一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法技术

一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用电磁场仿真方法获取三相电缆终端带电消缺时的人体体表电场分布、电缆终端套管应力锥的电场分布；步骤2，建立电缆终端塔带电作业的风险评估指标与风险评价矩阵，基于层次分析法为所述指标构造模糊判断矩阵并求解权重向量，以及基于所述权重向量合成评价结果；步骤3，基于所述评价结果对带电作业场景进行安全等级评估。本发明专利技术中的方法，依据可靠、仿真精确性高，能够对实际作业过程中的风险进行准确评估，从而为输电线路电缆终端带电作业，如带电水冲洗，带电更换支柱绝缘子提供依据。带电更换支柱绝缘子提供依据。带电更换支柱绝缘子提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法


[0001]本专利技术涉及电力维护作业领域，更具体地，涉及一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，带电作业是一项技能要求高、投入高、风险较高、劳动强度大、技术性较强、操作安全水平要求较高的特殊工种和特殊作业方式，是在高空和强电场条件下进行的一种不停电的检修作业对带电作业的主要风险进行危害辨识与评估是保证带电作业安全的前提，而根据主要风险制定重点管控措施是保证带电作业安全的关键。
[0003]然而，截止目前为止电力维护作业领域仍然存在着较大的作业风险。一方面，带电作业中存在紧急处理重大缺陷的作业方式，多单位多工种的交叉作业和重复作业，以及作业人员的安全意识不强、专业技术不足等多种因素都使得作业风险较大。另一方面，由于在开展检修和缺陷处理工作的过程中，现场勘察不到位等可能引起作业现场的风险无法得到有限管控。同时配电网的基础数据不够完善，线路跳闸、绝缘工具性能受到地域、海拔、天气、湿度等多种因素的影响等，都会对作业风险造成影响。然而，现有技术中，仍然没有一种较好的方法，能够综合考虑各种风险因素，并能够在进行高风险的作业之前对电力消缺作业风险进行充分评估。
[0004]因此，亟需一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法，能够采用三维模型建模方法对带电作业过程中的电磁场强度情况进行估计，并基于层次分析方法获得对于作业风险的评估。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法，其中包括以下步骤：步骤1，利用电磁场仿真方法获取三相电缆终端带电消缺时的人体体表电场分布、电缆终端套管应力锥的电场分布；步骤2，建立电缆终端塔带电作业的风险评估指标与风险评价矩阵，基于层次分析法为指标构造模糊判断矩阵并求解权重向量，以及基于权重向量合成评价结果；步骤3，基于评价结果对带电作业场景进行安全等级评估。
[0008]优选地，步骤1中还包括：步骤1.1，基于激光雷达点云数据获取电缆终端塔的三维模型，建立三相电缆终端、电缆接地线、空气包的仿真模型；参照人机工程学标准建立人体模型；步骤1.2，采用视频识别方式获得人体模型在电缆终端塔中的姿态和位置；步骤1.3，基于姿态和位置设置人体模型和电缆终端塔模型，并采用电磁场仿真方法对电缆终端塔下电场分布情况进行仿真，以获得人体模型部分的电场畸变状态。
[0009]优选地，在作业人员的安全帽、手部和脚部位置分别设置电场传感器，并在作业人员作业过程中测量人体模型部分的电场畸变状态；基于测量更新人体模型、电缆终端塔模
型以及电磁场仿真方法。
[0010]优选地，步骤1.1中还包括：采用激光雷达传感器VLP
‑
16采集电缆终端塔的点云数据；并对采集到的点云数据依次进行格式转换，以实现可视化预处理。
[0011]优选地，采用欧式聚类对预处理后的点云数据进行分类；即，采用点云数据之间的欧式距离作为参数实现距离数目的确定。
[0012]优选地，步骤1.2中还包括：采用背景差分法对视频中的运动目标进行检测，从而识别出人体姿态和位置。
[0013]优选地，步骤2中还包括：步骤2.1，根据电磁场仿真方法获得不同作业方式和作业位置下的电场数据；步骤2.2，选定一种作业方式，基于步骤2.1中获得的不同作业位置下的人体体表、电缆终端套管应力锥的最大电场构造模糊判断矩阵，并计算权重。
[0014]优选地，不同作业方式和作业位置下的电场数据包括应力锥位置、人体体表位置以及XLPE电缆与应力锥交界位置的最大电场的仿真数据。
[0015]优选地，不同作业方式包括地电位作业、等电位作业和中间电位作业；不同作业位置包括站位于高压引线位置、应力锥位置、铝护套位置，以及站位于距离应力锥0至1.5米的距离处。
[0016]优选地，地电位作业时，人体模型距离应力锥为1m、0.5m、0.3m、0.2m以及接触状态；等电位作业时，人体模型距离电缆终端套管高压引线处为接触状态，距离0.1m，0.2m，0.3m，0.4m以及0.5m；中间电位作业时，人体模型距离电缆终端套管1m处，与高压引线，应力锥以及铝护套为接触状态，距离应力锥1m，1.1m，1.2m和1.5m。
[0017]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法，采用三维模型建模方法对带电作业过程中的电磁场强度情况进行估计，并基于层次分析方法获得对于作业风险的评估。本专利技术中的方法，依据可靠、仿真精确性高，能够对实际作业过程中的风险进行准确评估，从而为输电线路电缆终端带电作业，如带电水冲洗，带电更换支柱绝缘子提供依据。
[0018]本专利技术的有益效果还包括：
[0019]1、本专利技术可以基于激光雷达点云数据，获得电缆终端塔的三维模型，并采用视频识别和人体模型获得人体在电缆终端中的站位和行为，从而建立电缆终端塔带电作业的数字孪生体，通过电磁场仿真软件ANSYS获得作业人员在作业状态的下对电缆终端的电场分布的影响以及人体对电场的畸变。
[0020]2、由于本专利技术中在作业人员的安全帽、手环和脚部增加了微型电场传感器，从而测量获得更加准确的人体的电场分布，使得模型得更新称为可能，最终模型更能贴合实际。
[0021]3、本专利技术中所采用的模糊层次分析法基于电缆终端带电作业过程中的风险因素能够建立更加直观的评价体系，从而能够定量定性地评估带电作业的风险，并能对带电作业提供相应的防范措施。同时，本专利技术能够基于国家制定的允许电场水平标准更全面地评估带电作业时作业人员的安全风险，通过作业人员体表及电缆终端应力锥的电场值及电场职业暴露水平来判断作业人员的安全性，为带电作业方式方法以及安全防护的制定提供了依据。
[0022]4、本专利技术所搭建的基于数据采集、数据转换、模型导入、仿真求解、模糊层次分析法判定安全风险的这一系列构架，能够采集实时信息并进行安全评估，对作业方式的制定
提供了依据。
附图说明
[0023]图1为本专利技术中一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法的步骤流程示意图；
[0024]图2为本专利技术一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法中电缆终端塔带电作业的示意图；
[0025]图3为本专利技术一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法中风险评价指标层次模型的示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0027]图1为本专利技术中一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法的步骤流程示意图。如图1所示，本专利技术中一种基于层次分析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用电磁场仿真方法获取三相电缆终端带电消缺时的人体体表电场分布、电缆终端套管应力锥的电场分布；步骤2，建立电缆终端塔带电作业的风险评估指标与风险评价矩阵，基于层次分析法为所述指标构造模糊判断矩阵并求解权重向量，以及基于所述权重向量合成评价结果；步骤3，基于所述评价结果对带电作业场景进行安全等级评估。2.根据权利要求1中所述的一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法，其特征在于：所述步骤1中还包括：步骤1.1，基于激光雷达点云数据获取电缆终端塔的三维模型，建立三相电缆终端、电缆接地线、空气包的仿真模型；参照人机工程学标准建立人体模型；步骤1.2，采用视频识别方式获得人体模型在电缆终端塔中的姿态和位置；步骤1.3，基于所述姿态和位置设置人体模型和电缆终端塔模型，并采用电磁场仿真方法对电缆终端塔下电场分布情况进行仿真，以获得人体模型部分的电场畸变状态。3.根据权利要求2中所述的一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法，其特征在于：在作业人员的安全帽、手部和脚部位置分别设置电场传感器，并在作业人员作业过程中测量人体模型部分的电场畸变状态；基于所述测量更新人体模型、电缆终端塔模型以及所述电磁场仿真方法。4.根据权利要求2中所述的一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法，其特征在于：所述步骤1.1中还包括：采用激光雷达传感器VLP
‑
16采集所述电缆终端塔的点云数据；并对采集到的所述点云数据依次进行格式转换，以实现可视化预处理。5.根据权利要求4中所述的一种基于层次分析的电缆终端塔带电作业的风险评估方法，其特征在于：采用欧式聚类对预处...

【专利技术属性】
技术研发人员：何光华，李江成，吕峰，卞栋，齐金龙，徐骏，陈峻宇，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司，
类型：发明
国别省市：