные плоские координаты пилонов. Далее была построена библиотека шаблонов башен по четырем основным типам. Таким образом, ошибка положения моделей, построенных для каждого объекта в сцене коридора, была меньше, чем у других. Кроме того, пилоны были реконструированы как единая модель и детализированы путем определения местоположения и моделирования их изоляторов.
Плоское расположение центра: После определения сетей, в которых расположены опоры, их структура и форма были разделены на четыре категории на Рисунке 10.Их распределение варьировалось, что явно сказывалось на плоской проекции плотности и особенностях распределения по высоте. При вычислении их центральных точек использовались несколько механизмов голосования для поиска наиболее надежных центров точек горизонтального сечения за несколько итераций.Поскольку высоковольтные башни до некоторой степени являются регулярными, горизонтально разрезанный слой на любой высоте корпуса башни имеет симметрию в плоскости, при условии, что точки на башне в значительной степени не отсутствуют. Центры этих нарезанных слоев на основе расслоения в вертикальном направлении можно использовать для расчета точных плоских координат высоковольтной башни.
Как показано на Рисунке 11a, некоторые точки растительности все еще были прикреплены к нижней части башни, а точки башни были неполными наверху. На центральное положение нарезанных слоев, показанных на рисунке 11b, также повлияли недостающие точки. В соответствии с вертикальностью опоры ВН должен быть небольшой угол между вертикальным направлением и векторами, образованными центрами слоев (рис. 11c). Шесть точек в середине рисунка 11d описывают идентифицированные центральные точки-кандидаты, статистически проанализированные с помощью алгоритма, показанного в таблице 1, в которой Mic представляет собой набор координатной сетки, которая затем делится на несколько слоев Ci 2 метра высотой; drc — горизонтальное расстояние двух центральных точек; θrc — угол между осью z и линией, проходящей через две центральные точки, последовательно определяемых парами центральных точек; dMrc — это максимум коллекции {drc}; а pr и pc — центральные точки двух слоев, соответствующих dMrc. Моделирование пилона: В этой статье методология, предложенная Li et al. [48] был применен для построения трехмерных моделей опор на основе подбора моделей с использованием библиотеки высокоточных моделей башен, построенных вручную в соответствии с соответствующими спецификациями. 3D-модель была инициирована в центре обнаруженной башни, определяемой плоским расположением и половиной ее высоты. Размер модели определялся уровнем напряжения при проектировании передачи энергии, как показано на рисунке 12a. Модель энергии Гиббса была создана для оценки облака точек и соответствия модели в процессе реконструкции.Поскольку процесс оптимизации модели энергии был невыпуклым, башни были реконструированы путем оптимизации энергии с использованием цепи Маркова Монте-Карло (MCMC) [49]. Моделирование изолятора: Реконструкция изолятора была достигнута путем согласования изолятора на основе метода выращивания области. В большинстве случаев он крепился к модели башни [71]. Обычно точки изоляторов определялись с помощью контекстного поиска, а затем группировались [21]. Точки-кандидаты изоляторов были найдены в нескольких последовательных смежных вертикальных профилях в основном направлении PL (Рисунок 12b).Фактически построение модели изолятора сопровождалось процессами подгонки линий и наращивания области по вертикальному профилю. За центр моделирования была взята средняя точка облака точек изолятора. Для поперечных изоляторов (точки в красном эллипсе на рис. 12а) точки, расположенные вдоль ЛЭП от ее конца до центра ближайшей опоры, были отмечены как точки изолятора. Когда рост и подгонка всей ФЛ были завершены, также были отысканы точки изолятора на соответствующей линии.Желтые точки на рисунке 12b были центрами изоляторов. Обратите внимание, что два (в пунктирном эллипсе) наверху были удалены, так как вдоль экранированного провода не было изолятора. Наконец, к модели башни были добавлены соответствующие типы моделей изоляторов.6. Выводы
В данной статье рассматривается проблема автоматического обнаружения и восстановления объектов на основе данных облаков точек БПЛА в коридорах электропередачи, включая извлечение опор ВН и воздушных линий электропередачи.Кроме того, была исследована точная локализация и реконструкция пилонов.
Предложен автоматический метод выделения объекта передачи электроэнергии на основе сетевых структур. Локальная коллинеарность PL в горизонтальной проекции на соседние ячейки сетки и параллельная конфигурация между соседними проводниками были проанализированы как признаки сегментации. Для приблизительного извлечения PL накладных расходов на основе ячеек 2D-сетки локальные линейные сегменты были сгруппированы и объединены. Кроме того, были проанализированы особенности большой разницы высот, локальной максимальной высоты и непрерывного распределения высот высотной башни с целью обнаружения и локализации опор.Затем оптимизированный алгоритм извлечения был протестирован в экспериментах. Результаты показали, что предложенный метод извлечения объекта автоматической передачи энергии обеспечивает высокую эффективность и точность почти 97% в сложных условиях. Преимущества предлагаемого метода заключаются в следующем:
Метод использует большой объем данных облака точек лидаров с высокой плотностью, а матрица пространственного хеширования используется для динамического хранения данных сетки, что полезно для быстрого доступа к данные.
Доказано, что интегрированный анализ PL и пилонов для уточнения результатов экстракции приводит к значительному повышению точности.
Фильтрация точки заземления не требовалась, поэтому производительность метода не зависит от какого-либо алгоритма фильтрации точки заземления. Кроме того, он обладает высокой адаптируемостью к данным ALS на холмистой местности, а также на участках с глыбистыми деревьями, одиночными высокими деревьями и высокими сигнальными столбами.
Координаты опор ВН локализуются точно и надежно путем извлечения надежных центральных точек слоев поперечного сечения по высоте.
Бриджуотер | Коробка передач PSEG
Проект Roseland — Pleasant Valley (RPV) — это инвестиция в размере 546 миллионов долларов, направленная на усиление системы электропередачи путем замены старых линий передачи между коммутационной станцией Roseland PSE&G в Розленде, штат Нью-Йорк.J. и ее коммутационная станция Pleasant Valley в Хопуэлле, штат Нью-Джерси.В среднем этим объектам передачи около 90 лет.
Утвержденный в апреле 2018 года PJM Interconnection (PJM), региональной передающей организацией, ответственной за планирование системы передачи во всех или некоторых частях 13 штатов, включая Нью-Джерси, 51-мильный проект заменяет существующие решетчатые башни, срок эксплуатации которых истек. . Существующие башни, большинство из которых были построены примерно в 1920-х и 1930-х годах от Розленда до Ламбервилля и в 1960-х годах от Уэст-Амвелла до Плезант-Вэлли, будут заменены новыми стальными конструкциями.Напряжение на этих линиях передачи остается прежним.
Проект заменяет стареющую инфраструктуру в 17 муниципалитетах, охватывающих округа Эссекс, Моррис, Сомерсет, Хантердон и Мерсер, в том числе округ Розленд, поселок Ливингстон, округ Флорэм-Парк, округ Чатем, поселок Чатем, поселок Лонг-Хилл, поселок Бернардс, поселок Уоррен, Городок Бриджуотер, поселок Бранчберг, поселок Хиллсборо, поселок Редингтон, поселок Раритан, поселок Ист-Амвелл, поселок Уэст-Амвелл, город Ламбервилль и поселок Хоупвелл.
Кроме того, в рамках этого проекта вносятся незначительные изменения в три электрические станции PSE&G, включая коммутационную станцию Roseland, коммутационную станцию Branchburg и коммутационную станцию Pleasant Valley.
Проект разделен на два сегмента и требует модификаций передачи служебных данных в рамках существующих прав отвода PSE&G. Сегмент I проекта проходит от Розленда до Бранчбурга, а Сегмент II — от Бранчбурга до Плезант-Вэлли. Ожидается, что этот проект будет сдан в эксплуатацию в июне 2023 года.
ОБЩИЙ ГРАФИК СТРОИТЕЛЬСТВА
Сегмент проекта, охватывающий городок Бриджуотер, предполагает замену двадцати восьми (28) существующих решетчатых башен на двадцать шесть (26) монопольных Y-образных каркасов и две (2) H-образные конструкции, все из которых останутся в пределах существующей полосы отвода без дополнительных прав на землю. Высота существующих решетчатых башен, охватывающих Проект в Бриджуотере, колеблется от приблизительно 72 футов до 131 футов, а предлагаемая высота новых конструкций будет находиться в диапазоне приблизительно от 113 футов до 168 футов.
Bridgewater будет иметь два отдельных графика строительства.
Первый запланированный сегмент начинается у подстанции Редингтон на Миллтаун-Роуд и направляется на север.
- Геотехнические исследования: завершить все участки
- Гражданское строительство на севере начинается: осень 2020
- Начало электрического строительства на севере: январь 2021 г.
- Северные районы строительства электрооборудования: весна 2021 г.
- ROW Реставрация начинается: весна 2021 г.
- Окончание строительства и реставрации: конец зимы 2021 г.
- Завершение проекта: зима 2023 г.
Расположение к югу от подстанции Редингтон начнется примерно летом 2022 года.
- Геотехнические исследования: завершить все участки
- Гражданское строительство Юг Начало: лето 2022 года
- Строительство электрооборудования на юге: осень 2022 года
- Южные окончания строительства электрооборудования: весна 2023 г.
С вопросами и комментариями по этому проекту, пожалуйста, звоните на информационную линию проекта Roseland — Pleasant Valley по телефону 1-888-378-0788.
По вопросам СМИ обращайтесь на горячую линию PSE&G по телефону 973-430-7734.
Схема коридора линии электропередачи— xyHt
Методологии сбора и обработки данных
При поддержке GreenValley International
Регулярное обследование линий электропередачи имеет решающее значение для обеспечения бесперебойного распределения электроэнергии. Традиционные наземные методы инспекции с участием бригад геодезистов обычно очень трудозатратны и требуют много времени. Методы расчета расстояния между провисанием передающего провода и деревом часто включают тяжелое оборудование, такое как стержни для измерения высоты и теодолиты.Это огромная нагрузка для патрулирующего персонала, который может находиться в глуши и / или в опасной местности.
В последнее время поставщики энергетических услуг обращаются к небу для проведения своих исследований и анализа. В значительной степени автоматизированная технология БПЛА, оснащенная оборудованием LiDAR, стала эффективным альтернативным методом проверки энергетических коридоров. Однако получение данных облака точек — это лишь небольшая часть полного решения. Создание значимых геопространственных выходных данных требует постобработки и анализа данных облака точек.Обработка больших участков местности приводит к получению сотен гигабайт данных облака точек, поэтому важно разработать интуитивно понятный и эффективный по времени рабочий процесс обработки.
Благодаря нескольким исследовательским и аналитическим проектам нам удалось создать эффективный рабочий процесс для многих энергосервисных компаний (ЭСКО). Недавно Бюро электроснабжения Qingyuan провинции Гуандун, Китай, использовало наш рабочий процесс для проведения оценки рисков / исследования управления более чем 2500 км линий электропередачи (751 км 500 кВ, 1824 км 220 кВ и 4717 опор).
Участок находился в Цинъюань, провинция Гуандун, Китай. Исследования здесь обычно проводятся весной, когда наиболее быстро растут потенциально опасные виды растений, такие как бамбук и эвкалипт. В общей сложности шесть групп геодезистов были задействованы в течение двухмесячного периода для выполнения воздушной разведки, что в три раза быстрее, чем наземные методы. Если позволяла погода, каждая группа выполняла 4-5 рейсов по коридору в день, не считая предварительных полетов для планирования полетных заданий и проверки высоты вышки.Используемое оборудование включало шесть GVI LiAir Standard 32e , установленную на БПЛА систему LiDAR с точностью измерения ± 2 см и эффективным расстоянием захвата до 100 м. Полезная нагрузка была установлена на БПЛА DJI M600 Pro, время полета которого составляет 20 минут. Для обеспечения безопасности полета траектории полета были подняты на 20 м над башнями электропередач, и часто требовалось изменение высоты, учитывая различную высоту башен. Также важно отметить, что калибровка GPS «Рисунок 8», траектория полета и скорость полета — все это возможно в прилагаемом программном обеспечении планирования полета GVI, LiPlan.Кроме того, программное обеспечение для преобразования и сбора данных LiAcquire позволяет отображать и преобразовывать необработанные данные LiDAR и POS в реальном времени.
Также используется LiGeoreference, проприетарное программное обеспечение для географической привязки для наборов данных аэрофотосъемки LiDAR. Географическая привязка включает объединение данных от инерциальной навигационной системы (INS) и GPS для предоставления точной информации о местоположении летательного аппарата и наклонном расстоянии, измеренном с помощью лазерного импульса. Надежность трехмерных координат сильно влияет на общую точность данных.Посредством правильной географической привязки неточности позиционирования могут быть исправлены (см. Рис. 1 и 2).
Fg 2
Fg 2. После оптимизации с помощью LiGeoreferenceFg 1. Влияние паузы БПЛА на измерения POS
«После установки траектории полета в системе система, установленная на дроне, может автоматически захватывать информацию в реальном времени, такую как положение линии и растительность, и значительно улучшать качество инспекции, сохраняя при этом безопасность персонала.”- Ван Линьшэн, директор Qingyuan Power Supply Bureau и заказчик GreenValley
После фазы сбора данные облака точек можно затем импортировать в программу постобработки, LiDAR360 . Программное обеспечение содержит наборы инструментов для эффективного просмотра данных облака точек и управления ими, а также предлагает модули для конкретных приложений, таких как топографическое моделирование, лесное хозяйство и, в данном случае, анализ линий электропередач.
Модуль Power Line предоставляет алгоритмы машинного обучения для автоматической классификации земли, опор электропередачи, линий электропередач, зданий и растительности.Можно смоделировать влияние изменчивости окружающей среды вдоль коридора. Он также может обнаруживать ряд определенных пользователем опасных точек, таких как заросли растительности и падение деревьев, после чего они будут включены в самостоятельно созданный отчет о проверке. Клиент определил порог опасности, как показано ниже.
Fg 3. Порог опасной точки, определяемый пользователем
Рабочий процесс для получения вышеупомянутых результатов в первую очередь требует, чтобы пользователь определил основные настройки и настройки параметров обнаружения.Основные настройки включают рабочий каталог, целевую систему координат и систему координат облака точек. Настройки параметров обнаружения включают в себя настройки категорий и настройки уровня напряжения. Как только параметры установлены, пользователь может начать редактирование башни. Включены функции для последовательного добавления опор передачи.
После редактирования опор передачи файл можно сохранить. Следующим шагом является создание обучающего набора данных для автоматической классификации линий электропередач, опор ЛЭП, растительности и других объектов, если это применимо.Для этого активируйте инструмент «Профиль», чтобы выбрать интересующую область, и во всплывающем окне установите целевой класс.
Fg 4. Монтажная башня на участке коридора
Fg 5. Результаты классификации в LiDAR360
Инструменты выбора на панели инструментов «Профиль» позволяют пользователю устанавливать целевые классы линий электропередач и опор. Что касается обучающих выборок наземных точек и точек растительности, пользователи могут использовать инструмент Classify Ground (ранее использовавшийся для генерации обучающих выборок).После этого пользователи могут сгенерировать обучающий файл. Точность будет продолжать улучшаться в зависимости от разнообразия наборов обучающих данных.
После сбора обучающих выборок следующим шагом является вырезание и классификация данных облака точек по вышке, линии электропередачи, наземным точкам, шуму и неклассифицированным данным в соответствии с файлом вышки и обучающими выборками. Здесь пользователи могут использовать разные цвета для обозначения объектов, например, синий — башни, желтый — линия электропередачи, красный — выбросы и зеленый — среднюю растительность.
После обработки данные лидара будут разделены на несколько отдельных файлов, каждый из которых представляет собой облако точек сегмента линии электропередачи (см. Рис. 6). Отсюда пользователи могут дополнительно изучить результаты и вручную исправить результаты, если есть какие-либо ошибки.
Fg 6. Сегменты данных обучающей выборки
Последним шагом является автоматическое обнаружение опасных точек и создание пользовательского отчета для анализа и оценки как текущих нарушений зазора, так и моделирования неизбежных рисков.Отсюда полевые группы теперь могут более эффективно и результативно очищать опасные зоны.
Параметры включают:
1. Обнаружение опасностей
Fg 7. Обнаружение опасных мест
Обнаружение опасных точек зазора в соответствии с заданным пользователем порогом «безопасного расстояния». К ним относятся минимальное расстояние, безопасное расстояние, порог кластера и максимальный диапазон кластера.
Сегментация деревьев по пороговым значениям расстояния, высоте над землей и размеру буфера для расширения буферной области вокруг сгруппированных опасных точек.Справа каждый цвет представляет собой отдельное сегментированное дерево после моделирования скорости роста.
2. Древовидная сегментация
Fg 8. Сегментация отдельных деревьев
3. Моделируемые условия
Пользователь также может создавать отчеты, имитирующие провисание линии электропередачи в тяжелых условиях, таких как сильный боковой ветер, ледяной покров и высокие температуры. Это позволит геодезистам знать о будущих угрозах и соблюдать условия безопасности без каких-либо непредвиденных переменных.
4. Дополнительные параметры
Tree Growth: Обнаружение опасных точек, вызванных ростом деревьев. К ним относятся годовой прирост, скорость роста (метры / год) и скорость роста как бамбука, так и эвкалипта.
Render Image: Визуализация изображений как спереди, так и с высоты птичьего полета, по ширине и высоте.
Создать отчет: Отчетность и анализ, включая такие сведения, как идентификатор линии электропередачи, напряжение, координаты облака точек и координаты цели.
Падение деревьев: Обнаружение опасной зоны из-за падающих деревьев.
Cross Powerline: Обнаружение пересекающихся линий электропередач, включая порог безопасного расстояния.
Вода: Обнаружение водных объектов, включая безопасное расстояние, порог плотности и порог площади.
В коридоре протяженностью 2 500 км этот рабочий процесс позволил выявить 40 опасных точек. Большинство опасных точек возникло из-за заросшей растительности или сильного прогиба линий электропередачи.На Рисунке 11 мы можем видеть опасную для растительности точку между башнями 48 и 49 на высоте 6,76 м, что на 0,76 м выше определенного порогового расстояния по вертикали. Смоделированные в будущем условия позволили Qingyuan Power Supply Bureau понять, как сильный боковой ветер и высокие температуры влияют на функциональность и в конечном итоге снижают эффективность передачи. Скорость, с которой могут быть выполнены исследования и анализ, также была основным аргументом в пользу ESCO.
Fg 9. Сформирован отчет по проекту, содержащий опасную точку
Fg 10.