一种自动划分多联绝缘子串绝缘区域的方法与流程

1.本发明涉及绝缘子串模型技术领域，具体涉及一种自动划分多联绝缘子串绝缘区域的方法。


背景技术：

2.在架空输电线路中，多联绝缘子串是必不可少和最普遍的产品。在架空输电线路中绝缘子串主要是起导线挠性支持作用，主要承受张力，可以用于悬挂导线并让带电导线与地绝缘，且使电线不偏离自身的位置。在输电线路运行的过程中，绝缘子串长时间收到强电流高电压和户外多变气象的影响，绝缘子串的绝缘能力会受到损坏，绝缘子破损、老化严重威胁着架空输电线路的运行，甚至可能会出现绝缘子串断裂坠落的安全问题。
3.在数字化设计工程或维护绝缘子串时，绝缘子串需要根据已经固定的铁塔挂点位置进行调整，以达到和铁塔挂点相为吻合的效果，从而实现绝缘子串承受平衡张力。但是在对比较复杂的绝缘子串进行调整时，如双v串，如果对每一个金具都进行相同姿态的调整，由于含有绝缘子的臂和联板金具的位置不同，会导致得到绝缘子串和铁塔挂点的姿态不吻合，因此非常有必要对绝缘子串的金具进行划分区域。
4.在对绝缘子串进行调整时，可以根据不同的区域进行不同姿态的调整。目前，只有人工方式对绝缘子串绝缘区域进行旋转划分，非常不利于推进数字化设计架空输电线路。同时人工划分区域，具有成本高、效率低下的问题，也会受到个人主观因素的影响，从而增加了设计和后期维护的成本。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种自动划分多联绝缘子串绝缘区域的方法，以解决现有技术中人工划分绝缘子区域的方式不利于提高效率的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
7.一种自动划分多联绝缘子串绝缘区域的方法，步骤包括：
8.步骤1，获取连塔金具；
9.步骤2，获取线夹金具；
10.步骤3，划分臂区域；
11.步骤4，划分下挂区域；
12.步骤5，划分联板区域。
13.作为本发明的一种优选方案，所述划分方法实现步骤的实施前提条件包括：
14.条件1，整体多联绝缘子串的坐标信息；
15.条件2，多联绝缘子串上金具的信息；
16.所述金具的信息包括：每个金具的坐标，连接点信息，及每一金具所连接的绝缘子串上其他的金具；
17.条件3，在绝缘子串的臂区域内含有绝缘子。
18.作为本发明的一种优选方案，所述步骤1的实施方法为：
19.根据多联绝缘子串上金具的连接信息，获取全部仅与一个金具相连的金具，记为集合a1，
20.其中，所述集合a1中元素是绝缘子串上仅连接有一个金具的金具；
21.遍历所述集合a1中的全部金具，以所述金具连接的金具信息为依据，把连接在铁塔金具上的金具定义为连塔金具；
22.若遍历完所述集合a1没有找到符合要求的所述连塔金具，则按照求解步骤求解连塔金具；
23.作为本发明的一种优选方案，所述求解步骤如下：
24.已知当前金具的坐标(a1，b1，c1)，将绝缘子串当作一个整体时，所述整体的坐标为(a，b，c)，遍历所述集合a1中的金具；
25.构建过平行于z轴方向向上的向量1：
26.其中，所述向量1中的z值为绝缘子串坐标中的z值的绝对值，保证向量过绝缘子串的坐标，且有struc＝|c|
27.向量2：
28.所述向量2为过当前金具坐标并且过绝缘子串坐标的向量，计算所述向量1及所述向量2之间的夹角θ，在夹角θ小于90度时，把当前金具视为连塔金具。
29.作为本发明的一种优选方案，所述步骤2的实施方法为：
30.根据多联绝缘子串上金具的连接信息，获取全部仅与一个金具相连的金具，定为集合a2，
31.其中，所述集合a2是绝缘子串上仅连接一个金具的金具；
32.遍历所述集合a2中的全部金具，由金具上的信息，找出金具类型为线夹的金具定义为线夹金具；
33.若遍历完集合a2未找到线夹金具，则根据规定步骤求解线夹金具。
34.作为本发明的一种优选方案，所述规定步骤如下：
35.已知当前金具的坐标(a1，b1，c1)，将绝缘子串当作一个整体时，所述整体的坐标为(a，b，c)，遍历所述集合a2中的金具；
36.构建过平行于z轴，方向向下的向量11：
37.所述向量11过绝缘子串的坐标，且struc＝
‑
|c|；
38.向量21：
39.所述向量21过当前金具坐标且过绝缘子串坐标，计算所述向量11和所述向量21的夹角α，当夹角α小于90度时将当前金具视为线夹金具。
40.作为本发明的一种优选方案，所述步骤3的实施方法为：
41.步骤31：为每个所述连塔金具设定区域名称为臂区域，所述连塔金具定义为所述臂区域的头部金具，
42.步骤32：从所述头部金具开始遍历每个与所述头部金具连接的金具，找到与所述头部金具连接的金具中至少连接有两个金具的金具，从所述头部金具到所述至少连接有两
个金具的金具沿途所经金具区域划归到所述臂区域的范围中；
43.其中，所述至少连接有两个金具的金具定义为分支金具，并将符合要求的所述分支金具划归一个集合，定义为集合a3；
44.步骤33：对每个所述头部金具执行所述步骤32；
45.步骤34：查看所述集合a3中每个所述分支金具上连接的已经划分区域的金具是否都属于同一个区域内；
46.若所述分支金具上连接的已经划分区域的金具在相同一个区域内，则将该所述分支金具以及其连接的未划分区域的金具划归为一个集合，定义为b集合，并把所述b集合视为所述臂区域的一部分；
47.若所述分支金具上连接的已经划分区域的金具属于不同区域，则检查涉及到的所述不同区域中是否含有绝缘子；
48.若检查的区域中含有绝缘子，则将该所述区域视为联板，否则将该分支金具视为所述区域的一部分，并所述该分支金具连接的不同区域合并为相同区域；
49.步骤35：在所述集合a3中所有金具都视为联板时，结束；
50.步骤36：将所述集合b中所有金具作为头部金具执行所述步骤32。
51.作为本发明的一种优选方案，所述步骤4的实施方法为：
52.步骤41：若只有一个线夹金具，取与所述线夹金具连接的的每个金具作为头，沿单链向上查找，直到出现分支金具，并将从所述头开始到所述分支金具经过的所有金具划归为一个下挂区域，结束；
53.步骤42：若有多个线夹金具，为每个线夹金具设置一个区域名称，并将所述区域名称的区域类型设置为下挂；
54.步骤43：对每个线夹金具，沿单链向上查找直到出现分支金具，将沿途所有金具归为与所述线夹金具相同的区域。
55.作为本发明的一种优选方案，所述步骤5的实施方法为：
56.所述臂区域及所述下挂区域以外的所有金具划归属于联板区域，区分属于所述臂区域的金具和属于所述下挂区域的金具后，剩下的所有金具划归为联板区域。
57.作为本发明的一种优选方案，当指定所述联板区域划分区域时，首先找出所述连塔金具，并将每个所述连塔金具标记为臂区域并分配不同的区域编号，采取深度遍历方式遍历与所述连塔金具相连的金具；
58.深度遍历从初始访问结点出发，当所述初始访问结点连接多个邻接结点时，首先访问第一个邻接结点，然后再以被访问的所述第一个邻接结点作为新的初始访问结点，访问所述新的初始访问结点的第一个邻接结点，具体算法包括如下步骤：
59.步骤501：选定一个初始的未被访问的金具作为起始访问结点，把所述起始访问结点定义为结点v，并把所述结点v标记为已访问；
60.步骤502：查找结点的全部邻接结点；
61.步骤503：判断全部所述邻接结点中是否存在未被访问的结点，
62.如果存在未被访问的结点，则将任意一个未被访问的邻接结点作为一个新的结点v，执行所述步骤501，
63.如果不存在未被访问结点，则退回到最近访问的结点，执行所述步骤502，直到退
回到起始结点；
64.步骤504：若依然存在有未被访问的结点，则再重新选择一个初始的未被访问的结点，执行所述步骤501，若无未被访问的结点，则结束遍历；
65.其中，按照所述步骤501～步骤504遍历多联绝缘子串上的金具时，将已经划分区域的金具标记为已经被访问的结点，
66.从连塔金具开始查找，将遇到的未访问的结点划归到与所述连塔金具相同的区域，直到出现已经划分区域的金具或已经指定联板区域的金具，则查找结束，将连塔金具开始到查找结束过程中所经区域划分为臂区域；
67.找出所有线夹，按照所述步骤4的执行逻辑实施所述步骤501～步骤504划分出所述下挂区域。
68.本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
69.本发明的方法具有自动划分多联绝缘子串绝缘区域的效果。根据设计的多联绝缘子串绝缘的三维模型，将绝缘区域自动划分为臂、下挂和联板区域，达到快速区分不同区域绝缘区域的效果。
附图说明
70.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
71.图1为本发明实施例提供的一种自动划分多联绝缘子串绝缘区域的方法流程图；
72.图2为本发明实施例提供的求出连塔金具的方法流程图；
73.图3为本发明实施例提供的根据夹角求出连塔金具的方法示意图；
74.图4为本发明实施例提供求出线夹金具的方法流程图；
75.图5为本发明实施例提供的根据夹角求出线夹金具的方法示意图。
具体实施方式
76.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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做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。
77.如图1至图5中所示，本发明提供了一种自动划分多联绝缘子串绝缘区域的方法，步骤包括：
78.步骤1，获取连塔金具；
79.步骤2，获取线夹金具；
80.步骤3，划分臂区域；
81.步骤4，划分下挂区域；
82.步骤5，划分联板区域。
83.实施以上步骤的前提件包括：
84.条件1，整体多联绝缘子串的坐标信息；
85.条件2，多联绝缘子串上金具的信息；金具信息包括：每个金具的坐标，连接点信息，及每一金具所连接的绝缘子串上其他的金具；
86.条件3，在绝缘子串的臂区域内含有绝缘子，这一要求主要是用于解决绝缘串上铁塔金具直接连接联板金具的情况。
87.步骤1，获取连塔金具；
88.根据多联绝缘子串上金具的连接信息，可以获取到全部仅与一个金具相连的金具，将获取的金具定义为集合a1，即集合a1中元素是绝缘子串上仅连接有一个金具的金具。遍历集合a1中的全部金具，由金具上连接的金具信息为依据，把连接在铁塔金具上的金具视为连塔金具。
89.倘若遍历完集合a1都没有找到连塔金具，则根据图2中所示的流程图求解连塔金具，求解连塔金具步骤如下:
90.已知当前金具的坐标(a1，b1,c1)，将绝缘子串当作一个整体，其坐标为(a，b,c)，在工程中多联绝缘子串悬挂的姿态往往是悬垂方向上的。遍历集合a1中的金具，构建过平行于z轴，方向向上的向量1：其中向量中的z值为绝缘子串坐标中的z值的绝对值，保证向量过绝缘子串的坐标，且有：struc＝|c|。
91.向量2：该向量过当前金具坐标并且过绝缘子串坐标的向量，计算向量1及向量2之间的夹角θ，当夹角小于90度时将当前金具视为连塔金具。
92.如图3所示，计算两个向量的夹角方法如下：
[0093][0094]
根据cos函数的特性：当θ角度在(
‑
90，90)时，cos θ值大于0，当θ角度在[90，180)和(
‑
180，
‑
90]时，cos θ值不大于0。由此大于0时，夹角θ小于90度，则将该金具判为连塔金具；当小于或者等于0时，舍弃。由此无需算出θ具体的值即可得到连塔金具。
[0095]
步骤2，获取线夹金具；
[0096]
获取线夹金具的流程图如图4中所示，过程如下：
[0097]
根据多联绝缘子串上金具的连接信息，可以获取到全部仅与一个金具相连的金具，定为集合a2，即集合a2中元素是绝缘子串上仅连接有一个金具的金具。
[0098]
遍历集合a2中的全部金具，由金具上的信息，找出金具类型为线夹的金具定义为线夹金具；若遍历完集合a2未找到线夹金具，则根据规定步骤求解线夹金具，求解过程如下：
[0099]
已知当前金具的坐标(a1，b1，c1)，将绝缘子串当作一个整体，其坐标为(a，b，c)，在
工程中多联绝缘子串悬挂的姿态往往是悬垂悬挂。遍历集合a2中的金具，构建过平行于z轴，方向向下的向量11：该向量过绝缘子串的坐标，且有struc＝
‑
|c|
[0100]
向量21：该向量过当前金具坐标并且过绝缘子串坐标的向量，计算计算向量11和向量21的夹角α，当夹角小于90度时将当前金具视为线夹金具，如图5所示。
[0101]
计算两个向量夹角方法如下：
[0102][0103]
根据cos函数的特性：当α角度在(
‑
90，90)时，cos α值大于0，当α角度在[90，180)和(
‑
180，
‑
90]时，cos α值不大于0。由此大于0时，夹角α小于90度，则将该金具判为线夹金具；当小于或者等于0时，舍弃。由此无需算出α具体的值即可得到线夹金具。
[0104]
步骤3，划分臂区域；
[0105]
步骤31：为每一个连塔金具设置一个区域名称，将区域类型设置为臂区域，将连塔金具作为头部金具。
[0106]
步骤32：从每一个头部金具开始遍历与头部金具连接的金具，找到与头部金具连接金具中至少连接有两个金具的金具，将该金具记录为分支金具并加入集合a3，并将头部金具到该分支金具的沿途金具区域划分为与连塔金具相同的区域，即为臂区域。
[0107]
步骤33：对每个头部金具执行步骤32；
[0108]
步骤34：对集合a3中所有金具，分别一一查看其连接的已经划分了区域的金具是否都在同一个区域内；
[0109]
若在同一个区域内，则将该金具以及其连接的未划分区域的金具加入集合b并视为臂的一部分，若其连接的已经划分了区域的金具属于不同区域，则检查这些区域是否含有绝缘子。
[0110]
若检查的区域中含有绝缘子，则将其视为联板，否则将该分支金具视为臂的一部分，并将连接的不同区域合并为相同区域。
[0111]
步骤35：当集合a3中所有金具都视为联板时，结束；
[0112]
步骤36：将集合b中所有金具作为头部金具执行步骤32。
[0113]
步骤4，划分下挂区域；
[0114]
步骤41：若只有一个线夹金具，取与线夹金具连接的的每个金具作为头，沿单链向上查找直到出现分支金具，并将从头开始到分支金具经过的所有金具划归为一个下挂区域，结束。
[0115]
步骤42：若有多个线夹金具，则为每个线夹金具设置一个区域名称，并将区域类型
设置为下挂。
[0116]
步骤43：对每个线夹金具，沿单链向上查找直到出现分支金具，将沿途所有金具归为与所述线夹金具相同的区域。
[0117]
步骤5，划分联板区域；
[0118]
臂区域及下挂区域以外的所有金具划归属于联板区域，区分属于臂区域的金具和属于下挂区域的金具后，剩下的所有金具划归为联板区域。
[0119]
此外，当指定联板区域划分区域时，首先统计出连塔金具，并将每一个连塔金具标记为臂并分配不同的区域编号，采取深度优先(dfs)遍历相连的金具，如下：
[0120]
深度遍历是从初始访问结点出发，该初始结点可能会连接多个邻接结点，首先访问第一个邻接结点，然后再以这个被访问的邻接结点作为初始结点，访问它的第一个邻接结点。
[0121]
具体算法如下：
[0122]
s1：选定一个初始的未被访问的结点v作为起始结点(或者指定一个起始顶点v)，并标记结点v为已访问。
[0123]
s2：查找结点的中全部邻接结点。
[0124]
s3：判断全部邻接结点，如果存在未被访问的结点，将任意一个未被访问邻接结点w作为新的一个结点v，执行步骤s1；如果不存在为未访问结点，则退回到最近访问的结点，执行步骤s2，直到退回到初始的结点。
[0125]
s4：倘如依然存在有结点没有被访问，则再选择一个初始的未被访问的结点，执行步骤s1，反之，结束遍历。
[0126]
通过以上步骤，在遍历多联绝缘子串上的金具时，将已经划分区域的金具标记为已经被访问的结点。从连塔金具开始，即当作初始的未被访问的结点，并将其标记为与连塔金具相同的区域，直到出现已经划分区域的金具或者已经指定联板区域的金具，从而实现划分臂区域。再统计出所有线夹，按照连塔金具相同的逻辑为其划分区域，类型为下挂区域。
[0127]
因此，无论是否指定联板区域都能自动划分出臂、线夹、联板区域，都能实现自动划分多联绝缘子串绝缘区域的效果。
[0128]
综合以上实施步骤，本发明的方法具有自动划分多联绝缘子串绝缘区域的效果。根据设计的多联绝缘子串绝缘的三维模型，将绝缘区域自动划分为臂、下挂和联板区域，达到快速区分不同区域绝缘区域的效果，提高工作效率。
[0129]
具体来说，本发明由于采取以上技术方案，具有以下优点：
[0130]
1、通过给出对联绝缘子串的金具连接关系信息，可以将绝缘子串划分为三个区域：臂区域、下挂区域、联板区域。在调整绝缘子串的姿态位置时，无需具体到每一个金具的姿态位置调整，只需将绝缘子串上划分好的区域当作一个整体，在对这个整体进行姿态位置的调整，以达到快速实现串整体姿态的调整，特别是复杂的绝缘子串。在设计多联绝缘子串或者更换多联绝缘子串上多个金具时，可通过划分好的区域快速定位到绝缘子串上需要更换的金具。因此，本发明可以解决效率问题。
[0131]
2、在划分多联绝缘子串区域时，在行业内只能通过人眼手动来划分，人们具有主观意识，因此划分的过程中与自身的心情、操作水平、经验、敏捷性等主观因素有关，导致检
测的结果具有不稳定性。有时需要长期反复盯着一个金具描边，加剧对人眼的疲劳度。因此，采用本发明划分的方法，可以有效记录绝缘子串区域的类型和数量，利于技术的改进、质量的提升以及信息化管理。
[0132]
3、多联绝缘子串可随时根据实际多变的情况进行调整，本发明所需要的条件能容易的获取，针对变化了的设计模型可以很快的做出调整，大大减少了技术人员的工作量，在数字化设计中提高了工作效率。
[0133]
以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。