Контроль ЛЭП, стрела провеса Опции

[Bakradze]

Подскажите, какие есть в природе методы и приборы контроля стрелы провеса ЛЭП, но не вручную, нпрмр лазерным дальномером, а интересует прежде всего автоматический режим.

Сообщение отредактировал Bakradze - Dec 22 2014, 13:07

[Guest_TSerg_*]

Разве, что по фотографии

[Bakradze]

Ага так вот и вижу объявление в газете: "потомственный маг-энергетик, контролирую напряжение, ток и провисание ЛЭП по фотографии "

[Guest_TSerg_*]

Это не так смешно, как Вам показалось.
Могу предложить еще квадрокоптер с видеокамерой, который летит на некотором удалении от провода и снимает его высотный профиль.

На самом-то деле это все пустые разговоры, поскольку есть методики и никто не позволит от них уйти самовольным решением.


Кстати и, таки - да:
http://www.dissercat.com/content/programmn...lektroperedachi

[Bakradze]

Квадрокоптер не очень подходит. Это должен быть некий прибор, либо висящий на проводе, либо стоящий на опоре и контролирующий провисание

А за материал - спасибо

[Guest_TSerg_*]

либо стоящий на опоре и контролирующий провисание

Датчик электрического и магнитного поля.
Но лучше датчик тока на провод, датчик поля под провисом.

[kovigor]

Это должен быть некий прибор, либо висящий на проводе, либо стоящий на опоре и контролирующий провисание

Что-то вроде авиационного СВЧ - высотомера. Но это дорого. А вам нужен макс. дешевый прибор, ибо пролет на ЛЭП не один ...

[SM]

Есть такой приборчик - "Даль" - ультразвуковой измеритель расстояния до проводов от земли. Я так подозреваю, что и наоборот он должен бы работать, измеряя расстояние до земли, будучи повешенным на провод... Правда, он, конечно, не предназначен для передачи информации куда-то на удаленный терминал. Но принцип работы имеет право быть использованным.

[alexvu]

Или ездящий по проводу.

А много ли провесов надо контролировать в автоматическом режиме?
И что это вообще, коммерческая разработка, курсовая работа или что еще?
Какова цель контроля?
Почему до сих пор обходились без этого?

[Егоров]

Классическая задача для инженера средней руки. Ему остается из 11 пришедших в голову способов выбрать самый удобный.
Для этого нужно знать реальные расстояния, возможные провисы, что и как надо контролировать - до миллиметра при строительстве , чтобы никто этими показаниями потом не пользовался в эксплуатации, контроль в режиме "!!!Опасно провисло" для дежурной бригады, для обходчика раз в неделю или еще как именно.
А главное - знать что это действительно нужно, востребовано.

[blackfin]

Не знаю, поможет ли, но есть такие датчики давления, которые, по утверждению изготовителя, определяют изменение высоты с точностью до 50 см:
MEMS altitude pressure sensor detects 50-cm changes.

[alexvu]

Датчик давления точно не годится, он будет реагировать гораздо больше на изменения давления от погоды, чем на высоту.

[Егоров]

Датчик давления точно не годится, он будет реагировать гораздо больше на изменения давления от погоды, чем на высоту.

Да, немало людей погибло из-за доверия к барометрическому датчику высоты.

[Vishv]

В качестве бредовой идеи: закрепить на проводе акселерометр и с его помощью отслеживать изменение угла наклона провода относительно поверхности земли.
При провисшем проводе угол больше, при натянутом -меньше... (или наоборот - как рассматривать )

[Bakradze]

Версия с катком, перемещающимся вдоль провода, интересная, я сам про это думал. Вот было бы здорово, если б такие катки уже производились и имели относительно небольшую стоимость.

Сообщение отредактировал Bakradze - Dec 23 2014, 06:25

[blackfin]

Версия с катком, перемещающимся вдоль провода, интересная, я сам про это думал. Вот было бы здорово, если б такие катки уже производились и имели относительно небольшую стоимость.

А как этот "каток" будет перелезать через изоляторы?

[Vishv]

Версия с катком, перемещающимся вдоль провода, интересная, я сам про это думал. Вот было бы здорово, если б такие катки уже производились и имели относительно небольшую стоимость.

Заодно нужно будет придумать как он будет ездить по проводам с налипшим снегом.... да и что делать с этим катком если он "зависнет" на полдороге.... Я думаю энергетики не будут отключать ЛЭП из-за Вашего катка, а оставлять его болтаться до "лучших времен" совсем не по "фэншую" с их же точки зрения.

[In_an_im_di]

Подскажите, какие есть в природе методы и приборы контроля стрелы провеса ЛЭП, но не вручную, нпрмр лазерным дальномером, а интересует прежде всего автоматический режим.

в зеленограде есть фирмочка, под какой-то эгидой, но лабает для энергетиков наших прибор. функционал большой а в том числе-косвенное измерение нагрева провода лэп по его температурному расширеню(и, стало быть, провисанию), инклинометр банальный, кароче. года два назад с ними общался. чо там щас-не знаю. хотите, помогу встретицо.

пс. и, да. там всё просто, если это нужно энергетикам. они даже сами испытания будут проводить.

Сообщение отредактировал In_an_im_di - Dec 23 2014, 07:34

[Bakradze]

А как этот "каток" будет перелезать через изоляторы?

Ну вот, теперь нормально. Дать ей прибор типа "Даль" и пусть меряет.

[sifadin]

Подскажите, какие есть в природе методы и приборы контроля стрелы провеса ЛЭП, но не вручную, нпрмр лазерным дальномером, а интересует прежде всего автоматический режим.

Не знаю насколько это "сферично в вакууме", но если провод провисает по параболе, то измерив взаимные высоты в скажем, пяти точек на проводе, допустим через полметра, можно найти ее профиль

Провод жужит от тока, т.е. есть вибрация. Если в двух точках измерять вибрацию, то вероятно по фазовому сдвигу между вибрациями, можно вероятно понять механическое напряжение в нем

Слышал, что у высоковольтных проводов зажигается корона, по ней можно определять напряжение

[Bakradze]

Не знаю насколько это "сферично в вакууме", но если провод провисает по параболе, то измерив взаимные высоты в скажем, пяти точек на проводе, допустим через полметра, можно найти ее профиль

Провод жужит от тока, т.е. есть вибрация. Если в двух точках измерять вибрацию, то вероятно по фазовому сдвигу между вибрациями, можно вероятно понять механическое напряжение в нем

Слышал, что у высоковольтных проводов зажигается корона, по ней можно определять напряжение

Лазерные дальномеры вешать на пяти точках? Можно уже и один повесить, на самой нижней точке пролета. Единственное, что останавливает - стоимость дальномера и необходимость отключать напряжение при монтаже такого датчика на провод.

Сообщение отредактировал Bakradze - Dec 24 2014, 10:42

[alexvu]

"Катки" не производятся, но можно разработать.
По сути, это должен быть робот, способный преодолевать препятствия и переходы в автоматическом, а в сложных случаях - в дистанционнои режимах. При застревании должна быть возможность по команде спуститься на землю на тросе. В общем, дешево он стоить не будет.
И какая все же задача, Вы не ответили на вопросы (см. пост #9).

[kovigor]

Лазерные дальномеры вешать на пяти точках?

Если это для периодического контроля обходчиком, то можно на провода повесить простейшие уголковые отражатели, а обходчику вручить СВЧ - дальномер. Дешевле, ИМХО, ничего выдумать нельзя, отражатели будут стоить сущие копейки ...

[fider]

Не знаю, поможет ли, но есть такие датчики давления, которые, по утверждению изготовителя, определяют изменение высоты с точностью до 50 см:
MEMS altitude pressure sensor detects 50-cm changes.

А у меня получилось, что при Pressure Resolution = 0,06 Па и плотности воздуха 1,2 кг*м-3 зменение высоты с определяется с точностью 5 мм. Неужели?!!!

Сообщение отредактировал fider - Dec 24 2014, 10:57

[Егоров]

А у меня получилось, что при Pressure Resolution = 0,06 Па и плотности воздуха 1,2 кг*м-3 зменение высоты с определяется с точностью 5 мм. Неужели?!!!

Это же разрешающая способность, а не точность измерения. Укрепленный на проводе такой датчик будет показывать цены на дрова в райцентре. С большими изменениями каждый час, смотря по погоде..
Измерять нужно не давление, а РАЗНОСТЬ давлений у земли и у провода.
Ну а как его питать, как он там будет рядом с десятками киловольт себя чувствовать - вообще третий вопрос.

Роботы, бегающие по проводу, таскающие за собой шнур, даже преодолевающие спуски- подъемы и определенные неровности на проводе, - относительно простая самоделка, интернетчики давно такие "макаки" при навеске новых кабелей на существующие используют. Но зачем ему бегать тут - не очень понятно.

В качестве бредовой идеи: закрепить на проводе акселерометр и с его помощью отслеживать изменение угла наклона провода относительно поверхности земли.
При провисшем проводе угол больше, при натянутом -меньше... (или наоборот - как рассматривать )

А что тут бредового? Называть датчик наклона акселерометром? Акселерометр измеряет ускорение при движении, но не углы

[blackfin]

Ну а как его питать, как он там будет рядом с десятками киловольт себя чувствовать - вообще третий вопрос.

Трансформатор в виде куска провода ЛЭП в первичной обмотке и десятка витков провода в плоскости, проходящей через провод ЛЭП во вторичной обмотке, не справится?
А барометров нужно действительно два, но не обязательно второй барометр нужен у земли. Можно на том же проводе, но рядом с опорой ЛЭП.

[SM]

Акселерометр измеряет ускорение при движении, но не углы

Трехосевой акселерометр всегда, когда находится в покое (точнее, не испытывает никаких воздействий, кроме силы тяжести), выдает направление и модуль вектора ускорения свободного падения - поэтому, определить его ориентацию в пространстве - дело элементарных вычислений.
Например, если его закрепить на проводе недалеко от опоры так, что ось X будет вдоль провода, а оси Z и Y - перпендикулярно проводу, то, зная, что провод никуда не ускоряется, максимум, колеблется, усредненное значение по оси X будет пропорционально синусу угла провиса провода, на малых углах, можно приближенно считать, что и углу.

[Serhiy_UA]

Уже писали про фотографирование, дополню.
Надо фотографировать в инфракрасном диапазоне с последующей программной обработкой для вычисления провеса, на фоне прогона между столбами, последний обычно постоянный для конкретной линии.

[fider]

Это же разрешающая способность, а не точность измерения. Укрепленный на проводе такой датчик будет показывать цены на дрова в райцентре. С большими изменениями каждый час, смотря по погоде..

Согласен, разрешающая способность это не точность (Absolute Pressure Accuracy - наверное лучше бы "погрешность") - 750 Па.
При этом - только 62,5 м, хотя и это хорошо. Так, что и про дрова - тоже.
Но очень уж показалось интересной разрешающая способность, видимо определяется выходом I2C.

[sifadin]

Лазерные дальномеры вешать на пяти точках? Можно уже и один повесить, на самой нижней точке пролета. Единственное, что останавливает - стоимость дальномера и необходимость отключать напряжение при монтаже такого датчика на провод.

Зачем? Это могут быть механически связанные пять датчиков, гирляндла, измеряя угол связывающих плеч можно вычислить Первый крепится у изолятора - высота известна
При любом контактном методе придется отключать питания
Вместо лазерного дальномера можно сделать акустический
Но по фото имхо лучше всего

[Bakradze]

Ууу, акустический. Есть готовый встраиваемый модуль лазерного дальномера, относительно недорогой от опти-лоджик

За барометрический способ отдельное спасибо есть датчики способные отследить 10 см, что вполне хватает

Сообщение отредактировал Bakradze - Dec 24 2014, 16:35

[Ruslan1]

В качестве бредовой идеи: закрепить на проводе акселерометр и с его помощью отслеживать изменение угла наклона провода относительно поверхности земли.
При провисшем проводе угол больше, при натянутом -меньше... (или наоборот - как рассматривать )

А почему идея бредовая? у меня в одном проекте прогиб рельсового полотна при наезде на него поезда МЕМС сенсором отслеживается без проблем, а прогиб провода всяко больше будет.

[Егоров]

Не знаю насколько это "сферично в вакууме", но если провод провисает по параболе, то измерив взаимные высоты

Не, не по параболе - точно.
Эта кривая описывается "цепной функцией", аналитический вид не помню. Это выведено для свободно провисающей цепи, отсюда и название.

[sifadin]

Не, не по параболе - точно.
Эта кривая описывается "цепной функцией", аналитический вид не помню. Это выведено для свободно провисающей цепи, отсюда и название.

Ну не так важно, если есть аналитический вид, можно пытаться восстановить по нескольким точкам, Другое дело чувствительность к погрешности измерений Думаю это самый дешевый способ
Но вообще если есть регламенты в этом вопросе то непонятно, что человек ищет

[Егоров]

Но вообще если есть регламенты в этом вопросе то непонятно, что человек ищет

Понятно, что ЛЭП строят не дилетанты. Провода на глазок не натягивают. Существуют нормы и правила им много десятков лет. Они учитывают и температуру, и обледенение до каких-то пределов.
Возможно, тут какой-то особый случай или стартер чего-то не договаривает.

[SM]

Понятно, что ЛЭП строят не дилетанты. Провода на глазок не натягивают.

Ну тут явно не о строительстве-то разговор... Строителям в принципе не нужен удаленный контроль, да и никто не натягивает провода, находящиеся под напряжением

[Bakradze]

Да, речь не о строительстве. Обратились к нам с вышеуказанной проблемой.

[Егоров]

А насколько провисает практически провод? Порядок величин Вам сообщили? И пролет какой длины ?

[sifadin]

Да, речь не о строительстве. Обратились к нам с вышеуказанной проблемой.

Идейка если на печатной плате или как-то иначе создать массив площадок, например прямоугольных, другой конец которых через резисторы на землю, на опору
тогда фазовый сдвиг, между наводками в разных каналах может зависеть от провисания всех трех проводов - паразитная емкость между проводом и площадками изменяется
Нужен физик который все это обсчитает, или нейронную сеть запрограммировать
тогда не нужно лезть высоко к проводам, не нужно отключать электричество
Однако нужна физ модель

[Bakradze]

А насколько провисает практически провод? Порядок величин Вам сообщили? И пролет какой длины ?

Конкретные параметры уточняются, но пролеты 330 кВ могут быть почти до полукилометра.

[blackfin]

Нужен физик который все это обсчитает..

Да вы прямо как Архимед! Он тоже, помнится, воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!»

[sifadin]

Да вы прямо как Архимед! Он тоже, помнится, воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!»

Так а физическая модель не особо сложная.
Ее успевающий школьник может решить в первом приближении

[blackfin]

Так а физическая модель не особо сложная.
Ее успевающий школьник может решить в первом приближении

Ну, если школьник может, то вы, как я понимаю, сможете и подавно? Тогда, может, обнародуете здесь на форуме свое решение?
Мне было бы интересно оценить глубину мысли, так сказать..

[sifadin]

Ну, если школьник может, то вы, как я понимаю, сможете и подавно? Тогда, может, обнародуете здесь на форуме свое решение?
Мне было бы интересно оценить глубину мысли, так сказать..

Ну это не на один день
Но нужно перечислить все факторы и разбить их на приближения модели - первое, второе третье - по степени влияния на модель
Начать с первого
оценить величину емкости между криволинейным цилиндром и прямоугольной, или круглой или квадратной площадкой.
Задача из разряда электростатики - суммирование емкостей между кусками цилиндра - они ведь параллельны, а распределение потенциала равномерно
оценить чувствительность емкости к смещению центра
Это может если не школьник, то студентка второкурсница, которая умеет брать интегралы
Что уж говорить о физике с университетским дипломом

Далее учесть наличие подстилающей поверхности, параметров воздуха и тд
Для физика это несложно

PS Я все никак не могу понять ехидства. Может вы хотите сказать, что емкость будет постоянной?
PS2 Кстати вместо емкостей можно использовать катушки и магнитное поле, а то и вместе
Хотя человеку нужен конечно надежный проверенный метод, а не изыскания

[blackfin]

PS Я все никак не могу понять ехидства. Может вы хотите сказать, что емкость будет постоянной?

Ирония в том, что аналитического решения этой задачи не существует в принципе.
Максимум, что вы сможете предложить в качестве решения, это компьютерное моделирование задачи.
Но проблема в том, что решение (вектора E и H в каждой конкретной точке пространства) будет зависеть от
огромного числа параметров задачи. Это и координаты точки наблюдения (x,y,z), и проводимость земной поверхности, и
взаимные расстояния между всеми шестью проводами в ЛЭП и их удаленность от земли,
и радиусы всех проводов, и радиус изгиба для каждого провисающего провода, и т.п.
Теперь представим себе, что нам удалось решить эту задачу численно.
Возникает вопрос: как с помощью измерения одного параметра - "фазы поля"
мы сможем оценить реальные значения всех перечисленных выше параметров,
от которых эта "фаза поля" весьма неоднозначно и нелинейно зависит?

[sifadin]

Возникает вопрос: как с помощью измерения одного параметра - "фазы поля"

Я имел ввиду не одного параметра а сдвига фаз между элементами массива, построенных в виде двумерной или трехмерной решетки
Возможно опираясь на массив удастся создать оператор обработки инвариантный к остальным параметрам
Не знал что аналитического решения нет, хотя понимаю что нужна калибровка по месту
Ну ладно это я так поупражнялся. На полезную модель такое наверное тянет.
А человеку конечно нужен фотоспособ, либо лезть на провода, отключать электричество и что-то там устанавливать, но это дорого, тут уже проще лазерный дальномер
стоимость работ вполне сопоставима

[Егоров]

Разок постоять под ЛЭП 300 киловольт вечером в сырую погоду или поутру пройти под ней по росе в высокой траве или через поле с полуметровой кукурузой. Сразу все мечты о печатных платах и емкостных измерителях растают.
Там "огни святого Эльма" - коронный разряд чуть не по полметра и трещит так, что хочется быстрее от этого места уйти.

[sifadin]

Разок постоять под ЛЭП 300 киловольт вечером в сырую погоду или поутру пройти под ней по росе в высокой траве или через поле с полуметровой кукурузой. Сразу все мечты о печатных платах и емкостных измерителях растают.
Там "огни святого Эльма" - коронный разряд чуть не по полметра и трещит так, что хочется быстрее от этого места уйти.

Но с другой стороны большие сигналы, если есть за что зацепиться то можно выудить искомые величины. Хотя бы тот же ток короны

[Егоров]

У меня над гаражами сразу четыре ЛЭП по 110кВ, кажется, а возле дачи линия ЛЭП "Дружба" в 750кВ. Насмотрелся и нащипало даже.
Наверное, хорошее решение все-таки никаким образом в с высоким напряжением дела не иметь. Максимум , если энергетики разрешат, повесить на середине провода некий небольшой пассивный элемент и следить за его положением.
Кстати, неслабые для наглядности ЛЭП - громадные спецпроекта опоры и пролет - протянуты через Днепр. Т.е. не всегда под проводом легкодоступная земля.

З.Ы. Хм... смотрю-смотрю на математику цепной линии... максимальный изгиб ее при разном провисании как раз у точек крепления.
Если предположить, что мачта не кренится, а сохраняет вертикаль (впрочем местную вертикаль построить не очень сложно), то даже простой механический рычаг в месте крепления должен неплохо отображать степень провисания.
Нет времени и навыков быстро оценить это количественно через чистую математику для первого курса. Не могу гиперболический синус считать.

[Bakradze]

Если я не ошибаюсь, цепное уравнение предполагает нерастяжимость цепи. А провод ЛЭП испытывает растяжение...Сильно ли это исказит математику? Да и в этом способе ведь придется вешать беспроводной инклинометр, как я предполагаю, с обоих сторон, поскольку относительный перепад высот между вышками может быть отличным от нуля.

Сообщение отредактировал Bakradze - Dec 30 2014, 07:02

[Mahagam]

для цепного уравнения потребуется только расстояние между вышками, абсолютная высота их, и угол у места крепления.

[SM]

поскольку относительный перепад высот между вышками может быть отличным от нуля.

Ну он-то (перепад) заранее известен, так что его надо просто вычесть из угла при расчете, поэтому с обоих сторон не нужно, с одной достаточно.

[alexvu]

Если на провод налипнет снег (неравномерно), то все косвенные методы будут давать ошибки.
Или если провод срощен муфтой (которая сама тоже весит), да еще из 2-х немного отличающихся проводов.

[Guest_TSerg_*]

Еще раз: развесить на проводе отражающие элементы + квадрокоптер с передатчиком-приемником ( достаточно обычного оптического некогерентного сигнала).

[Егоров]

Не, ну всякоразные дополнительные погрешности будут при любом методе. Если диспетчер не спит, то на провод ничего не налипает, стряхивать они умеют. Тяжелый гололед только может порвать все.
А вот наклон провода у места крепления использовать бы - заманчиво. Кажется, тут реакция на провисание будет самой заметной, почти линейной в каких-то допустимых пределах.
Почти уверен, что для замера перемещение будет достаточным, вопросы возникнут только при тарировке, определении коэффициентов пропорциональности.

[sifadin]

Не, ну всякоразные дополнительные погрешности будут при любом методе. Если диспетчер не спит, то на провод ничего не налипает, стряхивать они умеют. Тяжелый гололед только может порвать все.
А вот наклон провода у места крепления использовать бы - заманчиво. Кажется, тут реакция на провисание будет самой заметной, почти линейной в каких-то допустимых пределах.
Почти уверен, что для замера перемещение будет достаточным, вопросы возникнут только при тарировке, определении коэффициентов пропорциональности.

Так а чем фотоспособ не устроил? по-моему лучше всего

[Егоров]

Так а чем фотоспособ не устроил? по-моему лучше всего

Это чисто умозрительное решение. Когда дело дойдет до реальных условий выяснится, что чувствительность фотоприемника маловата, мешают ему посторонние засветки, а отражатель сам по массе способен провод оборвать.
Оказалось, передатчику тоже нужен киловатт и водяное охлаждение. Далее, все это запускается и через полгода не работает совершенно. То туман мешает, то пыль от проезжающего транспорта, то гады-птички какают именно в куда не надо.
Я, конечно, утрирую, но опыт подсказывает следует уходить от сложностей где только и как только можно. Вдвое более сложное стоит вчетверо и ломается в 16 раз чаще, чем простое.
А еще, я сторонник таких решений, которые не требуют решений вообще, если они не очевидны. Просто нужно переформулировать технически грамотно задачу.
Поставлена задача контролировать провисание проводов? А может этой проблемы и вообще нет, кто-нибудь всерьез думал? Может, энергетикам стоит у самих себя поучиться?
У электрички как провода подвешены? Никаких проблем с провисанием. Все температурные колебания компенсируются гениально просто - стабилизацией усилия натяжения несколькими бетонными шайбами.
Ни квадракоптеров, ни лазеров лет 70 назад не потребовалось, были просто грамотные инженеры. Иногда даже без диплома.

[sifadin]

Это чисто умозрительное решение. Когда дело дойдет до реальных условий выяснится, что чувствительность фотоприемника маловата, мешают ему посторонние засветки, а отражатель сам по массе способен провод оборвать.
Оказалось, передатчику тоже нужен киловатт и водяное охлаждение. Далее, все это запускается и через полгода не работает совершенно. То туман мешает, то пыль от проезжающего транспорта, то гады-птички какают именно в куда не надо.

Я имел ввиду по фото оценивать - фото с двух позиций, возможно в ИК диапазоне - провод то нагревается

[Егоров]

Я имел ввиду по фото оценивать - фото с двух позиций, возможно в ИК диапазоне - провод то нагревается

Да понимаю. Но это для судэксперта годится, как разовая остроумно проделанная работа, а не к каждому столбу с фотокамерой и обработкой "найдите 10 отличий".
В исходных данных туманно, но кажется это должно все идти автоматом и во многих местах. Недорого и постоянный контроль.

[sifadin]

Да понимаю. Но это для судэксперта годится, как разовая остроумно проделанная работа, а не к каждому столбу с фотокамерой и обработкой "найдите 10 отличий".
В исходных данных туманно, но кажется это должно все идти автоматом и во многих местах. Недорого и постоянный контроль.

Ну так тот же угол измерять лучше по фото, тем более что изображение провода будет мелькать с частотой 100Гц
дешевых решений здесь нет. Лезть на провода еще дороже

[Егоров]

Ну так тот же угол измерять лучше по фото, тем более что изображение провода будет мелькать с частотой 100Гц
дешевых решений здесь нет. Лезть на провода еще дороже

Да можно в принципе, но. Это как битву при Бородино снимать в павильоне 10х10м.
Нужны эталонные снимки, нужны оперативные снимки строго с той же точки. И даже если они чудесным образом есть, то кто будет все это непрерывно смотреть и обсчитывать?
Нужна ведь практическая система сигнализации, а не серия научных опытов, как я понимаю. Все это не должно требовать никакой обработки и постоянного обслуживания. Только когда провисание достигает какой-то пороговой величины - извещение.
Впрочем, стартер темы не торопится давать пояснения. Может это и разовая какая-то процедура замера. Тогда по фото - вполне. Но нужны какие-то реперные точки, шкала.
Пытался я когда-то по стереоснимку с базой в 15 метров построить карту местности. Чепуха получается на расстояниях уже в несколько баз. Объектив нелинеен.
А вот нивелир с базой 50м на 5 км дает метров 5 ошибки в определении расстояния.

[blackfin]

Конкретные параметры уточняются, но пролеты 330 кВ могут быть почти до полукилометра.

Если я не ошибаюсь, цепное уравнение предполагает нерастяжимость цепи. А провод ЛЭП испытывает растяжение...Сильно ли это исказит математику? Да и в этом способе ведь придется вешать беспроводной инклинометр, как я предполагаю, с обоих сторон, поскольку относительный перепад высот между вышками может быть отличным от нуля.

В принципе, можно примерно посчитать необходимую точность инклинометра.

Уравнение цепной линии с учетом высоты мачты ЛЭП можно записать в виде:

y(x) = a * ch[x/a] + C.

Полагая, что точка крепления каждого из концов цепной линии расположена на высоте "H" над землей, а длина пролета ЛЭП равна "L" находим:

H = a * ch[L/(2a)] + C,

Исключая параметр "C", зависящий от высоты крепления концов цепной линии, находим уравнение для формы провода:

y(x) = H + a * ch[x/a] - a * ch[L/(2a)].

Минимальная высота провода над землей получается при x = 0 и равна:

y(0) = H + a - a * ch[L/(2a)].

Полагая, что провод провисает не слишком сильно, находим:

[H - y(0)]/H << 1,

из этого следует ограничение на значения параметров H, L и a:

(a/H)*(ch[L/(2a)] - 1) << 1,

Откуда находим:

L/(2a) << 1,

и второе, более сильное условие:

L/(2a) << 4*H/L.

Для вычисления тангенса угла наклона провода в точке крепления каждого из концов цепной линии, находим производную:

tg(A) = dy/dx = sh[x/a].

Значение этой производной в точке крепления цепной линии равно:

tg(A) = dy/dx = sh[L/(2a)].

Чтобы исключить из этого уравнения параметр "a", воспользуемся выражением для минимального расстояния "h" провода до земли:

h == y(0) = H + a - a * ch[L/(2a)].

Так как нам теперь известно, что L/(2a) << 1, мы можем воспользоваться разложением гиперболического косинуса в ряд, после чего находим:

h = H + a - a * ch[L/(2a)] ~= H + a - a * (1 + [L/(2a)]^2/2),

или:

h ~= H - a * [L/(2a)]^2/2 = H - L^2/(8a),

или:

a = L^2/[8*(H - h)].

Поскольку мы хотим узнать, как изменяется тангенс угла "A" при изменении минимального расстояния "h" провода до земли,

подставим найденное значение "a" в формулу для тангенса:

tg(A) = sh[L/(2a)] = sh[4*(H - h)/L].

Так как (H - h) << H и H << L, мы можем также воспользоваться разложением гиперболического синуса в ряд, после чего находим:

tg(A) ~= 4*(H - h)/L.

Теперь мы можем найти изменение тангенса угла "A" при изменении минимального расстояния "h" провода до земли на один метр:

∆tg(A) ~= -4*∆h/L = -4*1[м]/500[м] = -0,008.

Для малых углов "A" это дает:

∆A ~= -arctg(0,008) ~= -0,008[рад].

или:

∆A ~= -0,46[град].

Для акселерометра это эквивалентно точности измерения ускорения:

∆g = g*0,008 = 8[mg].

Для сравнения, разрешающая способность ADXL362 заявлена:

1 mg/LSB.

[AlexandrY]

Если я не ошибаюсь, цепное уравнение предполагает нерастяжимость цепи. А провод ЛЭП испытывает растяжение...Сильно ли это исказит математику? Да и в этом способе ведь придется вешать беспроводной инклинометр, как я предполагаю, с обоих сторон, поскольку относительный перепад высот между вышками может быть отличным от нуля.

Вот мне попалась статья по ходу про то, как генерировать ультразвуковые волны в не ферромагнитных материалах для диагностики структурной целостности.
http://www.comsol.com/paper/download/199189/cheng_paper.pdf

[Bakradze]

Тоже поначалу была идея пустить продольную УЗ-волну по проводу и таким образом измерить длину провода, а зная длину пролета оценить провес. Но это на каждый провод пролета вешать такой уз-дальномер...Пока мне кажется, что практичнее всего на нижнюю точку провода подвесить пассивный отражатель и удаленно оценивать положение отражателя. Как удаленно оценить положение точечного источника светового сигнала - это задача, мне кажется, вполне решаемая.

Сообщение отредактировал Bakradze - Dec 31 2014, 07:37

[alexvu]

Смотря насколько удаленно это надо делать.
Если просто стоя под проводом - тогда и отражатель не нужен, есть готовые приборы.
Если с километра - тогда нивелир, и чем дороже, тем точнее.

[SM]

Ну так тот же угол измерять лучше по фото, тем более что изображение провода будет мелькать с частотой 100Гц
дешевых решений здесь нет.

Акселерометр, умеющий измерять угол своего положения по отношению к вектору силы тяжести, стоит $1, имеет размер корпуса 3х3мм, и потребляет в активном режиме 11мкА (только черт его знает, что с ним в том электрическом поле станет, но это второй вопрос). На сколько это дороже, чем фото, мелькающее с частотой 100 герц?

[kovigor]

Пока мне кажется, что практичнее всего на нижнюю точку провода подвесить пассивный отражатель и удаленно оценивать положение отражателя. Как удаленно оценить положение точечного источника светового сигнала - это задача, мне кажется, вполне решаемая.

Так я это давно говорил. Только не видимый свет нужно использовать, а СВЧ - дальномер. И копеечный уголковый отражатель на проводе ...

[Егоров]

В принципе, можно примерно посчитать необходимую точность инклинометра.
Теперь мы можем найти изменение тангенса угла "A" при изменении минимального расстояния "h" провода до земли на один метр:
Для малых углов "A" это дает:

∆A ~= -0,46[град].
Для акселерометра это эквивалентно точности измерения ускорения:
∆g = g*0,008 = 8[mg].
Для сравнения, разрешающая способность ADXL362 заявлена:
1 mg/LSB.

Т.е. простой рычаг в 1м даст отклонение миллиметра на полтора?
Может и можно такое уверенно почувствовать простыми способами..

[blackfin]

Т.е. простой рычаг в 1м даст отклонение миллиметра на полтора?

Почему полтора миллиметра? Отклонение будет: 1м *0,008 = 8 миллиметров.

То есть, точка на проводе расположенная на расстоянии 1 метр от точки крепления провода к изолятору сместится на 8 миллиметров,
если часть провода посередине пролёта опустится на 1 метр и при этом расстояние между опорами равно 500 метров.

[SM]

Для сравнения, разрешающая способность ADXL362 заявлена:

1 mg/LSB.

А если еще, например, проредиться с 40-50 измерений в секунду до одного в час методом поиска точки по минимуму среднего квадрата ошибки... То разрешающая еще улучшится на около-порядок.

[blackfin]

А если еще, например, проредиться с 40-50 измерений в секунду до одного в час методом поиска точки по минимуму среднего квадрата ошибки... То разрешающая еще улучшится на около-порядок.

"Проредиться" не совсем верное слово.. Наводит на мысли о децимации. Лучше честно усреднить все эти "40-50 измерений в секунду".. Но это уже детали..

[SM]

Наводит на мысли о децимации.

Так о ней и речь. ФНЧ в виде поиска точки по минимуму СКО, и децимация с исходных 40-50 Гц до раз в час, ну, или, сколько там раз в день это измерять надо. Честно усреднить - это обычный фильтр с прямой (прямоугольной) ИХ, он даст худшие результаты по увеличению разрешающей (читай, эффективной разрядности), нежели грамотно рассчитанный ФНЧ, и еще хуже, чем СКО. Но, верно, это уже детали, главное, что метод очень дешев и имеет право на существование.

Собственно, все уже это сделано за нас внутри ADIS16209 (вопрос только, что, может быть, можно и лучше, за счет алгоритма обработки данных), но, конечно, там и ценник уже как за готовое изделие.

[Егоров]

Почему полтора миллиметра? Отклонение будет: 1м *0,008 = 8 миллиметров.

То есть, точка на проводе расположенная на расстоянии 1 метр от точки крепления провода к изолятору сместится на 8 миллиметров,
если часть провода посередине пролёта опустится на 1 метр и при этом расстояние между опорами равно 500 метров.

Ну так это уже очень хорошая чувствительность. Ставим полуметровый рычаг у места крепления изоляторов и далее - большой простор для фантазии в выборе датчика. Чуть ли не простые потенциометры.
Стрелочный манометр -то как работает при небольших искривлениях измерительной трубки через передачу.

[SM]

Ставим полуметровый рычаг у места крепления изоляторов и далее - большой простор для фантазии в выборе датчика.

и рычаг там не нужен никакой. Именно передача, навроде зубчатой. И датчик можно применить мегадубовый, навроде сельсина (ему, вероятно, и передача не нужна, достаточно сдвиг фазы точно уметь мерить)

[sifadin]

и рычаг там не нужен никакой. Именно передача, навроде зубчатой. И датчик можно применить мегадубовый, навроде сельсина (ему, вероятно, и передача не нужна, достаточно сдвиг фазы точно уметь мерить)

интереснее робот квадрокоптер устанавливающий все это на проводе с напряжением

тут нужен механический самосцепливающися замок, при прикосновении провода


или длинный диэлектрический шест

[SM]

интереснее робот квадрокоптер устанавливающий все это на проводе с напряжением

Вообще-то, место крепления изолятора к опоре, где ЭТО надо устанавливать, не под напряжением, докучи, заземлено, и это огромный плюс. Разумеется, устанавливать это следует на обесточенной линии, но то, что надо ТС - постоянный автоматический контроль параметра без отключения линии, это обеспечит.

[Bakradze]

Так я это давно говорил. Только не видимый свет нужно использовать, а СВЧ - дальномер. И копеечный уголковый отражатель на проводе ...

Во-первых, почему свч? А во-вторых, почему дальность мерять, если анализатор находится не под проводом, а в общем случае в сотнях-две от нижней точки провода, например, на опоре лэп? Тут ведь угловое перемещение отслеживать надо, а не дальность

Сообщение отредактировал Bakradze - Dec 31 2014, 15:17

[SM]

Тут ведь угловое перемещение отслеживать надо, а не дальность

В таком случае - дальность - длину провода. С увеличением провеса провод удлиняется.

[Егоров]

интереснее робот квадрокоптер устанавливающий все это на проводе с напряжением

С точки зрения адреналина - безусловно интереснее

датчик можно применить мегадубовый, навроде сельсина (ему, вероятно, и передача не нужна, достаточно сдвиг фазы точно уметь мерить)

Ну да, при таких исходных данных уже само измерение перемещения принципиальных сложностей не вызывает вроде. Может, тарировка или начальная точка нуждаются в дополнительном анализе.
А то, что крепить нужно всего двух точках , безопасных и доступных какой-то простой рычаг, зубчатую рейку - главное достоинство метода.
Спасибо blackfin за количественный анализ.

[SM]

А то, что крепить нужно всего двух точках , безопасных и доступных какой-то простой рычаг, зубчатую рейку - главное достоинство метода.

Кстати, акселерометр, закрепленный на самом изоляторе, около крепления его к опоре, и тут выглядит проще и дешевле. И никакой механики.

[Егоров]

Кстати, акселерометр, закрепленный на самом изоляторе, около крепления его к опоре, и тут выглядит проще и дешевле. И никакой механики.

Не возражаю, что "выглядит". Но его показания еще нужно обработать довольно сложными средствами.
А какой-нибудь потенциометр или сельсин дает чуть не готовое к выводу на стрелочный прибор. Тут нужно смотреть еще как пользователь готов воспринять.
Достаточно давно правда, но столкнулся с глухой защитой у тех же энергетиков. Разрабатывалась система сбора и отображения информации по региональному "энерго". Там было 117 подстанций с 20-100 критическими параметрами на каждой.
Ну, сразу же на уме - дисплеи, способы отображения, меню...
Как бы не так!
Есть зал метров на 12 стена , на ней нарисована мнемосхема подстанций. Куча коммутаторных лампочек и... гвоздиков. Дежурный бог сидит на возвышении при семи телефонах и созерцает . Двое ангелов-помощников таскают громадную табуретку из нестроганного бруса и, залезая на нее (один лезет, другой страхует), вешают на гвоздики и снимают оттуда по командам аккуратные алюминиевые бирочки. Иногда меняют лампочки.
Сама мысль, что можно как-то по-другому у энергетиков ( а были там и довольно неглупые мужики, поработали, раззнакомились ) вызывала бурную реакцию вплоть до расторжения контракта.
Более того, одновременно с нашим проектом были изысканы немалые деньги на строительство нового зала диспетчерской. Там табло уже было метров 25 и вдоль него уже ездила какая-то тележка по проекту.
То же самое приблизительно было при автоматизации крупного пищевого производства. Неожиданно оказалось, что это достаточно серьезный химкомбинат, напичканный приборами, датчиками, со специально аттестованным персоналом, умеющим работать в условиях повышенной взрывоопасности. Мужики понимали только метровые пульты с полуметровыми шкалами и лампочками по 20 Вт, двуручными кнопками и рубильниками. А унюхать дистанционно 0.1% паров бензина электронным датчиком - запросто у них.

[SM]

Достаточно давно правда, но столкнулся с глухой защитой у тех же энергетиков.

Ну вот, поэтому, дубовый сельсин, от которого к прибору ничего, кроме проводов, не надо, и пришел в голову. Но, с другой стороны, ТС тут вполне серьезно рассматривает ультразвук, СВЧ-радар (дальномер), и прочее подобное, что обработать куда сложнее, чем угол, полученный с акселерометра....

[Егоров]

ТС вышел не за решением, вышел за советами. Выслушал, может что-то натолкнуло на путь праведный.
А окончательно выбирать путь, отвечать за принятое решение - ему.
По крайней мере, участники предложили не один вариант, чем смогли, тем и поделились.

[Bakradze]

Ну да прозвучали интересные мысли, особенно про квадрокоптер.

[sav6622]

Если ЛЭП от 35 до 500 кВ... и присутствуют каналы ВЧ-связи по ней... то можно провис оценивать по затуханию тракта, по затуханию хорошо видно обмерзание проводов... если конечно этот случай хочется ловить...

[Bakradze]

Если ЛЭП от 35 до 500 кВ... и присутствуют каналы ВЧ-связи по ней... то можно провис оценивать по затуханию тракта, по затуханию хорошо видно обмерзание проводов... если конечно этот случай хочется ловить...

Ну, не...В сферу ВЧ-связи влазить практически не представляется возможным

[sav6622]

Ну, не...В сферу ВЧ-связи влазить практически не представляется возможным

Имел ввиду, если по интересующей линии уже есть ВЧ-связь, обледенение и соот-ий провис проводов очень хорошо виден по затуханию... до 30 дБ даёт...

[shewor]

В новогодние каникулы ходил на лыжах, часть трассы проходит вдоль ЛЭП (правда она не очень мощная/высоковольтная, во всяком случае обычно подозрительного гудения практически не издает). Возникли две мысли, возможно относящиеся хотя бы к постановке задачи.
1. В теплую погоду провода провисают и приближаются к земле. А зимой земля в виде снега приближается к проводам. Не надо это контролировать?
2. ЛЭП проходит в лесу. В такт с порывами ветра на одном из участков возникал довольно сильный треск, разряда правда видно не было. По первому впечатлению наклонилось одно из деревьев и его ветки опасно приблизились к крайнему проводу. Это тоже не надо контролировать?

P.S. Хотел сообщить об этом энергетикам, но по приходу домой забыл. Да и нужны ли им эти сведения, если место я могу описать лишь приблизительно, номеров на опорах вроде как нет.

[Егоров]

Энергетики вообще-то обязаны проводить профилактическую чистку насаждений вдоль ЛЭП. У них это в графиках работ забито жестко.
А не делают - сообщать об отдельной березе бесполезно.

[Gleb80]

Интересная тема, я прямо зачитался. Захотелось разобраться в ANSYS и рассчитать амплитуду напряженности магнитного поля на расстоянии метров 5 от земли. Хотя ее обругали, но мне, дилетанту, показалась удачной мысль на расстоянии измерять МП в нескольких точках. Например, можно воспользоваться ГМС (сиречь GMR) сенсорами. Минимальная амплитуда будет под точкой крепления провода к опоре, эту же точку использовать как опорный канал, чтобы отстраиваться от колебаний амплитуды МП в следствии изменений свойств окружающей атмосферы (снег, дождь, туман и т.д.). А чем дальше от опоры, тем амплитуда должна быть выше и чем она выше, тем сильней провис провод. Отстроиться от сигналов от соседних проводов представляется возможным. Правда, я не представляю количественных изменений амплитуд вследствие отклонений провода на несколько миллиметров, может они окажутся на столько малы, что будут неразличимы на фоне всяких шумов. Поэтому начал бы с моделирования в ANSYS.
Конечно же, на практике все окажется значительно сложней, но потратив долгие годы и бессонные ночи, мне кажется, добиться приемлемого результата таким способом можно. Еще пугает перспектива провести эти годы под ЛЭП, говорят это вредно, но есть способ - кастрюля на голову, а к ручке проводочек и в землю... еще газетку внутрь, чтобы при случайном ударе о ствол дерева не обрубило уши

[Serhiy_UA]

Все же проще провес провода вычислять по цифровому фото. Алгоритм будет такой (см. также картинку):
Предварительно надо знать размер какой либо вертикальной детали столба, например, отрезка «А» от перекрестия до наивысшей точки (или высоту самого столба). Аналогичный отрезок «а» есть на противоположном столбе. Видимое отношение этих отрезков на фото задает основную пропорцию, на которой строятся все последующие измерения.
Теперь от точек подвеса провода строим линии идущие вертикально вниз. На этих линиях отлаживаем отрезки в основной пропорции и соединяем их концы горизонтальными линиями, Если линия пересекает провод дважды, то длины отрезков увеличиваем и проводим горизонтальную линию вновь. Добиваемся, чтобы горизонтальная линия коснулась провода только один раз. Теперь зная размер «А» (или высоту столба), а также масштаб отображения на фото, можно найти величину провеса «В».
Для проблемных провесов измерение можно провести по нескольким фото, а результат усреднить. Все это можно автоматизировать, применяя компьютер с соответствующей графической программой.

Прикрепленные файлы

 2.rar ( 8.92 килобайт ) Кол-во скачиваний: 17

 

[SM]

Все же проще провес провода вычислять по цифровому фото.

Проще чем что? Чем просто считать готовый угол с закрепленного у изолятора датчика угла?