CN110728672B - 一种圆线同心绞线结构型号识别的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆线同心绞线结构型号识别的测量方法，旨在提供一种圆线同心绞线结构型号识别的测量方法。该方法包括如下内容：（1）用相机对被测导线进行图像采集，将所采集的图像信息传输到像素点分析软件中；（2）在软件中输入相机至待测物表面的距离，软件根据物距计算得出分辨率（cm/pix）及焦距L焦；（3）计算导线的投影宽度L面及导线直径D；（4）导线最外层股数N计算；（5）根据导线结构特点，计算圆线同心绞线参数。本发明适用于各类圆线同心绞线结构型号的测量识别。

Description

一种圆线同心绞线结构型号识别的测量方法

技术领域

本发明涉及电力行业技术领域，尤其是涉及一种圆线同心绞线结构型号识别的测量方法。

背景技术

随着电力行业快速发展，输电设备越来越多，投产时间较长的输电线路因反复改造导致线路参数多次变化。而输电线路运维单位变更，造成部分输电线路资料遗失、参数缺失或错误，给后期输电线路运行维护造成很多不便。目前仍无仪器核实新投运的输电线路导、地线型号是否与设计要求型号一致。导线型号不确定会存在以下几个问题：

1.输电线路导线载流能力无法准确的测算，缺陷等级判断不准确，存在导线超承载能力运行，设备发热，有熔断导线、线路倒杆塔的风险；

2.迁改、大修技改填报物资需求时需提前停电，并开断导、地线核实型号，若设备不停电直接根据台帐上报物资需求，一旦填报的导、地线型号错误，将导致输电线路长时间处于非正常运行方式，造成电网高风险运行；

3.部分经济欠发达地区，电网结构不完善、重复停电及长时间停电，还可能造成部分用户停电时间增长；

4.备品备件储备错误，造成不必要的经济浪费。

输电线路导、地线型号是运维单位的重要数据，运维单位必须核实资料中的型号与现场设备型号是否一致。目前核对导线主要方式为：

1.对于新投产输电线路，在放紧导、地线时，运行人员现场查验导、地线线盘上的标签，同时对导线外观进行检查核实，确认导、地线与设计型号是否一致。

2.对于已经投产线路，导线型号基本以参数表为准，若有线路资料丢失或有怀疑型号，主要核对方式为配合线路停电或申请线路停电，采用开断导、地线引流线，测量钢芯、铝股的根数与单股直径。再与参数表查询相应的参数，确定导、地线型号。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种测量快速、安全且精度高的圆线同心绞线结构型号识别的测量方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种圆线同心绞线结构型号识别的测量方法，其包括以下步骤：

(1)用相机对被测导线进行图像采集，将所采集的图像信息传输到像素点分析软件中；

(2)在软件中输入相机至待测物表面的距离，软件根据物距计算得出分辨率(cm/pix)及焦距L_焦；

(3)计算导线的投影宽度L_面及导线直径D：

在导线表面边缘线较直段的指定边缘线两个点：C、D，CD连成线，作C、D两点垂直于CD线的连线，在导线另一侧边缘线处形成E、F两点，CF、DE两条直线的中点分别为：A、B，软件统计由CF、DE两条直线间的导线所占像素点数，得到该区域内导线的面积S，计算L_面：

上式中：L_AB为AB两点连接的长度；

导线半径为R，导线半径R与L_面、L_焦的关系式如下：

导线直径D等于：

(4)导线最外层股数N计算：

拍照可视角度在导线垂直切面上的角度为：

在导线照片边缘线上指定导线单股边缘两点：M、G，将M、G连成线，作过G点垂直于MG的直线，导线对侧边缘点为H，作连续线从G点出发，沿单股的结合处向另一侧划线，另一侧的边缘点相交于I点；

HI为单股绞线在图片中显示长度，以此类推，可以得到三条同样的长度，求其平均值为L_HI平均值。

沿HI所在边缘线，向I侧划线，至J点，要求L_HJ应满足以下要求：

作过J点，垂直导线边缘线的直线，与对侧边缘线交叉点为K点，统计JK和GH两条线之间导线中间股数为n，n值为导线最外层股数；

(5)根据导线结构特点，计算圆线同心绞线参数：

圆线同心绞线结构可视为n个圆相切围成一个大圆环；小圆呈螺旋形缠绕在导线外层，根据对现有导线的参数统计分析可以得出：

其中：C为导线外周长，C＝Dπ；n为最外层导线股数；K为调整系数，K通过现有导线反向计算出来；

根据单股直径相同，相邻两层总是相差6股的圆线同心绞制的规律，可以通过逻辑计算得到导线铝股的总股数N及层数X；

铝股的总截面积S_铝为：

S_铝＝Nπd²/4；

钢芯的计算直径S_钢为：

D_钢＝D-2Xd；

架空输电线路常用导线钢芯结构分别为1股、7股同心钢芯外1层、19股同心钢芯外2层，钢芯的单股直径为1.5-4mm；

若D1<4mm，则为单股，钢芯直径d2＝D1；

S_钢＝πd₂ ²/4；

若4mm<D1<11mm，为同心钢芯外1层，d2＝D1/3；

S_钢＝7πd₂ ²/4；

若11mm<D1，为同心钢芯外2层，d2＝D1/5；

S_钢＝19πd₂ ²/4。

优选的是，所述步骤(1)中，相机对被测导线的图像采集相机采用定长杆辅助进行，定长杆的两端分别与相机支架及被测导线接触，相机至待测物表面的距离通过测量定长杆获得。

优选的是，所述步骤(1)中，相机对被测导线的图像采集相机采用测距离辅助进行，相机至待测物表面的距离通过测距离测量获得。

优选的是，所述步骤(1)中的相机采用CCD照相机。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明采用相机拍摄导线照片，通过计算机软件统计导线相应位置上的像素点数量，计算出导线外径和最外层导线股数，根据导线结构特点与导线参数表对比推断出导、地线型号，也可以用于导线生产质量检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中相机采用定长杆辅助进行图像采集的示意图。

图2为本发明中相机采用测距仪辅助进行图像采集的示意图。

图3为导线与焦距L_焦的示意图。

图4为导线投影宽度L_面的计算示意图。

图5为导线最外层股数N计算的示意图。

图中：被测导线1，相机2，相机支架3，定长杆4，测距仪5。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种圆线同心绞线结构型号识别的测量方法，其包括以下步骤：

(1)用CCD照相机对被测导线进行图像采集，将所采集的图像信息传输到像素点分析软件中；如图1所示，相机对被测导线的图像采集相机采用定长杆辅助进行，定长杆的两端分别与相机支架及被测导线接触，相机至待测物表面的距离通过测量定长杆获得。

(2)在软件中输入相机至待测物表面的距离，软件根据物距计算得出分辨率(cm/pix)及焦距L_焦；

(3)计算导线的投影宽度L_面及导线直径D，导线与焦距L_焦的示意图如图3所示：

如图4所示，在导线表面边缘线较直段的指定边缘线两个点：C、D，CD连成线，作C、D两点垂直于CD线的连线，在导线另一侧边缘线处形成E、F两点，CF、DE两条直线的中点分别为：A、B，软件统计由CF、DE两条直线间的导线所占像素点数，得到该区域内导线的面积S，计算L_面：

上式中：L_AB为AB两点连接的长度；

导线半径为R，导线半径R与L_面、L_焦的关系式如下：

导线直径D等于：

(4)导线最外层股数N计算：

拍照可视角度在导线垂直切面上的角度为：

如图5所示，在导线照片边缘线上指定导线单股边缘两点：M、G，将M、G连成线，作过G点垂直于MG的直线，导线对侧边缘点为H，作连续线从G点出发，沿单股的结合处向另一侧划线，另一侧的边缘点相交于I点；

HI为单股绞线在图片中显示长度，以此类推，可以得到三条同样的长度，求其平均值为L_HI平均值。

沿HI所在边缘线，向I侧划线，至J点，要求L_HJ应满足以下要求：

作过J点，垂直导线边缘线的直线，与对侧边缘线交叉点为K点，统计JK和GH两条线之间导线中间股数为n，n值为导线最外层股数；

(5)根据导线结构特点，计算圆线同心绞线参数：

圆线同心绞线结构可视为n个圆相切围成一个大圆环；小圆呈螺旋形缠绕在导线外层，根据对现有导线的参数统计分析可以得出：

其中：C为导线外周长，C＝Dπ；n为最外层导线股数；K为调整系数，K通过现有导线反向计算出来；

调整系数K通过现有参数表反向计算数据如下表：

序号	最外层股数	铝股总股数	层数	k
					1	6	6	1	1
2	7	7	1	1.011069254
					3	12	12	1	1.028023234
4	12	18	2	1.028023234
					5	15	24	2	1.032749459
6	16	26	2	1.034238551
					7	18	30	2	1.035691331
8	20	42	3	1.0370937
					9	21	45	3	1.035909172
10	22	48	3	1.040390703
					11	24	54	3	1.037977039
12	27	72	4	1.040172486
					13	28	76	4	1.04208274
14	30	84	4	1.041607005
					15	31	88	4	1.041234381

根据单股直径相同，相邻两层总是相差6股的圆线同心绞制的规律，可以通过逻辑计算得到导线铝股的总股数N及层数X；

铝股的总截面积S_铝为：

S_铝＝Nπd²/4；

钢芯的计算直径S_钢为：

D_钢＝D-2Xd；

架空输电线路常用导线钢芯结构分别为1股、7股同心钢芯外1层、19股同心钢芯外2层，钢芯的单股直径为1.5-4mm；

若D1<4mm，则为单股，钢芯直径d2＝D1；

S_钢＝πd₂ ²/4；

若4mm<D1<11mm，为同心钢芯外1层，d2＝D1/3；

S_钢＝7πd₂ ²/4；

若11mm<D1，为同心钢芯外2层，d2＝D1/5；

S_钢＝19πd₂ ²/4。

实施例二

本实施例中，采用了另一种方式来配合相机进行图像采集，具体是相机对被测导线的图像采集相机采用测距离辅助进行，相机至待测物表面的距离通过测距离测量获得，如图2所示。其余步骤与实施例一基本相同。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种圆线同心绞线结构型号识别的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)用相机对被测导线进行图像采集，将所采集的图像信息传输到像素点分析软件中；

(2)在软件中输入相机至待测物表面的距离，软件根据物距计算得出分辨率(cm/pix)及焦距L_焦；

(3)计算导线的投影宽度L_面及导线直径D：

在导线表面边缘线较直段的指定边缘线两个点：C、D，CD连成线，作C、D两点垂直于CD线的连线，在导线另一侧边缘线处形成E、F两点，CF、DE两条直线的中点分别为：A、B，软件统计由CF、DE两条直线间的导线所占像素点数，得到该区域内导线的面积S，计算L_面：

上式中：L_AB为AB两点连接的长度；

导线半径为R，导线半径R与L_面、L_焦的关系式如下：

导线直径D等于：

(4)导线最外层股数N计算：

拍照可视角度在导线垂直切面上的角度为：

在导线照片边缘线上指定导线单股边缘两点：M、G，将M、G连成线，作过G点垂直于MG的直线，导线对侧边缘点为H，作连续线从G点出发，沿单股的结合处向另一侧划线，另一侧的边缘点相交于I点；

HI为单股绞线在图片中显示长度，以此类推，可以得到三条同样的长度，求其平均值为L_HI平均值。

沿HI所在边缘线，向I侧划线，至J点，要求L_HJ应满足以下要求：

作过J点，垂直导线边缘线的直线，与对侧边缘线交叉点为K点，统计JK和GH两条线之间导线中间股数为n，n值为导线最外层股数；

(5)根据导线结构特点，计算圆线同心绞线参数：

圆线同心绞线结构可视为n个圆相切围成一个大圆环；小圆呈螺旋形缠绕在导线外层，根据对现有导线的参数统计分析可以得出：

其中：C为导线外周长，C＝Dπ；n为最外层导线股数；K为调整系数，K通过现有导线参数表反向计算出来；

根据单股直径相同，相邻两层总是相差6股的圆线同心绞制的规律，可以通过逻辑计算得到导线铝股的总股数N及层数X；

铝股的总截面积S_铝为：

S_铝＝Nπd²/4；

钢芯的计算直径S_钢为：

D_钢＝D-2Xd；

架空输电线路常用导线钢芯结构分别为1股、7股同心钢芯外1层、19股同心钢芯外2层，钢芯的单股直径为1.5-4mm；

若D1<4mm，则为单股，钢芯直径d2＝D1；

S_钢＝πd₂ ²/4；

若4mm<D1<11mm，为同心钢芯外1层，d2＝D1/3；

S_钢＝7πd₂ ²/4；

若11mm<D1，为同心钢芯外2层，d2＝D1/5；

S_钢＝19πd₂ ²/4。

2.根据权利要求1所述圆线同心绞线结构型号识别的测量方法，其特征在于：所述步骤(1)中，相机对被测导线的图像采集相机采用定长杆辅助进行，定长杆的两端分别与相机支架及被测导线接触，相机至待测物表面的距离通过测量定长杆获得。

3.根据权利要求1所述圆线同心绞线结构型号识别的测量方法，其特征在于：所述步骤(1)中，相机对被测导线的图像采集相机采用测距离辅助进行，相机至待测物表面的距离通过测距离测量获得。

4.根据权利要求1-3任一所述圆线同心绞线结构型号识别的测量方法，其特征在于：所述步骤(1)中的相机采用CCD照相机。

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