一种配电现场安全预警方法、系统技术方案

本发明专利技术涉及配电安全技术领域，公开了一种配电现场安全预警方法、系统，其方法通过激光扫描设备获取配电现场的三维点云信息，将三维点云信息映射至二维空间上，并构建直角坐标系，得到每一位置点的坐标信息，还构建电场强度计算模型，对每一位置点的合成场强进行检测，得到每一位置点对应的电场强度，将配电现场的目标作业人员的多个人体特征点映射在所述二维空间图像中的直角坐标系上，得到每个人体特征点所在的坐标信息以及其对应的实时电场强度，将人体特征点的实时电场强度与预设的安全场强阈值进行比较，若人体特征点的实时电场强度超过所述预设的安全场强阈值时，则进行告警，从而能够及时对作业人员的安全距离不足进行提醒。进行提醒。进行提醒。

【技术实现步骤摘要】
一种配电现场安全预警方法、系统


[0001]本专利技术涉及配电安全
，尤其涉及一种配电现场安全预警方法、系统。

技术介绍

[0002]在我国电力行业中，源于生产实践的需要，提高电网供电可靠性和减少用户停电时间的需求，2012年，国家电网公司提出了“配网不停电作业”的要求，并将配网不停电作业作为“城市配网检修作业的主要方式”，逐步实现供电可靠性和优质服务水平显著提升的目标。
[0003]在配电线路带电作业时，为确保作业人员及设备的安全，因人员素质参差不齐、操作步骤不规范和/或自我保护意识淡薄等因素，作业人员可能无意识地做出了危险动作，导致肢体与带电体距离过近，进而造成因安全距离不足导致触电的安全事故，而在现有技术中，在配网不停电作业过程中，难以及时对作业人员的安全距离不足进行提醒。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种配电现场安全预警方法、系统，解决了在配网不停电作业过程中，难以及时对作业人员的安全距离不足进行提醒的技术问题。
[0005]有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种配电现场安全预警方法，包括以下步骤：
[0006]通过激光扫描设备获取配电现场的三维点云信息，将所述三维点云信息映射至二维空间上，得到二维空间图像，并以所述二维空间图像的中心点为原点构建直角坐标系，得到每一位置点的坐标信息；
[0007]构建电场强度计算模型，对每一位置点的合成场强进行检测，得到每一位置点对应的电场强度；
[0008]将配电现场的目标作业人员的多个人体特征点映射在所述二维空间图像中的直角坐标系上，得到每个人体特征点所在的坐标信息以及其对应的实时电场强度；
[0009]将所述人体特征点的实时电场强度与预设的安全场强阈值进行比较，若所述人体特征点的实时电场强度超过所述预设的安全场强阈值时，则进行告警。
[0010]优选地，构建电场强度计算模型，对每一位置点的合成场强进行检测，得到每一位置点对应的电场强度的步骤具体包括：
[0011]采用电位系数法，通过下述公式计算配电现场中各导线上产生的等效模拟电荷为：
[0012][0013]式中，U
n
表示第n个导线上产生的测试电压，n为导线总数，q
n
表示第n个导线上产生的等效模拟电荷，T表示转置符号，α表示电位系数矩阵，其中，
[0014][0015]式中，α
ii
表示自电位系数，α
ij
表示互电位系数，i,j∈[1,2,
…
,n]，i≠j，其中，通过下式计算自电位系数为，
[0016][0017]通过下式计算互电位系数为，
[0018][0019]上式中，ε为空气介电常数，Y
ii
为导线i相对地高度，R
eq
为分裂导线等效半径，r为单个导线半径，R为总导线半径，D
ij
为导线i与导线j的距离，D
ij
′
为导线i与导线j镜像的距离；
[0020]基于正弦电路的相量原理对每个导线的等效模拟电荷分解为实部电荷和虚部电荷；
[0021]将所述实部电荷在二维空间中任一位置点上产生的场强按照向量关系分解为垂直场强分量和水平场强分量，其中，实部电荷的垂直场强分量和水平场强分量分别为，
[0022][0023][0024]上两式中，E
RV
表示实部电荷的垂直场强分量，E
RH
表示实部电荷的水平场强分量，q
Ri
表示导线i的实部电荷，L
c
表示位置点到导线i的c相的距离，Y表示位置点的的纵轴坐标，Y
i
表示导线i相对地高度，X表示位置点的的横轴坐标，X
i
表示位置点与导线i之间的间隔的水平距离；
[0025]将所述虚部电荷在二维空间中任一位置点上产生的场强按照向量关系分解为垂直场强分量和水平场强分量，其中，虚部电荷的垂直场强分量和水平场强分量分别为，
[0026][0027][0028]上两式中，E
IV
表示虚部电荷的垂直场强分量，E
IH
表示实部电荷的水平场强分量，q
Ii
表示导线i的虚部电荷，L
c
表示位置点到导线i的c相的距离，Y表示位置点的的纵轴坐标，Y
i
表示导线i相对地高度，X表示位置点的的横轴坐标，X
i
表示位置点与导线i之间的间隔的
水平距离；
[0029]根据实部电荷的垂直场强分量和虚部电荷的垂直场强分量获得二维空间中任一位置点的电场强度的垂直分量为，
[0030]E
v
＝E
RV2
+E
IV2
[0031]式中，E
v
为二维空间中任一位置点的电场强度的垂直分量；
[0032]根据实部电荷的水平场强分量和虚部电荷的水平场强分量获得二维空间中任一位置点的电场强度的水平分量为，
[0033]E
H
＝E
RH2
+E
IH2
[0034]式中，E
H
为二维空间中任一位置点的电场强度的水平分量；
[0035]根据二维空间中任一位置点的电场强度的垂直分量和水平分量构建电场强度计算模型为，
[0036][0037]式中，E为二维空间内的任一位置点P(X,Y)的合成场强；
[0038]利用所述电场强度计算模型对每一位置点的合成场强进行检测，得到每一位置点对应的电场强度。
[0039]优选地，将配电现场的目标作业人员的多个人体特征点映射在所述二维空间图像中的直角坐标系上，得到每个人体特征点所在的坐标信息以及其对应的实时电场强度的步骤具体包括：
[0040]获取配电现场的目标作业人员的视频信息，对所述视频信息进行分帧处理，得到多个帧图像，在每个帧图像识别人体特征点，所述人体特征点包括头部、手部、肘部和足部，并获取每个人体特征点的三维点云信息，将所述人体特征点的三维点云信息映射至所述二维空间图像中，从而使所述人体特征点与配电现场的位置点位于同一直角坐标系之中，并得到每个人体特征点所在的坐标信息以及其对应的实时电场强度。
[0041]优选地，本方法还包括：
[0042]获取作业人员在预设的最大安全距离边界处的电场强度作为安全场强阈值。
[0043]第二方面，本专利技术还提供了一种配电现场安全预警系统，包括：
[0044]空间转换模块，用于通过激光扫描设备获取配电现场的三维点云信息，将所述三维点云信息映射至二维空间上，得到二维空间图像，并以所述二维空间图像的中心点为原点构建直角坐标系，得到每一位置点的坐标信息；
[0045]场强检测模块，用于构建电场强度计算模型，对每一位置点的合成场强进行检测，得到每一位置点对应的电场强度；
[0046]人体场强检测模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电现场安全预警方法，其特征在于，包括以下步骤：通过激光扫描设备获取配电现场的三维点云信息，将所述三维点云信息映射至二维空间上，得到二维空间图像，并以所述二维空间图像的中心点为原点构建直角坐标系，得到每一位置点的坐标信息；构建电场强度计算模型，对每一位置点的合成场强进行检测，得到每一位置点对应的电场强度；将配电现场的目标作业人员的多个人体特征点映射在所述二维空间图像中的直角坐标系上，得到每个人体特征点所在的坐标信息以及其对应的实时电场强度；将所述人体特征点的实时电场强度与预设的安全场强阈值进行比较，若所述人体特征点的实时电场强度超过所述预设的安全场强阈值时，则进行告警。2.根据权利要求1所述的配电现场安全预警方法，其特征在于，构建电场强度计算模型，对每一位置点的合成场强进行检测，得到每一位置点对应的电场强度的步骤具体包括：采用电位系数法，通过下述公式计算配电现场中各导线上产生的等效模拟电荷为：式中，U
n
表示第n个导线上产生的测试电压，n为导线总数，q
n
表示第n个导线上产生的等效模拟电荷，T表示转置符号，α表示电位系数矩阵，其中，式中，α
ii
表示自电位系数，α
ij
表示互电位系数，i,j∈[1,2,
…
,n]，i≠j，其中，通过下式计算自电位系数为，通过下式计算互电位系数为，上式中，ε为空气介电常数，Y
ii
为导线i相对地高度，R
eq
为分裂导线等效半径，r为单个导线半径，R为总导线半径，D
ij
为导线i与导线j的距离，D
ij
′
为导线i与导线j镜像的距离；基于正弦电路的相量原理对每个导线的等效模拟电荷分解为实部电荷和虚部电荷；将所述实部电荷在二维空间中任一位置点上产生的场强按照向量关系分解为垂直场强分量和水平场强分量，其中，实部电荷的垂直场强分量和水平场强分量分别为，
上两式中，E
RV
表示实部电荷的垂直场强分量，E
RH
表示实部电荷的水平场强分量，q
Ri
表示导线i的实部电荷，L
c
表示位置点到导线i的c相的距离，Y表示位置点的的纵轴坐标，Y
i
表示导线i相对地高度，X表示位置点的的横轴坐标，X
i
表示位置点与导线i之间的间隔的水平距离；将所述虚部电荷在二维空间中任一位置点上产生的场强按照向量关系分解为垂直场强分量和水平场强分量，其中，虚部电荷的垂直场强分量和水平场强分量分别为，强分量和水平场强分量，其中，虚部电荷的垂直场强分量和水平场强分量分别为，上两式中，E
IV
表示虚部电荷的垂直场强分量，E
IH
表示实部电荷的水平场强分量，q
Ii
表示导线i的虚部电荷，L
c
表示位置点到导线i的c相的距离，Y表示位置点的的纵轴坐标，Y
i
表示导线i相对地高度，X表示位置点的的横轴坐标，X
i
表示位置点与导线i之间的间隔的水平距离；根据实部电荷的垂直场强分量和虚部电荷的垂直场强分量获得二维空间中任一位置点的电场强度的垂直分量为，E
v
＝E
RV2
+E
IV2
式中，E
v
为二维空间中任一位置点的电场强度的垂直分量；根据实部电荷的水平场强分量和虚部电荷的水平场强分量获得二维空间中任一位置点的电场强度的水平分量为，E
H
＝E
RH2
+E
IH2
式中，E
H
为二维空间中任一位置点的电场强度的水平分量；根据二维空间中任一位置点的电场强度的垂直分量和水平分量构建电场强度计算模型为，式中，E为二维空间内的任一位置点P(X,Y)的合成场强；利用所述电场强度计算模型对每一位置点的合成场强进行检测，得到每一位置点对应的电场强度。3.根据权利要求2所述的配电现场安全预警方法，其特征在于，将配电现场的目标作业人员的多个人体特征点映射在所述二维空间图像中的直角坐标系上，得到每个人体特征点所在的坐标信息以及其对应的实时电场强度的步骤具体包括：获取配电现场的目标作业人员的视频信息，对所述视频信息进行分帧处理，得到多个帧图像，在每个帧图像识别人体特征点，所述人体特征点包括头部、手部、肘部和足部，并获
取每个人体特征点的三维点云信息，将所述人体特征点的三维点云信息映射至所述二维空间图像中，从而使所述人体特征点与配电现场的位置点位于同一直角坐标系之中，并得到每个人体特征点所在的坐标信息以及其对应的实时电场强度。4.根据权利要求3所述的配电现场安全预警方法，其特征在于，还包括：获取作业人员在预设的最大安全距离边界处的电场强度作为安全场强阈值。5.一种配电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，邱明明，胡聪，吴慧峰，管子然，唐建辉，胡正庭，侯年冠，张宇宣，谭国栋，石俏，刘超，韩广超，庄巨周，李浩，何文峰，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：