一种大型机械侵入线路预警方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种大型机械侵入线路预警方法和系统，包括：获取布设于大型机械吊臂前端的多感应电极阵列中各球电极上产生的感应电荷量；利用各球电极上产生的感应电荷量，计算输电线路的等效荷电中心位置；基于输电线路的等效荷电中心位置，进行大型机械侵入线路预警；其中，所述多感应电极阵列中所有球电极球心处于同一水平面，各球电极与所有球电极的几何中心位置之间的距离不超过预设值。本发明专利技术提供的技术方案，通过布设于大型机械吊臂前端多感应电极阵列感知输电线路存在的高压电场特性，进而实时计算大型机械吊臂前端与输电线路的实际距离。当吊臂前端接近线路时给出预警，避免出现触电伤害施工人员等事故发生。避免出现触电伤害施工人员等事故发生。避免出现触电伤害施工人员等事故发生。

【技术实现步骤摘要】
一种大型机械侵入线路预警方法和系统


[0001]本专利技术涉及输电线路监测与作业安全防护
，具体涉及一种大型机械侵入线路预警方法和系统。

技术介绍

[0002]城市规模的扩大及基建项目加速实施导致原本远离市区的线路走廊成为了施工热点区域。吊车等大型工程机械在线路走廊下方进行施工时，常会因为赶工期等原因忽视现场安全工作规范，越过安全施工距离，导致机械触碰输电线路，造成线路跳闸、短路、导线损伤等，甚至发生现场人员触电身亡等事故。
[0003]线路外破事故频发已严重影响电网及现场施工人员生命安全的问题，外力破坏已经成为影响输电线路安全可靠运行的主要因素之一，据统计数据显示，由外力破坏所导致的电网事故比例约占线路故障总数的30％，其中大型机械违规作业导致的故障又占外力破坏总数的60％左右。由此可见，线路走廊内大型机械的施工监控应该成为重点关注及防范目标。
[0004]目前外力破坏仍依赖于人工巡视，感知手段匮乏。监测手段方面，普遍采取的措施分为两类，一是由工作人员定期巡线、划出保护区范围、悬挂安全警示牌、在施工现场对操作人员进行安全培训等，该方式存在人员需求量大、人力成本高、人员无法监督等问题。二是通过在现场布设网络摄像头，通过3G/4G/5G等手段将视频数据实时传回监控中心，工作人员通过实时观看或图像处理算法等对外破事故进行判断，该方式存在易受天气影响，且受摄像头角度影响无法对外破进行及时预警等缺点。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种大型机械侵入线路预警方法，包括：
[0006]获取布设于大型机械吊臂前端的多感应电极阵列中各球电极上产生的感应电荷量；
[0007]利用各球电极上产生的感应电荷量，计算输电线路的等效荷电中心位置；
[0008]基于输电线路的等效荷电中心位置，进行大型机械侵入线路预警；
[0009]其中，所述多感应电极阵列中所有球电极球心处于同一水平面，各球电极与所有球电极的几何中心位置之间的距离不超过预设值。
[0010]优选的，所述利用各球电极上产生的感应电荷量，计算输电线路的等效荷电中心位置，包括：
[0011]任选S组球电极，且每组球电极中包含3个球电极，其中，所述S组球电极中包含所述多感应电极阵列中所有的球电极；
[0012]利用各组球电极中球电极上产生的感应电荷量，采取比例消元求解法求解各组球电极对应的输电线路的等效荷电中心位置；
[0013]根据各组球电极中球电极上产生的感应电荷量，计算各组球电极对应的权重；
[0014]基于各组球电极对应的输电线路的等效荷电中心位置和权重，采用加权平均法计算输电线路的等效荷电中心位置。
[0015]进一步的，所述利用各组球电极中球电极上产生的感应电荷量，采取比例消元求解法求解各组球电极对应的输电线路的等效荷电中心位置，包括：
[0016]基于两个球电极上产生的感应电荷量的比值等于两个球电极分别与输电线路的等效荷电中心位置的距离平方的反比，构建各组球电极对应的二元二次方程组；
[0017]求解所述方程组得到各组球电极对应的输电线路的等效荷电中心位置。
[0018]进一步的，所述各组球电极对应的权重等于各组球电极中球电极上产生的感应电荷量的加和与多感应电极阵列中所有的球电极上产生的感应电荷量的加和的比值。
[0019]进一步的，所述输电线路的等效荷电中心位置的计算式如下：
[0020][0021]式中，x
T
为输电线路的等效荷电中心位置C
T
(x
T
，y
T
)的横坐标，y
T
为输电线路的等效荷电中心位置C
T
(x
T
，y
T
)的纵坐标，w
i
为第i组球电极对应的权重，x
i
为第i组球电极对应的输电线路的等效荷电中心位置的横坐标，y
i
为第i组球电极对应的输电线路的等效荷电中心位置的纵坐标，i∈(1～S),S为任选的球电极的组数。
[0022]优选的，所述多感应电极阵列中包含的球电极数量不少于4个。
[0023]优选的，所述基于输电线路的等效荷电中心位置，进行大型机械侵入线路预警，包括：
[0024]当输电线路的等效荷电中心位置与多感应电极阵列中所有球电极的几何中心位置之间的距离小于预设阈值，则发出大型机械侵入线路预警；
[0025]否则，不操作。
[0026]基于同一种专利技术构思，本专利技术还提供一种大型机械侵入线路预警，包括：
[0027]获取模块，用于获取布设于大型机械吊臂前端的多感应电极阵列中各球电极上产生的感应电荷量；
[0028]计算模块，用于利用各球电极上产生的感应电荷量，计算输电线路的等效荷电中心位置；
[0029]预警模块，用于基于输电线路的等效荷电中心位置，进行大型机械侵入线路预警；
[0030]其中，所述多感应电极阵列中所有球电极球心处于同一水平面，各球电极与所有球电极的几何中心位置之间的距离不超过预设值。
[0031]与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：
[0032]本专利技术提供的一种大型机械侵入线路预警方法和系统，包括：获取布设于大型机械吊臂前端的多感应电极阵列中各球电极上产生的感应电荷量；利用各球电极上产生的感应电荷量，计算输电线路的等效荷电中心位置；基于输电线路的等效荷电中心位置，进行大型机械侵入线路预警；其中，所述多感应电极阵列中所有球电极球心处于同一水平面，各球电极与所有球电极的几何中心位置之间的距离不超过预设值。本专利技术提供的技术方案，通过布设于大型机械吊臂前端多感应电极阵列感知输电线路存在的高压电场特性，进而实时
计算大型机械吊臂前端与输电线路的实际距离。当吊臂前端接近线路时给出预警，避免出现触电伤害施工人员等事故发生。
[0033]本专利技术提供的技术方案，能够全天候、无方向性要求、高精度的计算大型机械吊臂前端与输电线路的实际距离。
附图说明
[0034]图1为本专利技术提供的一种大型机械侵入线路预警方法流程图；
[0035]图2为本专利技术实施例中布设于大型机械吊臂前端多感应电极阵列的示意图；
[0036]图3为本专利技术提供的一种大型机械侵入线路预警系统结构图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0038]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]实施例1：
[0040]为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型机械侵入线路预警方法，其特征在于，所述方法包括：获取布设于大型机械吊臂前端的多感应电极阵列中各球电极上产生的感应电荷量；利用各球电极上产生的感应电荷量，计算输电线路的等效荷电中心位置；基于输电线路的等效荷电中心位置，进行大型机械侵入线路预警；其中，所述多感应电极阵列中所有球电极球心处于同一水平面，各球电极与所有球电极的几何中心位置之间的距离不超过预设值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用各球电极上产生的感应电荷量，计算输电线路的等效荷电中心位置，包括：任选S组球电极，且每组球电极中包含3个球电极，其中，所述S组球电极中包含所述多感应电极阵列中所有的球电极；利用各组球电极中球电极上产生的感应电荷量，采取比例消元求解法求解各组球电极对应的输电线路的等效荷电中心位置；根据各组球电极中球电极上产生的感应电荷量，计算各组球电极对应的权重；基于各组球电极对应的输电线路的等效荷电中心位置和权重，采用加权平均法计算输电线路的等效荷电中心位置。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用各组球电极中球电极上产生的感应电荷量，采取比例消元求解法求解各组球电极对应的输电线路的等效荷电中心位置，包括：基于两个球电极上产生的感应电荷量的比值等于两个球电极分别与输电线路的等效荷电中心位置的距离平方的反比，构建各组球电极对应的二元二次方程组；求解所述方程组得到各组球电极对应的输电线路的等效荷电中心位置。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述各组球电极对应的权重等于各组球电极中球电极上产生的感应电荷量的加和与多感应电极阵列中所有的球电极上产生的感应电荷量的加和的比值。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述输电线路的等效荷电中心位置的计算式如下：式中，x
T
为输电线路的等效荷电中心位置C
T
(x
T
，y
T
)的横坐标，y
T
为输电线路的等效荷电中心位置C
T
(x
T
，y
T
)的纵坐标，w

【专利技术属性】
技术研发人员：李孟轩，刘彬，李丹煜，马潇，杨知，赵彬，赵斌滨，杨加伦，陈志勇，刘伟，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司威海供电公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：