CN102590701A - 一种输电线路杆塔坐标校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路杆塔坐标校准方法，该方法首先获取输电线路杆塔相关参数，然后根据杆塔测量坐标计算出测量档距，并于运行档距进行比较，当其误差超过允许误差时，认为该基杆塔的坐标可能有误，通过有误杆塔是否为单独一基杆塔，相邻两基杆塔或者连续杆塔，结合误差的大小和符号确定需要校准的杆塔，最后结合杆塔的转角情况与运行档距，利用地理信息软件中的测量工具，对需要校准的杆塔进行坐标校准。该方法可方便地发现输电线路测量坐标中误差较大的杆塔，减少重新去现场测量杆塔坐标的工作量，有效的提高雷电定位系统定位的准确性以及线路雷电参数的真实性。

Description

一种输电线路杆塔坐标校准方法

技术领域

本发明涉及一种输电线路杆塔坐标校准方法，特别是涉及一种雷电定位系统用的输电线路杆塔坐标校准方法，适用于雷电定位系统落雷的查询、线路雷电参数的统计，属于电力系统雷电防护技术领域。

背景技术

根据国内外的高压输电线路的运行经验，雷击是造成高压输电线路跳闸的主要原因。为及时的查找故障点，减少巡线的工作量，真实的反映输电线路的落雷情况，确保电网的可靠运行，雷电定位系统得到了快速的发展。在利用雷电定位系统进行雷击故障定位时，定位误差一方面来源于雷电定位系统本身的误差，另外一方面也来源于输电线路杆塔坐标测量的准确性。目前雷电定位系统的设计定位精度在0.5km～1km，为此，为提高探测的效率和定位的准确性，一般采用增加探测站的方式，同时认为位于输电线路杆塔周围1km范围内的地闪才会击中杆塔，导致雷击故障的发生。对于输电线路杆塔坐标，一般都是在雷电定位系统建成后由相关人员进行测量，但是输电线路走廊经过山坡，跨过山谷，地形复杂，交通不便，测量杆塔坐标需要花费很大的人力，同时在杆塔经纬度测量过程中，除测量仪器带来的误差外，会由于其他的种种原因，导致测量结果出现较大的误差。由于经纬度表示的距离很长，测量结果中一秒的误差都将导致杆塔与实际位置相距很远，并且这种误差对整条线路采用一般的画图软件如excel、origin进行画图很难发现，因此有必要寻找一种有效的技术手段和方法来发现输电线路杆塔测量坐标中误差较大的杆塔，并对其进行校准。

发明内容

本发明的目的主要是为提高雷电定位系统定位雷击故障的准确性以及输电线路雷电参数的真实性，提供一种输电线路杆塔坐标校准的方法。该方法可以容易的发现输电线路测量坐标误差较大的杆塔并进行校准，减少去现场反复测量杆塔坐标的工作量，降低工作强度。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种输电线路杆塔坐标校准方法，包括如下步骤：

第一步，获取输电线路杆塔参数：包括杆塔测量经度、杆塔测量纬度、杆塔运行档距、杆塔转角情况；

第二步，根据杆塔测量经度、杆塔测量纬度，计算测量档距并与运行档距比较，确定需要校准的杆塔；

通过杆塔测量经度与杆塔测量纬度计算测量档距的方法为：

，

式中，

,N _i-1 ,N _i为第i-1与第i基杆塔的测量纬度，E _i-1 ,E _i为第i-1与第i基杆塔的测量经度，单位均为度；l _i-1,i为第i基杆塔与第i-1基杆塔之间的测量档距，单位米；i=2,3…t,t为输电线路的杆塔总数；

确定需要校准的杆塔方法为：首先计算测量档距与运行档距之间的误差值△l _i-1,i,如果该误差值超过允许的误差值△l _y，则该基杆塔测量坐标可能有误，即：

，

其中ly_i-1,_i为运行档距，然后判断测量坐标可能有误的杆塔编号是否相邻，如果相邻，且计算出的误差

符号相反，则仅需要对第i基杆塔校准；如果仅为一基单独的杆塔，则需要第i-1,i两基杆塔的误差情况进行确定，如果第i-1，与第i基杆塔的误差符号相反，且第i-1塔的误差超过二分之一运行档距，则需要对第i-1基杆塔坐标进行校准，否则需要对第i基杆塔进行校准；如果需要校准的杆塔为连续多基杆塔，则需要考虑包括前一基杆塔在内的所有杆塔根据实际情况逐一进行校准；

第三步，将输电线路杆塔坐标转换为地理信息软件可以识别的格式，对确定需要校准的杆塔进行坐标校准；

对确定需要校准的杆塔坐标的校准方法为：首先根据杆塔编号，确定第i基杆塔的转角情况，如果是直线塔，则连接第i-1,第i+1塔，结合输电线路第i与第i-1塔之间的运行档距，利用地理信息软件中的测量工具在连线上找到与其值相等的点，则该点的坐标为修正后第i基杆塔的坐标；如果是转角塔，当△l _i-1,i为正时，连接第i-1与第i基杆塔，利用地理信息软件中的测量工具在其连线上找到与运行档距相等的点，该点的坐标为校准后第i基杆塔的坐标；当△l _i-1,i为负时，连接第i-1与第i基杆塔，并延长，再利用地理信息软件中的测量工具在连线上找到与运行档距相等的点，该点坐标为校准后第i基杆塔的坐标。

本发明实质是利用输电线路杆塔的测量经度与测量纬度计算出杆塔之间的测量档距，然后通过测量档距与输电线路杆塔之间的实际运行档距进行对比，发现杆塔坐标误差超过容许误差的杆塔，最后结合杆塔之间的运行档距以及杆塔的转角情况，利用地理信息软件对需要校准的杆塔进行坐标校准。该方法可以方便地发现输电线路杆塔测量坐标误差较大的杆塔，并可以不用到现场进行重新测量，就减少了运行人员的工作量，提高了工作效率。同时该坐标校准方法具有较高的准确性，可以提高输电线路雷击故障后雷电定位系统定位的准确性，以及在雷电参数统计时杆塔坐标的真实性，为线路耐雷性能的评估提供真实的雷电统计数据。

本发明具有如下积极的技术效果：可以容易的发现输电线路杆塔坐标误差较大的杆塔，对输电线路杆塔坐标的校准减少了现场重新测量的工作量，可以提高雷电定位系统定位的准确性，减小运行人员巡线的工作量。

附图说明

图1为本发明杆塔坐标校准方法的工作流程图；

图2为本发明校准前的输电线路杆塔的走向图；

图3为本发明校准前后第47塔与相邻塔坐标图；

图4为本发明校准前后第55塔与相邻塔坐标图；

图5为本发明校准前后第74塔与相邻塔坐标图；

图6为本发明校准前后第97塔与相邻塔坐标图。

具体实施方式

下面通过实施例，结合附图，对本发明的技术方案进行进一步说明。

见图1，第一步，获取输电线路杆塔参数。通过该线路设计资料中的杆塔明细表，得到该线路总共有100基杆塔，并且可以得到所有杆塔与前一基杆塔之间的档距即运行档距，以及杆塔编号对应杆塔的转角情况，直接将上述坐标采用绘图软件如origin画图，绘图结果如图2所示，基本不能发现杆塔坐标有误的杆塔。

第二步，根据杆塔测量经度、杆塔测量纬度，计算测量档距，与运行档距进行比较，确定需要校准的杆塔；

采用前述公式（1）计算该线路从第2基杆塔开始到第100基杆塔与对应的前一基杆塔之间的测量档距，认为该线路允许的档距误差△l _y的值为60m，通过与第一步中得到的运行档距进行对比，发现误差超过允许误差的部分杆塔编号及误差为：第47号杆塔，误差-61米；第55号杆塔，误差-324米；第56号杆塔，误差348米；第74号杆塔，误差290米；第75号杆塔，误差-311米；第98号杆塔，误差94米。上述杆塔中，第55号杆塔与第56号杆塔，第74号杆塔与75号杆塔为相邻杆塔，且误差符号相反，因此只需要校准第55号杆塔和第74号杆塔，第47号塔和第98号塔均为单一的杆塔，需要根据相邻杆塔坐标的误差情况进行确定需要校准的杆塔，经查询第46号杆塔坐标的误差为-0.4米，因此仅需要校准47号杆塔；第97号杆塔的坐标误差为-41米，超过允许误差的二分之一，因此需要校准的杆塔坐标为97塔。

第三步，将输电线路坐标转换为地理信息软件可以识别的格式，对确定需要校准杆塔坐标进行校准。

目前常使用的地理信息软件有ArcGIS, SupperMap, Google Earth等等，该实施例中地理信息软件选择Google Earth作为实现的软件，将测量得到的输电线路杆塔坐标转换为Google Earth可以识别的KML格式，利用其它软件时，只是对应的文件格式和测量工具有所不同，方法一致。通过第二步的分析，该实施例中需要校准的杆塔均只有一基杆塔。根据第一步的杆塔参数，第47号塔为直线塔，连接第46号塔和第48号塔，根据第47号塔到第46号塔的运行档距为1012米，利用地理信息软件中的测量工具，在第46号和48号塔的连线上找到距46号塔距离为1012米的一点，该点的坐标即为第47号塔校准后的坐标，校准后误差为4米，校准前后的坐标图如图3所示。根据第一步的杆塔参数，第55号杆塔为直线塔，连接第54号塔和第56号塔，根据第55号塔到第54号塔的运行档距为394米，利用地理信息软件中的测量工具，在第54号和56号塔的连线上找到距55号塔距离为394米的一点，该点的坐标即为第55号塔校准后的坐标，校准后误差为-5米，校准前后的坐标图如图4所示。根据第一步的杆塔参数，第74号杆塔为直线塔，连接第73号塔和第75号塔，根据第74号塔到第73号塔的运行档距为233米，利用地理信息软件中的测量工具，在第75号和73号塔的连线上找到距74号塔距离为233米的一点，该点的坐标即为第74号塔校准后的坐标，校准后误差为-5米，校准前后的坐标图如图5所示。根据第一步的杆塔参数，第97号杆塔为直线塔，连接第96号塔和第98号塔，根据第97号塔到第96号塔的运行档距为161米，利用地理信息软件中的测量工具，在第96号和98号塔的连线上找到距96号塔距离为161米的一点，该点的坐标即为第97号塔校准后的坐标，校准后误差为-1米，校准前后的坐标图如图6所示。上述校准后仍有很小的误差，这是由于地理信息软件中的测量工具的点定位引起的，而且该误差相对雷电定位系统定位精度很小，且在允许的误差范围内。

采用上述方法，方便的发现了该线路中杆塔坐标误差较大的杆塔，并不用去现场重复测量就可以将输电线路坐标进行修订，减少了工作量，提高了工作效率。该四基杆塔中第74基杆塔曾经遭受过雷击，当时的雷电定位系统定位效果为误差较大，修正坐标后重新查询雷电定位系统，将雷击故障杆塔直接定位到该基杆塔。如果在提供给雷电定位系统数据时的杆塔坐标经过了校准，则可以减少雷击故障查找时的巡线登高检查的工作量。通过杆塔坐标进行校准，可以在日常的巡线中结合线路通道的落雷情况对导地线进行详细检查，可及时发现雷击造成的导地线断股缺陷；通过杆塔坐标进行校准后进行线路雷电参数统计时，更能真实的反映线路的雷电活动情况，为输电线路耐雷性能的评估提供真实的雷电参数。

Claims (1)

1. 一种输电线路杆塔坐标校准方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，获取输电线路杆塔参数：包括杆塔测量经度、杆塔测量纬度、杆塔运行档距、杆塔转角情况；

第二步，根据杆塔测量经度、杆塔测量纬度，计算测量档距并与运行档距比较，确定需要校准的杆塔；

通过杆塔测量经度与杆塔测量纬度计算测量档距的方法为：

，

式中，

,N _i-1 ,N _i为第i-1与第i基杆塔的测量纬度，E _i-1 ,E _i为第i-1与第i基杆塔的测量经度，单位均为度；l _i-1,i为第i基杆塔与第i-1基杆塔之间的测量档距，单位米；i=2,3…t,t为输电线路的杆塔总数；

确定需要校准的杆塔方法为：首先计算测量档距与运行档距之间的误差值△l _i-1,i,如果该误差值超过允许的误差值△l _y，则该基杆塔测量坐标可能有误，即：

，

其中ly_i-1,_i为运行档距，然后判断测量坐标可能有误的杆塔编号是否相邻，如果相邻，且计算出的误差

符号相反，则仅需要对第i基杆塔校准；如果仅为一基单独的杆塔，则需要第i-1,i两基杆塔的误差情况进行确定，如果第i-1，与第i基杆塔的误差符号相反，且第i-1塔的误差超过二分之一运行档距，则需要对第i-1基杆塔坐标进行校准，否则需要对第i基杆塔进行校准；如果需要校准的杆塔为连续多基杆塔，则需要考虑包括前一基杆塔在内的所有杆塔根据实际情况逐一进行校准；

第三步，将输电线路杆塔坐标转换为地理信息软件可以识别的格式，对确定需要校准的杆塔进行坐标校准；

对确定需要校准的杆塔坐标的校准方法为：首先根据杆塔编号，确定第i基杆塔的转角情况，如果是直线塔，则连接第i-1,第i+1塔，结合输电线路第i与第i-1塔之间的运行档距，利用地理信息软件中的测量工具在连线上找到与其值相等的点，则该点的坐标为修正后第i基杆塔的坐标；如果是转角塔，当△l _i-1,i为正时，连接第i-1与第i基杆塔，利用地理信息软件中的测量工具在其连线上找到与运行档距相等的点，该点的坐标为校准后第i基杆塔的坐标；当△l _i-1,i为负时，连接第i-1与第i基杆塔，并延长，再利用地理信息软件中的测量工具在连线上找到与运行档距相等的点，该点坐标为校准后第i基杆塔的坐标。

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