等值盐密分布图研究

王 磊，娄 婷，张哲民，覃 晓，李 琦，张 坤

0 引言

外绝缘问题是影响电网安全稳定运行的关键性问题。20世纪80年代以来的电网事故调查表明，导致我国大面积停电的首要原因是污闪事故。污闪事故严重威胁电力设备的安全，甚至会造成社会经济的重大损失。特别是随着我国经济的飞速发展，随着城乡工业规模的不断壮大，防污工作的难度日趋增加[1]。

电网污区分布图[2]在指导电网防污工作开展、输变电设备安全运行的重要依据。传统污区分布图是依据现场污秽度等级绘制而成。考虑污区图的信息数据来源、时间特征、处理方法，其绘制目标是表征某地的饱和污秽度，并不能表征快速积污和清洗等动态过程，也并不具有实时性。因此，本文提出等值盐密分布图的概念。等值盐密分布图是在电子污区图的基础上，叠加盐密等值线[3]绘制而成。其盐密等值线的绘制基础是时间连续的污秽在线监测[4]数据。等值盐密分布图可以用于直观了解各地区实时和历史污秽水平，对外绝缘配置有更加直接的指导作用。

1 目前输电线路污区划分现状

目前污区图的绘制依据主要是污秽等级的划分。而污秽等级的划分主要是根据各地的历史污湿特征、绝缘子表面盐密值和日常运行经验来综合考虑的。从整体上来说分级标准略显粗犷，不能精细表达各地区等值盐密的分布规律。而且污区分布图几年更新一次，实时性不足。因此并不能表征各地的实际污秽水平。

2 等值盐密分布图的绘制方法

等值盐密分布图定义为在二维地图平面上把地理上具有相同绝缘子等值盐密数值的点互相连接而成的图形，由底图和多组等值线组成。

2.1 污秽信息数据预处理

绘制等值线的关键基础是污秽信息数据，只有在污秽信息数据从数量和空间分布上满足一定条件后才能进行绘制。同时，在实际运用中，污秽环境各要素数据存储的格式可能不一致，在确定等值线生成的方法后，需要对不同来源的数据进行预处理：首先读入原始数据，按一定的规则规范数据格式，然后对规则网格数据有效点和空白点进行合理处理，而对于任意离散点数据先进行网格化，然后按照规则网格数据统一处理。

2.2 等值盐密分布图的绘制规则

本文在对盐密环境要素信息充分了解的基础上，利用实测数据，包括污秽在线监测系统和人工取样值，对盐密环境信息平面分布图以等值线形式的表达进行了研究，实现了盐密环境信息等值线自动绘制快速显示。主要工作包含以下几个方面[5]。

（1）了解盐密环境信息。理解盐密环境各种要素的概念，分析各种要素的数据组织形式以及可视化的表达方式。

图1 等值盐密分布图流程

（2）利用盐密环境信息等值线自动生成技术，对等值线自动绘制涉及到的不同算法进行选择，采用矩形网格法生成等值线。等值线生成的主要步骤为：数据预处理、等值点的计算、等值点的追踪、等值线的追踪。

（3）利用等值线平滑技术，采用三次B样条曲线对等值线进行光滑处理。

（4）利用等值线填充技术，基于OpenGL的快速填充方法来实现等值线填充。

（5）利用等值线的标注技术，采用向量判断方法确定标注位置，并对等值线标注的进行处理。

（6）叠加组合。将盐密等值线叠加到电子污区图，生成等值盐密分布图。

图2 广州某地区等值盐密分布图

在等值盐密图绘制过程中，首先由计算机从数据库读入在线监测终端发送回的盐密值，经过前述绘制规则处理数据后输出等值线的集合，再与现有污区图进行叠加展示。叠加的目的是形成比较，便于掌握整体污秽形势。整个绘制流程如图1所示。

3 等值盐密分布图绘制实例

收集广东某地区的污秽在线监测设备信息，整理相应盐密数据，按照以上绘制规则绘制该地区2016年10月18日等值盐密图，如图2所示。

考虑恰当的计算负荷，图2中等值线的分辨率设置为0.01 mg/cm2，可较好地表征等值盐密线在空间的分布趋势。从图2可以看出，在明确各地区所属污区等级的基础上，同时能够看到各地的实时污秽水平。

4 结论

本文结合输变电线路的运行经验和实时监测的污秽在线监测系统数据，说明了等值盐密分布图的概念，介绍了其方法依据，绘制规则等，并以广东某地区为例输出等值盐密分布图样图。

参考文献：

［1］王圣，王萌，朱庚富.沿海大气环境质量指数与电力设备污闪关系的研究［J］.华东电力，2007，35（9）：44-47.

［2］DL/T 374-2010.电力系统污区分布图绘制方法［S］.

［3］宋丽娟，龚晓峰，钟猛.基于网格法的等值线绘制方法［J］.现代电子技术，2005，28（14）：65-67.

［4］王思捷，胡滨，黄松，等.基于光传感技术的现场污秽度在线监测装置在热带海岛污湿特征下的研究及应用［J］.电瓷避雷器，2014（2）：104-107.

［5］孙晓燕，伍增贵.基于MFC和OpenGL的快速填充等值线实现［J］.计算机应用研究，2005，22（3）：169-170.