输电线路故障点精确定位的研究与应用

输电线路故障点精确定位的研究与应用

洪木土陈韶君

洪木土陈韶君

国网福建省电力有限公司泉州供电公司，福建泉州362000

摘要：最近几年，伴随着经济发展速度的持续加快，电力行业也得到了飞速发展，高压乃至超高压输电线路的数量越来越多，对于线路运行的稳定性和安全性也提出了更加严格的要求，在这种情况下，必须高度重视故障点的准确定位，确保故障发生时能够迅速找到故障的具体位置，做好相应的处理和应用。

关键词：输电线路；故障点；精确定位；应用分析

1输电线路故障精确定位的重要性

输电线路本身的长度较大，而且一些敷设的高压线路穿行于山林、旷野等人迹罕至的区域，一旦发生故障，对于故障点的准确定位就会显得极其重要。通过可靠的故障定位技术和定位方法，能够有效减少故障巡查的工作量，缩短故障查找和处理的时间，减少故障引发的损失。具体来讲，输电线路故障定位的重要性体现在四个不同的方面，一是能够有效减少故障处理的时间，实现电力的快速回复。应用合理的故障定位技术，能够帮助检修人员实现对于故障区域或者具体位置的快速判定，从而减少了不必要的巡线工作，在得到准确的故障点位置后，检修人员可以明确目标，直奔故障所在的区域，极大的减少了故障处理的时间，提高了故障处理的效率；二是可以对故障原因进行分析，故障定位技术的应用，能够精确实现对于故障点的定位，使得电力检修人员根据故障的具体位置和表现，判断故障产生的原因，为故障的处理和应对提供了便利，也方便进行故障的有效预防，减少其重复发生；三是能够确定线路薄弱点，受各种因素的影响，输电线路在运行过程中，可能会出现瞬时故障，而这些故障多发于输电线路的薄弱环节，对于线路的安全稳定运行威胁较大。应用故障定位技术，检修人员可以更好的对线路中的薄弱环节进行分析和明确，继而采取切实有效的保护措施，减少瞬时故障发生的可能性，避免线路出现永久性故障；四是能够减少经济损失，输电线路故障无论大小，都必然会造成相应的经济损失，相对而言，故障持续时间越长，则造成的危害和损失越大。因此，想要减少损失，就必须实现对于故障的快速排除，故障定位技术的应用，可以减少故障处理的时间，进而减少故障带来的经济损失。

2输电线路的故障精确定位方法分析

目前基于可见光图像的电力线故障精确定位主要分为图像匹配和坐标转换两大类，下面将对定位过程中的具体方法进行简要的概述：

2.1图像匹配的定位方法

图像匹配的定位方法通常经过图像预处理、图像特征提取和图像匹配几步骤，其中主要过程就是特征提取，一般使用SIFT（ScaleInvariantFeatureTransform）算法以及改进SIFT算法实现。提出了一种改进SIFT的匹配方法，采用简单的准欧式距离作为相似度量准则按照DoG空间结构由粗至精进行匹配。通过航拍图像目标在遥感图像上的位置，结合遥感图像上的经纬度得到目标的准确位置。该方法使无人机摆脱对GPS的依赖，具有定位精度高，抗干扰性强等优点。但该算法没有得出目标最终的大地坐标，也无法满足实时性的要求。对图像预处理后进行小波分解，利用SIFT算法检测斑点特征和小波高频系数检测角点特征，并采用SIFT描述子描述特征，特征匹配后得到的两个图像变换模型进行相似性判断，以此保证配准结果的可靠性，最后解算出遥感图像目标在基准图像中的位置。采用基于侧抑制竞争的特征点检测算法对局部图像中目标特征点的检测，利用图像局部信息的配准算法，完成目标所处局部区域图像的精确配准，最终实现目标的高精度定位。

2.2坐标变换的定位方法

对于坐标变换的定位方法而言，通过机载传感器等已知信息来建立多种坐标系，再通过几何关系模型推导出目标的精确定位。通过分析图像上像点与空间物标点的对应关系，建立摄像机中心、图像上的像点、海上目标3者之间几何关系模型，最终实现航拍图像对海上目标的定位。首先根据像点在像片坐标系中位置，算出像点在摄像机坐标系中的坐标，由转换矩阵求解出像点在载机机体坐标系中的坐标，再由载机机体坐标系与载机地理坐标系间的转换关系，求解出像点在载机地理坐标系中的坐标，最后根据像点与目标点之间的几何关系，求解出目标的大地坐标，完成定位。利用无人机光电系统获得实时图像信息，把目标在图像上坐标和无人机自身飞行参数结合，通过坐标变换构建出定位方程，计算出目标的大地坐标。这种算法可快速准确的定位目标，精度达到了12.68m，具有良好的实时性、精确性。依据已知的载机位置、姿态等信息，利用齐次坐标变换的方法求解配准点在大地坐标系下的投影。利用大地坐标-84坐标系模型确定匹配点的经纬度信息，将相同地理位置信息的配准点进行配准。该算法无需进行特征提取，对于无人机电力线巡线的特征点不明显的区域该算法也可进行配准，并且精度不受图像特征及文理的影响。

2.3故障测距

故障测距是在线路线路在线巡视中需要注意的主要问题，故障测距的方法实际上有很多。这种故障检测方法通常是在故障特征微弱的情况下对其进行精确定位检测，故障稳态量方法可能导致失效。故障分析法是利用故障时采集的工频电压、电流量等相关数据。在经历了专业的工作人员知道之后，进行的一种测量点电压测试。故障测距涉及到的内容有很多，为了更好的提升电力线路巡视及检测的高效性，就应该不断的加强对故障检修点的管理和维护。避免出现过多的停电或者是故障，为保证电力线路的正常运行奠定坚实的基础。

2.4故障选线

故障选线的方法有很多，一般情况下使用增加信号来进行故障选线，还可以通过电气含量来对故障选线。据有关研究结果表示，如果在选线的时候出现任何的故障，一定要展开合理的调查方式对其进行管理和维护，电力线路在线巡视检测及故障的分析工程中，一定要注重故障选线的重要性。近些年我国有关学者对于电力线路的管理和维护已经加强了重视，并且在实际的电力线路巡视中人们已经充分的认识到了故障检修的重要性。电力系统的维护将会关系到百姓的日常生活，如果没有正确的方式和方法对其进行管理，将会导致电力线路在线巡视检测故障存在较为落后的情况。所以由此可见加强故障选线的管理和认识是非常重要的。

2.5区段定位

区段定位实际上是一种较为精确的定位体系，与电力系统在线巡视体系相比，区段定位能够为电力系统的长期发展提供更多的便利条件。区段定位能够快速准确的对故障系统进行定位，这样做的主要目的就是为了防止故障区域出现供电困难的情况。在使用这种区段定位的时候，一定要根据结合重合器和分段器等联合使用，这样会更有利于区段定位工作的进行。如果能够运用区段定位令电力线路在实际的巡视检测中发挥出更大的价值是人们所关注的主要内容。现如今随着社会的进步和科学技术的发展，越来越多的电力线路巡视系统正在不断的发展和进步，只有从根本上认识到电力线路巡视的重要性，才会更好的凸显出其自身的价值。

结语

输电线路与电网运行息息相关，所以要做好输电线路的防范工作，有效的降低输电线路故障的发生并确保输电线路的安全运行，从而确保电网能够安全可靠地运行，为电力企业的发展做好保障。

参考文献：

[1]齐致翔.对于输电线路运行故障浅析【J】.输电线路的科学管理，2011（07）.

[2]陈诚，于磊.高压输电线路故障定位方法研究.工程技术，2010（11）.