位姿传感器在冻雨区输电线路监测中的应用研究.pdfVIP

第2期电子学报Vol.53No.2

2025年2月ACTAELECTRONICASINICAFeb.2025

位姿传感器在冻雨区输电线路监测中的应用研究

陈庆昊，刘天宇，王璋奇*

（华北电力大学（保定）机械工程系，河北保定071000）

摘要：冻雨作为一种常见的灾害性天气，常导致高压输电线路积冰，当积冰达到一定的厚度后，覆冰的脱落会

引发导地线间的闪络，进而导致城市电力供应大面积中断.在冻雨频发区域，故障线路相较于正常线路而言，呈现出

导线位移和张力变化较大的显著特征.这些新的特征对现有监测方案提出了更高的要求，为此，本文提出一种基于无

线位姿传感器的冻雨区输电线路监测方法.首先分析了无线位姿传感器的优势，开发对应的上位机，设计了一种将传

感器安装在直线塔悬垂绝缘子串上，利用测量的倾角结合串长计算实时档距的方案；其次，算法解决实时线长难以测

量的问题，并结合实时档距和实时线长得到导线动态张力提出一种基于导线弹性变形的输电线路监测算法，依据相似

准则搭建四塔三线输电线路缩比实验平台，验证模型的有效性.结果表明：该方法可以有效利用位姿传感器的实时数

据实现对线路张力和位移进行实时精准监测，为电力系统的安全稳定运行提供了有力的技术支撑.

关键词：位姿传感器；冻雨；输电线路；解析解；实时档距；弹性变形

基金项目：国网宁夏有限公司科技项目（No.SGTYHT/19-JS-215）

中图分类号：TM755；TP212.1文献标识码：A文章编号：0372-2112(2025)02-0595-09

电子学报URL:http://www.DOI:10.12263/DZXB

ApplicationResearchofPoseSensorsinMonitoringDe-Lcing

OscillationinFrozenRainAreas

CHENQing-hao,LIUTian-yu,WANGZhang-qi*

(DepartmentofMechanicalEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity(Baoding),Baoding,Hebei071000,China)

Abstract:Freezingrainisrecognizedasacommonhazardousweatherconditionthatoftenresultsiniceaccumula⁃

tiononhigh-voltagetransmissionlines.Whentheicereachesacertainthickness,thesheddingoficecovercantriggerflash⁃

overbetweengroundedwires,leadingtowidespreadinterruptionsinurbanpowersupply.Inregionspronetofrequentfreez⁃

ingrain,powerlinesexperiencingicesheddingoscillationsexhibitsignificantcharacteristicsofwiredispla