Линии электропередач их характеристика и классификация: ЛИНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ • Большая российская энциклопедия

Содержание

типы линий электропередач по материалам, по креплением и т.п.

Воздушные линии электропередач (ВЛ) играют роль важного элемента систем электрокоммуникациий. Это конструкции (опоры) из металла, ж/б или древесины, расположенные на открытой местности с использованием фундамента или без. Между опорами прокладываются провода, которые можно закрепить, используя изоляторы, арматуру.

Кабеля размещают на таком расстоянии (друг от друга и от земли), которое оговаривается в производственных нормативах. Соприкосновение проводов между собой исключает применение траверсов. В качестве других важных элементов ЛЭП выступают заземление, молниеотводчики, разрядники. В некоторых случаях вместо стандартных кабелей для опор используют оптоволоконные проводники.

Главное свойство, которое характеризует ВЛ — уровень мощности. От этого показателя зависит, какие опоры, кабели и аппарату можно использовать при возведении линии электропередач. При этом монтаж ВЛ (и кабельных линий) должен осуществляться в соответствии с многими требованиями, среди которых:

  • каждый элемент системы должен обеспечивать надежную передачу электричества высокой мощности на заявленное расстояние;
  • установленная линия не должна представлять опасности для оборудования, населения и животных.


Также линии электропередач не должны зависеть от условий окружающей среды. При ураганном ветре, серьезном обледенении, колебаниях температур, землетрясениях система сможет выполнять свои прямые функции. По этой причине при обустройстве воздушных линий электропередач учитывают риск механического воздействия, климатические особенности и прочие факторы.

Какие бывают линии электропередач

Описываемые объекты подразделяют по различным параметрам. Так, в зависимости от типа передающегося тока выделяют линии с переменным и постоянным током. Также ВЛ делятся на 5 классов коммуникации (каждый класс имеет отличия по способу исполнения, расчетным условиям эксплуатации):

  • низший — передача напряжения до 1 кВ;
  • средний — проводниками передается электричество 1-35 кВ;
  • высокий — кабель работает с напряжением 110-220 кВ;
  • сверхвысокий — транспортировка тока в пределах 330-500 кВ;
  • ультравысокий — кабель рассчитан на передачу электричества выше 750 кВ (высоковольтные линии).

ЛЭП также классифицируют по другим параметрам.

По способу крепления проводов

Опоры воздушных линий бывают:

  • промежуточными — для монтажа кабелей на опорах используют поддерживающие зажимы;
  • анкерными — такие опоры служат для натяжения кабелей с использованием натяжных зажимов.

Опоры ЛЭП сооружают на определенном расстоянии, которое получило название пролета или анкерованного участка (в зависимости от цели применения). Правила устройства электроустановок регулируют применение промежуточных и анкерных опор. К примеру, последние используют в случае пересечения железных дорог и других объектов общего пользования.

Чтобы совершить поворот линии, используют угловые анкерные опоры, оснащенные поддерживающими или натяжными зажимами. На этом основании делят анкерные и промежуточные опоры на несколько типов, отличающиеся между собой по назначению.

Прямые участки линии оснащают промежуточными прямыми опорами. Они создаются таким образом, чтобы успешно воспринимать оказываемые нагрузки.

Промежуточные опоры углового типа устанавливают в точках, где нужно повернуть линию. Подвеску кабелей осуществляют с применением поддерживающих гирлянд. Промежуточным угловым опорам при правильной установке удастся эффективно противостоять нагрузкам, аналогичным тем, что действуют на прямые опоры воздушных линий и исходящие от поперечных элементов тяжения.

Анкерная опора на прямом участке трассы, оснащенная проводами с обеих сторон, действует по принципу промежуточной опоры за счет уравновешивания тяжения горизонтальной продольной нагрузки. При подвешивании проводов с разным натяжением опора линии электропередач будет подвергаться горизонтальной продольной нагрузке.


В зависимости от используемого материала

Опоры воздушных линий бывают:

  • Деревянными — используют преимущественно сосновые породы (при напряжении до 1000 В могут применяться другие породы деревьев), которые соответствуют ряду требований. Ствол для опоры должен иметь естественную конусность, диаметр на верхнем отрубе не менее 12 см (если напряжение до 1000 В). Деревянные опоры подходят для передачи электричества не выше 110 кВ и обустройства линий связи. Главным недостатком таких опор выступает непродолжительный срок службы — около 4-5 лет.
  • Металлическими — отличаются прочностью, надежностью, но в отличие от предыдущего типа опор, дорогостоящие. Основным материалом изготовления опор такого вида служит сталь специальных марок. Перед введением в эксплуатацию опоры оцинковывают и периодически окрашивают. Такие опоры подходят для ВЛ напряжением от 220 кВ. Они могут производиться в решетчатой форме или в виде гнутых стальных стоек (многогранные). Последний вариант опор отличается наибольшей популярностью в силу удобной транспортировки.
  • Железобетонными — универсальный вариант опоры, который подходит для передачи электричества до 1000 В и выше. Особенностью таких конструкций считают минимальные эксплуатационные расходы (практически не нуждаются в ремонте). Опоры из железобетона могут быть монолитными или собирающимися в конструкции. Прочность опор зависит от того, каким способом уплотнялся бетон — центрифугованием или вибрированием. Срок эксплуатации железобетонных опор составляет не меньше 40 лет.


В зависимости от типа нейтрали

Выделяют опоры:

  • Трехфазные с незаземленной нейтралью — такая схема подходит для сетей с небольшим напряжением (3-35 кВ).
  • Трехфазные с заземлением через индуктивность — также называются резонансно-заземленными опорами.
  • Трехфазные с полностью заземленной нейтральной шиной — подходят для ВЛ со средним, высоким рабочим напряжением. В таких сетях используют трансформаторы.
  • Опоры с глухозаземленной нейтралью — ВЛ, которые передают напряжение выше 220 кВ.

По назначению

Воздушные линии могут отличаться в зависимости от мощности, а также типа получателя и отправителя электроэнергии (крупные населенные пункты, заводы, станции). Бывают линии электропередач:

  • сверхдальние — связывают между собой различные энергетические системы, рабочее напряжение начинается от 500 кВ;
  • магистральные — обеспечивают напряжение в сети 220 и 330 кВ, распределяют энергию от электростанций до населенных пунктов, также связывают в единую систему несколько электростанций;
  • распределительные — передают напряжение 35, 110 и 150 кВ от распределительных сетей через опоры до населенных пунктов и крупных предприятий, линии менее 20 кВ подходят для поставки электричества конечным потребителям.


По способу установки и количеству цепей

В этой категории есть несколько видов опор воздушных линий:

  • закрепляющиеся непосредственно в грунте;
  • устанавливающиеся на фундаменте.

Также опоры могут быть свободностоящими (распределяют через стойки) и оснащенные оттяжками (передают на грунт только вертикальные нагрузки). В обоих случаях возможно обустройство изделия одностоечного или портального.

По количеству цепей различают опоры воздушных линий одно-, двух-, многоцепные. Также опоры классифицируют по конструкции — она зависит от целей применения ВЛ, рабочего напряжения, количества кабелей, тросов, их расположения, климатических особенностей и ряда других условий. Наиболее простая конструкция опоры — одиночно стоящий столб («свеча»), более сложные формы: А-образные, портальные, треноги, АП-образные и др.


В заключение

Существует обширная классификация воздушных ЛЭП (опоры, устанавливающиеся в грунте или на фундаменте, промежуточного, анкерного типа и т. д.), которая позволяет использовать наиболее подходящие конструкции. Возведение опор воздушных линий сопровождается большими капиталовложениями и трудозатратами, при этом помогает решить вопрос электроснабжения любой местности. Независимо от типа опоры ВЛ, важно соблюдать ее грамотное техническое обслуживание, проводить регулярный ремонт.


Виды опор по назначению | elesant.ru

 

Вступление

Опоры линий электропередач, несут основную нагрузку, при натяжении проводов линии, при поворотах и изгибах линии, по организации отводов к абонентам. Причем эти нагрузки рассчитываются с запасом. Так для ВЛ, так называемой 4-ой зоны (северные районы) расчетная толщина гололеда берется 22 мм , округляясь до 20 мм или прибавляя 5 мм, если линия проложена вблизи плотин и других водоемов.

Примечание: Данные виды опор по назначению, применимы для всех видов опор по материалу. 

Четыре вида опор по назначению

Для удержания проводов ВЛ и обеспечения нормативного тяжения проводов (нагрузки) ГОСТом и правилами ПУЭ предусмотрено четыре типа опор по назначению:

  • Промежуточные;
  • Анкерные;
  • Угловые;
  • Концевые;
  • Специальные.

Далее подробно о каждом типе опор по назначению.

Промежуточные опоры ВЛ

Обозначение «П». Эти опоры испытывает нагрузки только по вертикали и горизонтали. В отличие от анкерных опор, промежуточные опоры не участвуют в тяжении проводов, а только поддерживают их. Однако, рассчитываются эти опоры с запасом, так как нагрузка на них значительно возрастает в аварийных ситуациях.  Монтируются промежуточные опоры на участках трассы без поворотов и изгибов, строго между силовыми (анкерными )опорами. Из всех опор трассы они составляют около 85% всех опор.

Анкерные опоры ВЛ

Обозначаются буквой «А». Эти опоры, несут основную нагрузку в натяжение проводов. Именно, анкерные опоры участвую в тяжении проводов при монтаже ВЛ. По этому они массивные и прочные. Конструкция анкерных опор сильно отличается от других типов опор.

Ставятся анкерные опоры на прямом участке трассы, при проходе ж/д веток, дорог, рек, других переходах через препятствия. Также в местах смены сечения проводов ВЛ.

Опоры анкерно-угловые

Эти опоры (обозначаются буквой У), и это понятно по названию, ставятся при поворотах ВЛ. Если угол поворота маленький, то угловая опора имеет конструкцию промежуточной опоры. Если угол поворота большой, то ставится анкерная опора.  

Опора на углу, испытывает равные нагрузки от тяжения проводов соседних пролетов. Суммарная сила действует посередине угла поворота.

Опора концевая

Обозначение буквой «К». Концевая опора стоит в конце и начале ВЛ, а также на кабельных вставках. Она испытывает одностороннее тяжение и поэтому, по конструкции концевая опора разновидность прочной анкерной опоры.

Специальные опоры («С»)

К специальным опорам относятся:

Опоры ответвительные, для организации подключений абонентов;

  • Опоры для смены позиций проводов — транспозиционные опоры;
  • Опоры перекрестные, ставятся при пересечении ВЛ разных направлений;
  • В местах повышенной ветрености, ставят опоры противоветровые;
  • Есть и переходные опоры, для прохода через искусственные и естественные препятствия.

В завершении замечу, что по способу установки опоры делятся на фундаментные и грунтовые. Вторые закапываются непосредственно в грунт. 

©Elesant.ru

Другие статьи раздела: Воздушные линии электропередачи

 

 

 

Похожие статьи

Прокладка кабельных линии электропередач и связи

Кабельная линия — линия для передачи электроэнергии или отдельных импульсов её, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей.

        В наше время довольно трудно представить себе город, поселок, даже дачный участок, в котором бы не было электричества. Современные люди настолько привыкли к различным бытовым приборам, электрооборудованию, да и просто свету и теплу, что отсутствие электричества даже на короткий промежуток времени вызывает неудобства и проблемы. Если в городе, конкретном микрорайоне, поселке, промышленном объекте нет своей электростанции, то для организации электроснабжения их следует подключить к энергетическим сетям, чтобы обеспечить дальнейшее распределение электроэнергии. Такие присоединения выполняются при помощи линий электропередач – выходящих за пределы определенных электростанций линии электрической сети, системы энергетического оборудования. Для обеспечения эффективного электроснабжения используются воздушные и кабельные линии электропередач.

Кабельные линии электропередач представляют собой линии, которые предназначены для передачи отдельных импульсов электроэнергии или ее самой. Состоит такая линия из кабелей (один или несколько параллельных), соединительных, стопорных и концевых муфт, крепежных деталей. Маслонаполненные линии, кроме перечисленных составляющих, имеют еще и подпитывающие аппараты, оборудованные системой сигнализации давления масла.

Классификация, которую имеют кабельные линии электропередач, аналогична классификации воздушных линий. По условиям прохождения кабельные линии электропередач бывают:

  • по сооружениям;
  • подземные;
  • подводные.

Обычно, кабельные линии электропередач используют для прокладки в тех местах, где строительство воздушных линий невозможно или затруднено в силу объективных причин. Их прокладка возможна и на территориях промышленных предприятий, и в городах, и в дачных или коттеджных поселках. Основными преимуществами таких линий перед воздушными считается прокладка закрытого типа, которая надежно защищает кабельные линии электропередач от различных атмосферных воздействий и высокая степень надежности, безопасности в процессе эксплуатации. Данные преимущества позволяют широко применять кабельные линии в сетях как внешнего, так и внутреннего энергоснабжения.

Монтаж кабельных линий электропередач выполняется в четком соответствии с проектной и технической документацией. При разработке необходимой документации следует учитывать все факторы, влияющие на строительство линий электропередач (особенности трассы, рельефа, результаты геодезических изысканий и прочее), а также условия их эксплуатации.

Строительство кабельных линий, выбор вариантов прокладки, обслуживание и необходимый ремонт должны производиться только высококвалифицированными специалистами.

Специалисты компании «Визард НТ», имеют необходимый уровень подготовки, большой опыт проведения работ по строительству и обслуживанию линий электропередач. Для нас кабельные линии электропередач, их проектирование и монтаж – хорошо знакомое и понятное дело, поэтому все работы мы выполняем быстро и качественно. Обратитесь в нашу компанию и убедитесь в этом сами.

Изоляторы ЛЭП, воздушные линии электропередач изоляторы

Изоляторы ЛЭП

Классификация изоляторов ЛЭП

Предлагаем к реализации изоляторы ЛЭП различного назначения, конструктивного исполнения и условий эксплуатации. Конструкцией и назначением отличаются, к примеру, опорные, такелажные, защитные и проходные устройства. Различие между штыревыми и подвесными изоляторами заключается в способе крепления их к опорам.

В промышленной электротехнике особого акцента удостоилась стандартизация буквенных обозначений, относящихся к изоляторам:

Цифры, идущие вслед за буквенными обозначениями, являются показателями номинального напряжения электротока (измеряемого в киловольтах) для конкретного изолятора.

Стеклянные, полимерные и фарфоровые изоляторы ЛЭП

Для производства высоковольтных изоляторов используют фарфор, техническое стекло или полимеры. Стеклянные изоляторы выпускают из закаленного стекла. Они в сравнении с другими видами изделий компактны, обладают небольшой массой, меньшим электрическим сопротивлением, внушительной механической прочностью, подлежат длительной эксплуатации.

В изоляционном теле стеклянных устройств отсутствуют скрытые дефекты и внутренние напряжения. Они обладают стабильными электроизоляционными свойствами. Изоляторы из стекла не стареют, в них не возникают микротрещины. Вышедшие из строя устройства на линии быстро идентифицируются.

Высоковольтные полимерные изоляторы для ЛЭП, выпускаемые из высокомолекулярных пластмасс самые распространенные, ими часто оснащают линии электропередач. Конструкция полимерных композитных изоляторов состоит из полимерной оболочки и стеклопластикового стрежня с оконцевателями. Чтобы повысить изолирующие свойства у фарфоровых изоляторов, их покрывают глазурью и обжигают.

Штыревые изоляторы ЛЭП

Штыревые изоляторы фиксируют на опорах при помощи специальных крюков или штырей. Их используют, как правило, для линий электропередач с напряжением, не превосходящим 35 киловольт. С помощью этих устройств подвешивают сравнительно легкие провода. При этом выбор типа крепления провода обуславливается условиями трассы.

Провода к промежуточным опорам крепятся за головки штыревых изоляторов, а к анкерным и угловым опорам их фиксируют на шейках изоляторов. Если провода монтируют к угловым опорам, их располагают так, чтобы они оказались на наружной стороне изолятора.

Изоляторы этого вида укрепляются на опорах благодаря использованию штырей или крюков. На траверсах из дерева, железобетона или металла устанавливаются штыри, а в деревянные опоры ввертываются крюки. Изоляторы, снабженные штырями или крюками, крепятся с применением переходных полиэтиленовых колпачков. Сначала колпачок разогревают, затем плотно надвигают его до упора на штырь, и только после этого выполняют навинчивание изолятора.

Подвесные изоляторы ЛЭП

Линии с напряжением свыше 35 киловольт оборудуют подвесными изоляторами, собранными в гирлянды. Их комплектуют из стеклянных и фарфоровых тарелок (изолирующих деталей), стержня и шапки, выполняемой из ковкого чугуна. При комплектовании гирлянд получают шарнирное сферическое крепление изоляторов, которое обеспечивает конструкция головки стержня и гнезда шапки. Собранные гирлянды подвешивают к опорам, чем и достигают требуемую изоляцию проводов.

У подвесных изоляторов, собранных из стеклянных или фарфоровых изолирующих тарелок, оголовок либо шапок, изготовленных из ковкого чугуна со стальным стержнем в виде пестика довольно сложная конструкция. Для того чтобы закрепить в тарелке стержень и шапку, применяют высокомарочный цемент. Сферическая форма головок стержней и шляпок изоляторов позволяет смонтировать из них надежные гирлянды, в которых изоляторы прочно соединены меж собой.

В гирлянды входит разное количество изоляторов, их число определяется видом самих устройств, образующимся в ЛЭП напряжением и тем, насколько загрязнена окружающая среда. Если электротехнических показателей одной гирлянды не хватает, то провода скрепляются двумя гирляндами, которые подвешиваются параллельно.

Опоры ЛЭП: Классификация, конструкция, требования к размещению

Правила размещения опорных точек

Установка концевых, промежуточных прямых и угловых, анкерных металлических конструкций проводится «ЛАНИТ» строго в соответствии с российским законодательством. Строительство ЛЭП производится в согласии с ГОСТами, прочими регламентирующими документами, в частности, СНиПом 12-01-2004, перечисляющим общий порядок проведения строительных работ:

  1. Разметку территории под опоры разных типов.
  2. Бурение ям под фундамент металлоконструкций.
  3. Сборку конструкций (вертикальную или горизонтальную).
  4. Проверку, соответствует ли расстояние между опорами ЛЭП запланированному, прочие поверочные действия.
  5. Окончательную фиксацию металлоконструкций.

Один из основных параметров, расстояние между опорами ЛЭП, определяется действующими нормами:

  • При передаваемом напряжении до 1 киловольта — 30…75 метров.
  • До 10 киловольт — 75…200 метров.
  • До 220 киловольт — 200…400 метров.
  • До 330 киловольт — 400…700 метров.

Также в зависимости от напряжения рассчитывают высоту конструкций: например, при показателе до 1 киловольта она составляет от 7 метров.

Охранная зона ЛЭП, то есть территория под вышками и столбами, на которой запрещены бытовое строительство, размещение взрывоопасных и горючих веществ, прогулки, выпас домашнего скота, высаживание деревьев, определяется Постановлением Правительства России №160 (от 24.02.2009). В частности, этот документ предписывает минимальное расстояние от ЛЭП до строительных объектов; например, при передаваемом напряжении до 1 киловольта оно составляет 2 метра, а до 10 киловольт – 10 метров.

«ЛАНИТ» произведёт металлические опоры линий электропередач, полностью отвечающие современным требованиям. Работы будут произведены быстро; в пределах Московской области возможны доставка и установка. Обращайтесь — сделайте электросеть абсолютно надёжной!

Ошибка 404. Страница не найдена

 
Материально-техническое обеспечение программ подготовки специалистов среднего звена

Информация о наличии средств обучения и воспитания, приспособленных для использования инвалидами и лицами с ограниченными возможностями здоровья

Обучение обучающихся инвалидов и лиц с ограниченными возможностями здоровья (далее — ОВЗ) в государственном бюджетном профессиональном образовательном учреждении «Невинномысский энергетический техникум» (далее – Техникум) осуществляется согласно Методических рекомендаций по вопросам организации инклюзивного образования и создания специальных условий для получения среднего профессионального образования инвалидами и лицами с ограниченными возможностями здоровья, подготовленными министерством образования и молодежной политики Ставропольского края (письмо № 10-29/12286 от 21.12.2016), а также Положения о порядке организации интегрированного (инклюзивного) обучения инвалидов и лиц с ОВЗ (решение Педагогического совета протокол № 2 от 27.09.2017).

Техникум имеет личный кабинет пользователя на официальном сайте «Доступная среда Ставропольского края».

Личный кабинет на портале инклюзивного образования Ставропольского края «Учимся вместе».

В целях регулирования вопросов инклюзивного образования и создания условий для получения обучающимися инвалидами и лицами с ОВЗ в Техникуме разработаны локальные нормативно-правовые акты:

Положение о порядке организации интегрированного (инклюзивного) обучения инвалидов и лиц с ограниченными возможностями здоровья.

Паспорт доступности объекта социальной инфраструктуры.

План работы по инклюзивному (интегрированному) обучению.

Методические рекомендации для преподавателей по работе с обучающимися инвалидами и обучающимися с ОВЗ.

Методические рекомендации по разработке программ учебных дисциплин адаптационного цикла.

Ответственность за создание условий для получения образования обучающимися инвалидами и лицами с ОВЗ несут структурные подразделения (сектор научно-методической работы, учебная часть, отдел воспитательный работы, хозяйственный отдел). Ответственный за организацию инклюзивного образования в Техникуме заместитель директора по научно-методической работе (приказ № 566 от 14.09.2017):

1) учебной частью ведется специализированный учет обучающихся инвалидов и лиц с ОВЗ на этапах их поступления, обучения и трудоустройства в системе автоматизированного мониторинга (далее — САМ). Личные дела обучающихся инвалидов и лиц с ОВЗ содержат сведения о группе инвалидности, реабилитационную карту ПМПК, согласие на обработку персональных данных и иные необходимые сведения. Совместно с отделом информационных технологий осуществляется решение вопросов развития и обслуживания информационно-технологической базы инклюзивного обучения;

2) сектор научно-методической работы является организатором инклюзивного образования в техникуме, проводит профориентационную работу среди обучающихся, в т.ч. для инвалидов и лиц с ОВЗ, ежегодно проводит мониторинг доступности СПО для инвалидов и лиц с ОВЗ на портале методической поддержке инклюзивного образования;

3) отдел воспитательной работы обеспечивает адаптацию обучающихся инвалидов и лиц с ОВЗ к условиям и режиму учебной деятельности, проводит мероприятия по созданию социокультурной толерантной среды, необходимой для формирования гражданской, правовой и профессиональной позиции соучастия, готовности всех членов коллектива к общению и сотрудничеству, к способности толерантно воспринимать социальные, личностные и культурные различия, организацию психолого-педагогического, медико-оздоровительного, социального сопровождения обучающихся инвалидов и лиц с ОВЗ;

4) комиссия по трудоустройству выпускников во главе с заместителем директора по учебно-производственной работе оказывает содействие трудоустройству выпускников-инвалидов и лиц с ОВЗ в виде: презентаций и встреч работодателей с обучающимися старших курсов, индивидуальных консультаций по вопросам трудоустройства.

Образовательный процесс в Техникуме строится в сочетании индивидуальных и коллективных форм обучения.

виды, назначение и область применения

Вы, наверное, замечали, что провода ЛЭП закреплены на опорах на гирляндах из фарфоровых или керамических тарелок. Эти тарелки называется изоляторами. Они несут как изолирующую, так и монтажную роль механического крепления. Изоляторы воздушных линий электропередач бывают разными, в зависимости от расположения, места применения и напряжения линии, которую они держат. В этой статье мы рассмотрим виды электрических изоляторов и их назначение.

Характеристики изоляторов

Электрический изолятор – это изделие, предназначенное для крепления провода, кабеля или шины на несущей конструкции линии электропередач и предотвращения её пробоя на землю. Они бывают разных видов и изготавливаются из диэлектрических материалов – фарфора, стекла и полимеров.

Так как электрическое предназначение изоляторов – обеспечить изоляцию проводника от несущей конструкции, то основными характеристиками являются:

  • Сухоразрядное напряжение – напряжение, при котором наступает искровой разряд по поверхности в сухом её состоянии при нормальных условиях окружающей среды.
  • Мокроразрядное напряжение – то же самое, но под дождем, если его струи попадают на изолятор под углом в 45 градусов. Сила дождя при этом равна 5 мм/мин, удельное объемное сопротивление воды — 9500-10500 Ом*см (при 20°С). Так как вода проводит электрический ток – мокроразрядное напряжение всегда ниже сухоразрядного.
  • Пробивное напряжение – напряжение, при котором наступает пробой тела изолятора между стержнем и шапкой (для подвесных изделий). Стержень и шапка при этом являются электродами.

Конструкция

Конструктивно все электрические изоляторы различаются способами крепления к несущей конструкции и крепления кабеля. Главной задачей этого изделия является предотвращение электрических разрядов, для этого они выполняются в виде тарелок или стержней с ребрами. Эти ребра нужны для того, чтобы разряд развивался под углом к силовым линиям поля. На рисунке ниже вы видите примеры типовых изделий разных форм и конструкций:

 

Различие по материалу исполнения

Чтобы рассмотреть классификацию видов и типов изоляторов нужно сначала разобраться, как их различают. Итак, в первую очередь они классифицируются по материалу изготовления:

  1. Фарфоровые.
  2. Стеклянные.
  3. Полимерные.

Фарфоровые можно назвать классикой, такие применялись раньше даже при наружной проводке в домах. Обычно они белого цвета, но могут быть и других цветов. Такие можно увидеть на разных электроустановках. Достоинством является то, что они выдерживают большие нагрузки на сжатие, обладают хорошими диэлектрическими свойствами.

Однако они бьются и ломаются. Отсюда возникает необходимость регулярной проверки их целостности, а часто для этого приходится отключать электроустановку и вытирать с них масло, пыль и другие загрязнения. Также проблемой является их большой вес.

Стеклянные, хоть и боятся ударов, но для контроля их целостности достаточно визуального осмотра, что можно провести и без отключения напряжения. В настоящее время в воздушных линиях электропередач, в качестве подвесных изоляторах они вытесняют керамику, в том числе и потому что меньше весят, а также в производстве дешевле.

Полимерные используются в помещении, на улице редко, в качестве исключения. Можно иногда увидеть опорные изоляторы из полимеров на ВЛ 10 кВ или других напряжений средней величины, но редко, или на неответственных линиях. Это обусловлено тем, что с течением времени и под действием УФ-излучений они стареют, внутренняя структура распадается и ухудшаются их электрические и механические характеристики.

Однако для оборудования, которое доступно для регулярного обслуживания и ремонта они применяются часто. Например, это могут быть опорные изоляторы шин в трансформаторных подстанциях и распределителях.

Типы по конструкции и назначению

По конструкции выделяют три основных разновидности изоляторов ВЛ:

  • штыревые;
  • подвесные линейные;
  • опорные и проходные.

Штыревые относятся к линейным изоляторам. Используются в ЛЭП до 35 кВ. В том числе на линиях 0,4 кВ. Этот тип исполнения цельный, на нем есть канавка для закрепления провода и отверстия для установки на траверсы, крюки, штыри.

Интересно: на ВЛ от 6 до 10 кВ используют одноэлементные изоляторы, а на 20-35 – из двух элементов.

Подвесные используются на высоковольтных воздушных линиях напряжением 35 кВ и больше. Они бывают двух типов поддерживающими (стержневыми) и натяжными.

Натяжные тарельчатые изоляторы работают на растяжение и удерживают линию на опоре, монтируются под углом. Конструктивно они выполнены в виде фарфоровой или стеклянной тарелки. В нижней части обычно выступает стержень с расширяющейся шляпкой. Сверху расположена металлическая крышка с отверстием специальной формы, такой чтобы в ней можно было закрепить нижний стержень. Таким образом происходит унификация и вы можете набрать в гирлянду столько изоляторов, сколько нужно для достижения нужных номинальных напряжений пробоя. Такая гирлянда получается гибкой, она удерживает линии электропередач на опоре.

На промежуточных опорах устанавливают подвесные стержневые изоляторы. Они выполнены в виде опорного стержня, на его концах металлические части для крепления к опоре и проводам. Они устанавливаются вертикально и провод ложится на них – это и есть основное отличие от предыдущих. Также они отличаются тем, что натяжные изоляторы выдерживают больший вес, поэтому могут использоваться на опорах, расположенных дальше друг от друга.

Интересно: на ответственных участках и для повышения надежности монтажа ЛЭП могут использоваться сдвоенные гирлянды натяжных изоляторов.

Опорные и проходные изоляторы уже являются станционными, а не линейными. Этот вид так называется потому что используется внутри электростанций и трансформаторных подстанций. Изготовляются из полимеров или фарфора. Опорные используют для крепления токопроводящих шин к заземленным конструкциям, например, корпусу трансформаторов или внутри вводных и распределительных электрощитов.

Маркировка изоляторов всех разновидностей подобная, обычно она содержит сведения о типе изделия и номинального напряжения линии, например:

Для того чтобы провести кабель или шину через стену используются проходные изоляторы. Эта разновидность изделий с полым телом, в котором расположена токоведущая часть. Для повышения изолирующих свойств может иметь дополнительно масляный барьер или маслобумажную прокладку. Такой тип изоляторов позволяет прокладывать линию до 110 кВ. Бывают и другого типа – без токопровода внутри, просто диэлектрический полый цилиндр с отверстием, который надевается на кабель.

На это мы и заканчиваем нашу статью. Теперь вы знаете, какие бывают изоляторы для воздушных линий электропередач и где применяется каждый вариант исполнения!

Материалы по теме:

Классификация линий электропередач — OpenStreetMap Wiki

Существует несколько типов линий электропередач, так как напряжение их передачи может варьироваться от 60 В для телефонных линий до более 1000000 В для передачи высокой мощности. Хотя используются разные виды тока.

Линии электропередач трехфазного переменного тока

Почти все линии электропередач в мире трехфазные. Таблицу с наиболее распространенными свойствами для идентификации типов линий можно найти здесь.

Обозначение Диапазон напряжения Тип используемых пилонов Конечные точки Тип используемых подстанций Количество проводов на систему Тип проводов Использование заземляющего проводника Рекомендуемая классификация
Низковольтная линия 0 – 1000 В Деревянные, бетонные, стальные трубы, решетчатые столбы, а также столбы на крышах Закрытые подстанции, опоры (не окруженные распределительным устройством), стены зданий Внутренний 4 сингл нет второстепенная_строка
Линия среднего напряжения 1000 В – 50000 В Деревянные, бетонные, стальные трубы, решетчатые столбы Закрытые подстанции, опоры (не окруженные распределительным устройством) Внутренний, опорный трансформатор 3 сингл обычно нет, но бывают исключения minor_line (только до 45 кВ), линия
Высоковольтная линия 50000 В – 200000 В решетчатые башни, иногда башни из стальных труб или деревянных столбов Наружные подстанции, редко оконечные опоры (иногда окруженные распределительным устройством) или внутренние подстанции На открытом воздухе, редко в помещении 3 одноместный (редко двухместный, трехместный или четырехместный) обычно да строка
Линия сверхвысокого напряжения > 200000 В решетчатые опоры, иногда опоры из стальных труб (до 500 кВ) или опоры на деревянных опорах (до 345 кВ) Наружные подстанции, редко оконечные опоры (иногда окруженные распределительным устройством) или внутренние подстанции На открытом воздухе, редко в помещении 3 2–8, одиночные редко > 250 кВ обычно да строка

Опоры линий электропередач (или, в некоторых местах, опоры) могут нести несколько систем с разным напряжением.Для классификации как «линия» или «второстепенная_линия» релевантно самое высокое напряжение. Если опора, предназначенная для высоковольтной линии, несет только цепи линий среднего напряжения, она должна классифицироваться как «линия» со значением напряжения. Если это значение неизвестно, выберите «20 кВ» или «15 кВ».

Иногда на опорах линий напряжением более 1 кВ прокладывают изолированный кабель связи, который может быть как отдельным кабелем, так и входить в состав заземлителя. На некоторых линиях, построенных EVS (теперь EnBW), кабель связи висит гирляндой на заземлителе или отдельной веревке.

Однофазные линии переменного тока

В Германии, Швейцарии, Австрии, Норвегии, Швеции и на восточном побережье США в электропоездах используется однофазный переменный ток с частотой, отличной от той, что используется в сети общего пользования. Эти железные дороги питаются либо от сети общего пользования от преобразователей на подстанциях железной дороги, либо от отдельной однофазной сети переменного тока, питаемой от собственных электростанций и преобразователей от сети общего пользования. Эти линии используют 2 проводника на систему и почти всегда используют заземляющие проводники.Хотя такие линии используются для железнодорожных целей, они часто не проходят вдоль железнодорожных путей. В некоторых случаях линии устанавливаются на опорах / опорах воздушной линии железной дороги, которая, в частности, используется в однофазных линиях электропередачи 138 кВ Amtrak (бывшая Пенсильванская железная дорога) в Северо-восточном коридоре, обеспечивающих тяговую мощность 12 кВ 25 Гц. , где чаще всего проходят основные линии контактной сети.).

Используются следующие напряжения и частоты:

  • 110 кВ, д. 16.7 Гц, в Германии и Австрии
  • 55 кВ, 16,7 Гц, на городской железной дороге в Вене (Австрия) и Норвегии
  • 66 кВ, 16,7 Гц, в Швейцарии
  • 132 кВ, 16,7 Гц, в Швейцарии и Швеции
  • 27,5 кВ, 25 Гц, Мариацеллер-Бан, Австрия
  • 24 кВ, 138 кВ, 25 Гц, в Северо-восточном коридоре и части главной линии Филадельфия-Гаррисберг (по Amtrak, затем Pennsylvania Railroad) и пригородных линиях SEPTA в США)

Проводники обычно одиночные, но также существуют линии с жгутами, обычно питающие высокоскоростные железнодорожные линии (например, 15 кВ 16.7 линий, обслуживающих поезда ICE в Германии)

Другой тип однофазных линий под названием Single Wire Earth Return часто используется в малонаселенных сельских районах. Поскольку он состоит всего из одного провода и может иметь большое расстояние между опорами электропередач, он позволяет недорого электрифицировать районы с небольшим количеством потребителей. Напряжение обычно составляет 12 кВ или 19 кВ.

Линии постоянного тока

Для передачи на большие расстояния и для передачи по морскому кабелю часто используется постоянный ток. Хороший список реализованных линий постоянного тока можно найти на http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_HVDC_projects Линии постоянного тока обычно имеют 2 проводника, однако существуют и схемы с 1 или 3 проводниками. Особенностью линий постоянного тока является то, что в некоторых схемах используется возврат на землю, поэтому требуется установка специального электрода сложной конструкции, чтобы избежать нежелательной электрохимической коррозии. Эти электроды соединены с клеммами линии специальными линиями, так называемыми электродными линиями. Эти линии, но чаще всего, не могут быть установлены на опорах главной линии, где они могут служить заземляющими проводами, если они установлены на изоляторах с грозозащитным разрядником над проводниками на главной линии.Если электродные линии устанавливаются на отдельной трассе линии, эта линия часто выглядит как линия среднего напряжения, но с 1 или 2 проводниками, но некоторые электродные линии устанавливаются на опорах для более высоких напряжений. В то время как линии постоянного тока обычно используют в качестве трехфазных линий переменного тока заземляющие проводники сравнимого напряжения и несколько проводов, в электродных линиях используются одиночные провода и отсутствуют заземляющие проводники, хотя существуют исключения.

Гибридные линии

В ряде случаев на линейных опорах проложены линии электропередач на разные виды тока.Возможны следующие комбинации

  • Постоянный ток – однофазный переменный ток
  • DC – трехфазный AC
  • Однофазный переменный ток – трехфазный переменный ток
  • DC – однофазный переменный ток – трехфазный переменный ток

Пока линии для постоянного и однофазного переменного тока на одних и тех же башнях не реализованы. Линии с постоянным и трехфазным переменным током встречаются крайне редко. Были реализованы только следующие примеры:

  • ОРУ Волгоград-ГЭС (ВПТ Волгоград-Донбасс и ВЛ-500 кВ): 48.8276097Н 44.6677902 Э — 48.8255471 Н 44.6748617 Э
  • Электродная линия ВПТ Square Butte на линии 230 кВ: 46.924703 N 92.69731 W — 46.775461 N 92.295005 W
  • Электродная линия КУ ВНПТ на ВЛ 230 кВ: 47,3766768 Н 101,164063 Вт — 47,3786166 Н 101,1680863 Вт
  • Электродная линия ТС ВНПТ на ЛЭП: 47.3744681 Н 101.1632154 Вт — 47.375943 Н 101.1632905 Вт
  • Электродная линия ВПТ Pacific Intertie на ВЛ 230 кВ: 34.3123671 N 118.483134 W — 34.3144624 N 118.4

    5 Вт
  • Электродная линия ВПТ Pacific Intertie на линии 230 кВ: 34.30

    N 118.4 W — 34.2813563 N 118.477071 W

  • Электродная линия ВПТ Pacific Intertie на линии 230 кВ: 34.2797533 N 118.47 W — 34.2301203 N 118.5432844 W
  • Электродная линия ВПТ Pacific Intertie на линии 230 кВ: 34.2799661 N 118.47

    W — 34.2301417 N 118.543499 W

  • Электродная линия ВПТ Pacific Intertie на ВЛ 230 кВ: 34.2285002 N 118.5437708 W — 34.1797571 N 118.5430871 Вт
  • Электродная линия HVDC Pacific Intertie на линии 230 кВ: 34.1781036 N 118.5430229 W — 34.0693651 N 118.4889834 W

Однако линии с трехфазными и однофазными цепями переменного тока с использованием одних и тех же опор распространены в Германии и Швейцарии.

Телефонные линии

Телефонные линии могут быть реализованы либо как изолированный кабель, проложенный по (обычно деревянным) опорам, либо как воздушная линия с неизолированными проводами на обычно деревянных опорах. Последний в основном используется в промышленно развитых странах, обычно только на линиях, построенных вдоль неэлектрифицированных железных дорог.Количество проводников, установленных на этих опорах, обычно кратно 2, хотя существуют и одножильные линии. В некоторых случаях существует 20 и более проводников.

Телефонные линии с изолированными кабелями на деревянных опорах распространены в сельской местности для подключения к фермам и другим удаленным потребителям.

Радиочастотные линии

На некоторых передатчиках для длинных, средних и коротких волн передача мощности от здания передатчика к антенне осуществляется по специальной коаксиальной воздушной линии.Он состоит из нескольких проводов, закрепленных на изоляторах внутри кольца из нескольких проводов. В качестве опорных конструкций для этих линий используются бетонные или стальные опоры.

Некоторые антенны, такие как Т-образные антенны или направленные коротковолновые антенны, также выглядят как линии электропередач. Также существуют антенные провода, закрепленные на скальных якорях. Питающие линии наземных дипольных антенн, используемых для СНЧ-передачи, таких как российские ЗЕВС, выглядят как обычные линии электропередач для напряжений от 10 кВ до 100 кВ, но могут иметь только 1 или 2 проводника.

См. также

Типы линий электропередач по напряжению | Блог системного анализа

  • В зависимости от условий окружающей среды, географического положения, уязвимости и стоимости линии электропередачи располагаются либо над землей, либо под землей.

  • Допустимый диапазон напряжений на средних линиях электропередачи составляет от 20 до 100 кВ.

  • Кабели низкого напряжения используются для напряжения до 1 кВ в подземных системах линий электропередач.

Линии электропередач — это соединительные элементы, пролегающие между генерирующими и распределительными станциями. Линии электропередач передают высокое напряжение от генерирующих станций к первичным передающим станциям, вторичным передающим станциям, первичным распределительным станциям и вторичным распределительным станциям.

Эти линии классифицируются в зависимости от их расположения (воздушные или подземные), длины и номинального напряжения.Среди этих трех характеристик понимание того, как работает классификация различных типов линий электропередачи на основе напряжения, особенно важно для выбора правильного кабеля для данного уровня напряжения. Помимо таких характеристик, как мощность распределительных линий и кабелей передачи, с точки зрения проектирования существуют также такие характеристики, как характеристический импеданс, задержка распространения, индукция и отраженные волны, а также другие эффекты линии передачи, которые необходимо отслеживать.

Давайте рассмотрим две классифицирующие характеристики, расположение линии и номинальное напряжение, и посмотрим, как они соотносятся друг с другом.

Воздушные и подземные линии электропередачи 

Линии электропередачи могут быть расположены как над землей, так и под землей.

Воздушные линии электропередачи представляют собой неизолированные проводники над уровнем земли, поддерживаемые пилонами и опорами. Важнейшим параметром, классифицирующим воздушные линии электропередачи, является их длина. Для каждой классификации длины воздушных кабелей существует предел максимального напряжения, за которым они не допускаются.

Подземные линии электропередач представляют собой изолированные кабели, проложенные под землей внутри сводов и траншей.Уровни напряжения и изоляция классифицируют подземные кабели. Для каждого класса напряжений существует определенный тип подземного кабеля.

При принятии решения о том, должна ли линия электропередачи быть воздушной или подземной, следует учитывать условия окружающей среды, географическое положение, чувствительность линии и затраты.

Типы линий электропередачи в зависимости от напряжения

Как воздушные, так и подземные линии электропередачи имеют подклассы в зависимости от напряжения.

Воздушные линии электропередачи

  1. Короткие линии электропередачи — Короткие линии электропередачи, длина которых не превышает 50 км, а напряжение не превышает 20 кВ.В коротких линиях передачи влияние сопротивления и индуктивности линии преобладает над емкостью.
  2. Средние линии электропередачи — Эти линии имеют длину воздушного кабеля более 50 км и менее 150 км. Допустимое напряжение находится в пределах от 20 до 100 кВ. При анализе средних линий передачи учитываются три сосредоточенные константы линии: сопротивление, индуктивность и емкость.
  3. Длинные линии электропередачи — Воздушные линии электропередачи протяженностью более 150 км и напряжением выше 100 кВ образуют длинные линии электропередачи.Константы линии считаются распределенными элементами при анализе длинных линий передачи.

Подземные линии электропередачи 

В отличие от воздушных кабелей, подземные кабели состоят из одного или нескольких проводников с изоляцией и защитным покрытием. Базовая конструкция подземных линий электропередач состоит из таких частей, как сердечник или проводники, изоляция, металлическая оболочка, подстилка, броня, обслуживание и т. д. 

На рынке доступно несколько типов подземных кабелей.При выборе подходящего подземного кабеля необходимо учитывать рабочее напряжение и эксплуатационные требования.

Классификация подземных кабелей осуществляется двумя способами:

  1. Классификация на основе напряжения, на которое изготавливаются подземные кабели.
  2. Классификация на основе изоляции, используемой в конструкции кабеля.

В таблице ниже представлена ​​классификация подземных кабелей в зависимости от напряжения.

Сл №

Диапазон напряжения (кВ)

Классификация

1

За пределами 132 кВ

Кабели сверхвысокого напряжения

2

От 33 кВ до 66 кВ

Сверхвысокое напряжение (E.H.T.) кабели

3

От 22 кВ до 33 кВ

Тросы сверхнатяжения (S.T.)

4

От 1кВ до 11кВ

Кабели высокого напряжения (H.T.)

5

До 1 кВ

Низкое напряжение (л.Т.) кабели

Классификация подземных кабелей по напряжению

В зависимости от географического района, условий окружающей среды, требований к обслуживанию и стоимости проектировщики могут сделать правильный выбор между воздушными и подземными кабелями. Хорошее понимание типов линий электропередачи в зависимости от напряжения облегчит задачи выбора кабеля, монтажа, обслуживания и ремонта.

Независимо от того, рассматриваете ли вы общее производство электроэнергии или энергии, возобновляемые источники энергии или просто пытаетесь лучше оптимизировать поведение линий электропередач и воздушных линий в своем следующем проекте передачи, убедитесь, что у вас есть все основания.Убедитесь, что ваши провода не перекрещиваются, особенно если они находятся под высоким напряжением, и избегайте общих проблем проектирования, таких как затухание, емкость и характеристическое сопротивление.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы быть в курсе последних обновлений. Если вы хотите узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас, поговорите с нашей командой экспертов.

Классифицировать линии электропередач с помощью глубокого обучения

В этом уроке в качестве ГИС-аналитика в страховой компании вы будете использовать модель глубокого обучения для проведения анализа оценки рисков линий электропередач с использованием данных лидара (обнаружение света и определение дальности).Вы проанализируете район в Северной Калифорнии, который потенциально подвержен пожару из-за деревьев в непосредственной близости от линий электропередач. Проведение оценки риска — это метод, используемый страховыми компаниями для оценки рисков, связанных со страховым полисом, который помогает определить применимую премию для клиента. Лидар — это метод оптического дистанционного зондирования, который использует лазерный свет для получения информации о высоте, которая может лучше моделировать пространственные отношения между линиями электропередач и окружающей местностью, чтобы помочь в оценке.Вы будете использовать ArcGIS Pro для создания и обучения модели глубокого обучения для определения линий электропередач из облака точек лидара. Глубокое обучение позволяет обучать модель с использованием образца набора данных и применять модель в других подобных областях. Вы оцените, какая модель приводит к наиболее точным результатам и использовать его для классификации лидарные точки, являющиеся линиями электропередач.

Последний раз этот урок тестировался 25 октября 2021 г. с использованием ArcGIS Pro 2.8. Если вы используете другую версию ArcGIS Pro, вы можете столкнуться с другими функциями и результатами.

Требования
  • Роль пользователя, издателя или администратора в организации ArcGIS: ArcGIS Online (получить бесплатную пробную версию) или ArcGIS Enterprise (узнать о настройке Enterprise)
  • ArcGIS Pro (получить бесплатную пробную версию)
  • ArcGIS 3D Analyst extension
  • Библиотеки глубокого обучения для ArcGIS Pro
  • Microsoft Excel
  • Рекомендуется: NVIDIA GPU с минимум 8 ГБ выделенной память

Прежде чем вы сможете запустить модель глубокого обучения, вам необходимо проверить компьютерную систему, установить последние версии драйверов для вашей видеокарты и установить библиотеки глубокого обучения, которые вы будете использовать для своей модели.

Проверьте свою графическую карту

Процессы, выполняемые при использовании глубокого обучения, занимают большой объем памяти вашего компьютера. Для выполнения процесса глубокого обучения рекомендуется графический процессор NVIDIA с минимальным объемом выделенной памяти 8 ГБ. Чтобы проверить выделенную память графического процессора вашей видеокарты, вы будете использовать утилиту NVIDIA SMI. Узнайте больше о том, что такое графический процессор и как он работает.

  1. Откройте меню «Пуск» и введите команду. Нажмите «Командная строка», чтобы открыть ее.

    Появится окно командной строки.Первая команда, которую вы запустите, — это изменение каталогов, в которых находится утилита NVIDIA-SMI.

  2. В окне командной строки введите cd, добавьте пробел, введите или скопируйте и вставьте C:\Windows\system32 и нажмите Enter.

    Путь к исполняемому файлу может отличаться на вашем компьютере в зависимости от того, как установлены видеокарты. NVIDIA также можно установить в эту папку: C:\Program Files\NVIDIA Corporation\NVSMI. Вы можете выполнить поиск на диске C для nvidia-smi.exe и в командной строке измените каталог на эту папку с помощью команды cd. Оказавшись в нужной папке, вы можете запустить файл nvidia-smi.exe.

    Далее вы запустите исполняемый файл, чтобы найти выделенную память графического процессора.

  3. В окне командной строки введите или скопируйте и вставьте nvidia-smi.exe и нажмите Enter.

    Команда запускается и показывает максимальный объем выделенной памяти графического процессора для вашего компьютера.

    В зависимости от вашего компьютера отображаемая информация может отличаться.В этом примере этот компьютер соответствует минимальной рекомендации для этого урока: 8 ГБ выделенной памяти в графическом процессоре.

    Если у вас более одной видеокарты, инструменты геообработки для глубокого обучения автоматически выберут лучшую видеокарту в процессе обучения и вывода.

  4. Запишите название видеокарты и закройте окно командной строки.

    В этом примере видеокарта называется Quadro RTX 4000.

    Теперь, когда вы знаете больше о своих видеокартах, вы загрузите и установите последние версии драйверов от NVIDIA.

Обновление драйверов NVIDIA

Далее вы обновите драйверы для вашей видеокарты. Устаревший драйвер графического процессора приведет к сбою инструментов глубокого обучения, поэтому перед запуском инструментов рекомендуется проверить системные требования и обновить драйверы.

  1. Перейдите на страницу загрузки драйверов NVIDIA.
  2. В разделе «Загрузки драйверов NVIDIA» выберите параметры, соответствующие вашей видеокарте.В этом примере используется видеокарта Quadro RTX 4000.

  3. Нажмите «Поиск», нажмите «Загрузить» и нажмите «Принять и загрузить».
  4. Найдите и запустите файл программы установки на своем компьютере. Нажмите «Да», чтобы разрешить изменения в системе, и нажмите «ОК», чтобы запустить программу установки.
  5. В окне установщика NVIDIA нажмите «Согласиться и продолжить», примите параметры установки по умолчанию и нажмите «Далее».
  6. После завершения установки нажмите Закрыть.

    Далее вы установите библиотеки глубокого обучения для ArcGIS Pro.

Установка библиотек глубокого обучения

Глубокое обучение используется несколькими инструментами в ArcGIS Pro, ArcGIS Server 10.9 и ArcGIS API for Python для решения пространственных задач, категоризации объектов и выполнения классификации пикселей. Чтобы получить доступ к этой функции, необходимо установить соответствующие библиотеки глубокого обучения. Вы загрузите библиотеки глубокого обучения для ArcGIS Pro. Вы можете пропустить этот раздел, если у вас уже установлены библиотеки глубокого обучения.

  1. Перейдите на страницу Установщики библиотек глубокого обучения для ArcGIS.

  2. В разделе Загрузить щелкните Установщик библиотек глубокого обучения для ArcGIS Pro 2.8.

    ArcGIS_Pro_28_Deep_Learning_Libraries.zip загружается на ваш компьютер.

  3. В проводнике перейдите в папку «Загрузки» и найдите файл ArcGIS_Pro_28_Deep_Learning_Libraries.zip.
  4. Извлеките ArcGIS_Pro_28_Deep_Learning_Libraries.zip и откройте извлеченную папку.
  5. Дважды щелкните файл установщика ProDeepLearning, чтобы открыть программу установки.

    Если вы не видите расширения файлов, вы можете включить их на вкладке «Вид» и в разделе «Показать/скрыть».

  6. В окне программы установки нажмите «Выполнить».
  7. В окне Настройка библиотек глубокого обучения для ArcGIS Pro дважды щелкните Далее. Нажмите «Я принимаю основное соглашение», нажмите «Далее» и нажмите «Установить».

    Deep Learning Libraries for ArcGIS Pro устанавливается на ваш компьютер.

    Установка займет несколько минут.

  8. При необходимости нажмите Да, чтобы разрешить приложению вносить изменения на вашем компьютере. По завершении установки нажмите «Готово».

    Теперь, когда вы установили библиотеки глубокого обучения, вы проверите установку в ArcGIS Pro.

  9. Запустите ArcGIS Pro.
  10. Щелкните Настройки.

  11. Щелкните Python.

    В разделе «Установленные пакеты» вы можете увидеть установленные вами пакеты.

    Пакет deep-learning-essentials указан в разделе «Установленные пакеты» и является одним из необходимых пакетов для обучения и создания логических выводов в ArcGIS Pro.

Теперь, когда вы установили библиотеки глубокого обучения и подтвердили установку в ArcGIS Pro, вы готовы загрузить и изучить данные, которые вы будете использовать для обучения модели на этом уроке.


Далее вы загрузите три файла .zip, содержащие данные, которые вы будете использовать на протяжении всего урока для обучения и классификации данных облака точек. После того, как вы загрузите и извлечете данные, вы изучите и назначите символы файлам наборов данных LAS в ArcGIS Pro.

Загрузите данные

Все данные, необходимые для завершения урока, находятся в трех ZIP-файлах, которые вы сейчас загрузите.

  1. На компьютере откройте Проводник.
  2. На диске C:\ создайте папку с именем LearnArcGIS.В папке LearnArcGIS создайте другую папку с именем DL.

    В папке C:\LearnArcGIS\DL вы будете хранить все данные и результаты урока.

  3. Загрузите следующие ZIP-файлы:
    • smalldata.zip — содержит небольшой набор данных для обучения и границу для обучения, а также небольшой набор данных для проверки и границу для проверки.
    • testdata.zip — тестовый набор данных и граница обработки.
    • outputs.zip — результаты обучения на большом наборе данных, которые можно использовать вместо обучения модели для большого набора данных.
  4. После загрузки файлов извлеките каждый файл .zip в папку LearnArcGIS/DL.

    Чтобы извлечь файл .zip, щелкните его правой кнопкой мыши, выберите «Извлечь все» и перейдите в папку LearnArcGIS\DL.

    Папки содержат различную информацию, которую вы будете использовать для подготовки и обучения данных. Некоторые из основных файлов в папке являются файлами LAS. Файл LAS представляет собой стандартный двоичный формат для хранения данных бортового лидара.Набор данных LAS позволяет быстро и легко просматривать файлы LAS в их исходном формате, предоставляя подробную статистику и покрытие территории лидарными данными, содержащимися в файлах LAS. Папка результатов содержит обученную модель с использованием большого набора данных, выполненного на компьютере с графическим процессором 24 ГБ. В заключительном разделе этого урока вы будете использовать эту обученную модель позже в уроке для классификации набора данных LAS.

    Далее вы просмотрите и ознакомитесь с загруженными данными в ArcGIS Pro.

Просмотр данных обучения и данных проверки

Вы создадите проект ArcGIS Pro и просмотрите небольшие данные обучения и данные проверки.

  1. При необходимости запустите ArcGIS Pro.
  2. Войдите в свою учетную запись организации ArcGIS или в ArcGIS Enterprise.

    Если у вас нет учетной записи организации, вы можете подписаться на бесплатную пробную версию ArcGIS.

  3. В разделе «Новые и пустые шаблоны» нажмите «Локальная сцена».

  4. В диалоговом окне «Создать новый проект» в поле «Имя» введите «Классификация Powerline с DL».В поле «Местоположение» нажмите «Обзор», перейдите к C:\LearnArcGIS, щелкните папку DL и нажмите «ОК». Снимите флажок Создать новую папку для этого проекта.

  5. Нажмите OK.
  6. На панели Каталог разверните Папки и разверните DL.

    Если панель Каталог не отображается, на ленте щелкните Вид, а в группе Окна щелкните Панель каталога.

    Вы можете увидеть папки с данными, которые вы загрузили и извлекли в это место.

    Сначала вы изучите файлы в папке small_data и обновите статистику набора данных, чтобы убедиться, что отображаются правильные коды классов.

  7. На панели Каталог разверните папку small_data. Щелкните правой кнопкой мыши train_small.lasd и выберите «Свойства».

  8. В окне свойств набора данных LAS щелкните вкладку Статистика.

    Набор данных содержит несколько классификационных кодов:

    • 1- Неназначенный означает низкую растительность или объекты над землей, но ниже высокой растительности и зданий.
    • 2- Земля представляет землю.
    • 5- High Vegetation представляет собой растительность, такую ​​как деревья.
    • 6- Здание представляет собой здания и другие сооружения.
    • 7- Шум представляет низкие точки.
    • 14-Wire-Conductor представляет фактические силовые провода.
    • 15- Башня электропередач представляет опоры линий электропередач.

    Вас интересует классификационный код 14 для проводников. Ваша цель – обучить модель для обнаружения лидарных точек, которые являются линиями электропередач, чтобы вы могли лучше оценивать риски лесных пожаров для линий электропередач в непосредственной близости от деревья.

    В нижней части окна есть сообщение о том, что один файл имеет устаревшую или неактуальную статистику. Вы исправите эту проблему сейчас, чтобы вы могли отображать правильные коды классов в сцене.

  9. Щелкните Обновить.

    Появится сообщение, подтверждающее актуальность статистики.

    Теперь, когда статистика обновлена, вы можете стилизовать слой в соответствии с классификационными кодами.

  10. Нажмите OK.
  11. На панели Каталог щелкните правой кнопкой мыши train_small.lasd и выберите «Добавить к текущей карте».

    В сцене появляется слой набора данных LAS.

    Теперь, когда вы обновили статистику для файла LAS небольшого набора данных, вы сделаете то же самое для набора данных LAS, который будет использоваться для проверки модели, val_small.lasd.

  12. На панели Каталог откройте свойства val_small.lasd, обновите статистику и нажмите OK. Добавьте val_small.lasd на текущую карту.
  13. В сцене нажмите C и V, перетаскивая указатель, чтобы наклонить его и панорамировать сцену, чтобы исследовать наборы данных в 3D.

    Вы будете использовать train_small.lasd для обучения модели и val_small.lasd для проверки обученной модели, чтобы предотвратить переоснащение в процессе обучения.

    Далее вы обновите символы для каждого из слоев LAS, чтобы показать разные цвета в соответствии с кодами классификации. Вы начнете со слоя train_small.lasd.

  14. На панели Содержание щелкните слой train_small.lasd, чтобы выбрать его. На ленте щелкните вкладку Внешний вид.
  15. На вкладке «Внешний вид» в разделе «Чертеж» для «Символы» щелкните раскрывающееся меню и выберите «Класс».

    Появится панель Символы, и слой train_small.lasd будет обозначен кодами классификации.

    Если в наборе данных LAS есть пробелы, это указывает на проблему с кэшированием. Вы можете перейти к свойствам набора данных LAS, выбрать «Кэш» и щелкнуть «Очистить кэш», чтобы исправить это, или это будет исправлено автоматически при закрытии и открытии ArcGIS Pro.

  16. На панели Содержание щелкните val_small.lasd. На вкладке Внешний вид щелкните Символы и выберите Класс.

    Слой val_small.lasd теперь имеет коды классификации.

    Наборы данных

    LAS могут быть большими, и для их отображения может потребоваться больше времени, чем для других слоев. Для ускорения отображения можно построить пирамиды с помощью инструмента Построить пирамиду набора данных LAS. Этот инструмент создает или обновляет кэш отображения набора данных LAS, что оптимизирует производительность рендеринга.

  17. Над лентой на панели быстрого доступа щелкните Сохранить, чтобы сохранить проект.

Далее вы будете обучать модель, используя некоторые из изученных вами наборов данных.


В этом разделе вы будете использовать небольшие наборы данных для прохождения процесса обучения модели классификации.Поскольку этот набор данных не содержит столько точек, сколько необходимо для более точной классификации, вероятно, будет получена менее точная модель классификации. В этом разделе показан процесс обучения модели, а затем вы будете использовать обученную модель из большей выборки точек позже в уроке, чтобы классифицировать набор данных LAS и визуализировать линии электропередач.

Подготовка набора данных для обучения

Наборы данных LAS нельзя использовать непосредственно для обучения модели. Наборы данных LAS должны быть преобразованы в меньшие обучающие блоки.Вы будете использовать инструмент геообработки Подготовить обучающие данные облака точек в ArcGIS Pro, чтобы экспортировать файлы LAS в блоки.

Ваша цель — обучить модель идентифицировать и классифицировать точки, являющиеся линиями электропередач. Не каждую точку в облаке данных LAS необходимо просматривать. Необходимо проверить только точки в окрестностях линий электропередач. Вы будете использовать подготовленные граничные данные, bnd_train_small и bnd_val_small, чтобы указать, какие баллы должны быть преобразованы в тренировочные блоки.

  1. На ленте щелкните вкладку Анализ и щелкните Инструменты.

    Появится панель Геообработка.

  2. На панели Геообработка найдите и откройте инструмент Подготовка обучающих данных облака точек.

    Для этого инструмента требуется дополнительный модуль ArcGIS 3D Analyst.

  3. В инструменте Подготовка обучающих данных облака точек задайте следующие параметры:
    • Для входного облака точек выберите train_small.лад.
    • Для обучения граничным объектам нажмите «Обзор», перейдите к C:\LearnArcGIS\DL\small_data\boundaries.gdb, выберите bnd_train_small и нажмите «ОК».
    • Для облака точек проверки выберите val_small.lasd.
    • Для проверки граничных объектов нажмите «Обзор», перейдите к C:\LearnArcGIS\DL\small_data\boundaries.gdb, выберите bnd_val_small и нажмите «ОК».

    Вы вошли во все обучающие, граничные и проверочные слои.

  4. Для вывода данных обучения щелкните Обзор и перейдите к C:\LearnArcGIS\DL\results.В поле Имя введите training_data_small.pctd.

    Расширение выходного файла .pctd означает обучающие данные облака точек.

  5. Нажмите Сохранить.
  6. В инструменте «Подготовить данные для обучения облака точек» продолжайте вводить следующие параметры:
    • В поле «Размер блока» введите 82. В поле «Неизвестно» щелкните раскрывающееся меню и выберите в качестве единиц измерения футы.
    • Для ограничения количества точек блока оставьте значение по умолчанию 8192.

    Размер блока и ограничение количества точек блока определяют количество точек в одном блоке.Чтобы определить это значение, важно учитывать среднее расстояние между точками, интересующие объекты, доступную выделенную память графического процессора и размер пакета при установке этих двух параметров. Общее правило заключается в том, что размер блока должен быть достаточно большим, чтобы захватить интересующие объекты с наименьшим количеством подвыборок или уменьшить размер исходных данных.

    Вы начнете с Размера блока 82 фута (около 25 метров) и Ограничения точки блока 8192. 82 фута — это подходящий размер блока для захвата геометрии линии электропередач.Вы изучите выходные данные, чтобы увидеть, является ли 8 192 подходящим пределом точки блокировки. Если большинство блоков имеют более 8 192 точек, вам потребуется увеличить лимит точек блока, чтобы уменьшить субдискретизацию.

    Для больших данных рекомендуется использовать инструмент LAS Point Statistics As Raster, чтобы сгенерировать гистограмму для определения надлежащего размера блока и предела блока точек перед запуском инструмента Подготовка обучающих данных облака точек. Чтобы использовать этот инструмент, выберите «Число точек» в качестве метода и «Размер ячейки» в качестве типа выборки и протестируйте с различными значениями размера блока.

  7. Щелкните Выполнить.

    После завершения работы инструмента в нижней части панели инструментов появляется подтверждающее сообщение.

  8. В Windows откройте Проводник и перейдите в папку C:\LearnArcGIS\DL\results. Папка результатов теперь содержит папку training_data_small.pctd.

  9. Дважды щелкните training_data_small.pctd, чтобы открыть папку.

    Выходной файл содержит две подпапки, train и val, которые содержат экспортированные данные обучения и проверки соответственно.

  10. Откройте каждую папку, чтобы просмотреть их содержимое.

    В каждой папке вы увидите файл Statistics.json, ListTable.h5, файл BlockPointCountHistogram.png и папку 0, содержащую файлы Data_x.h5.

    Файлы ListTable.h5 и Data_x.h5 содержат информацию о точках (xyz и такие атрибуты, как возвращаемый номер, интенсивность и т. д.), которые организованы в блоки.

  11. В папке поезда дважды щелкните BlockPointCountHistogram.png.

    Файл BlockPointCountHistogram.png показывает гистограмму количества точек блока на основе указанного размера блока, который был равен 82. Размер блока 82 фута и лимит точек блока по умолчанию 8192 подходят для этого набора данных.

    Теперь, когда вы подготовили обучающие данные, вы можете использовать блоки для обучения модели классификации с помощью глубокого обучения.

Обучение модели классификации

Далее вы будете использовать инструмент геообработки Обучить модель классификации облака точек для обучения модели классификации линий электропередач с использованием небольшого набора обучающих данных. Результаты могут различаться в зависимости от разных запусков инструмента и разных конфигураций компьютера.

  1. В ArcGIS Pro на панели Геообработка щелкните стрелку назад. Найдите и откройте инструмент «Обучить модель классификации облака точек».

  2. В инструменте «Обучение модели классификации облака точек» задайте следующие параметры:
    • Для ввода данных обучения нажмите «Обзор».Перейдите к C:\LearnArcGIS\DL\results и дважды щелкните training_data_small.pctd.
    • Для предварительно обученной модели оставьте это поле пустым.
    • Для выбора атрибута щелкните раскрывающееся меню и выберите «Интенсивность».

    Интенсивность линий электропередач ниже по сравнению с растительностью и землей, поэтому это эффективный признак для различения линий электропередач.

    • В разделе Расположение выходной модели перейдите к папке результатов. Нажмите на нее и нажмите ОК.
    • В поле Имя выходной модели введите Powerline_classification_model_small_data.
    • В поле «Минимальное количество баллов за блок» введите 2000.

    Если во время обучения установить для параметра «Минимальное количество баллов за блок» значение 2000, блоки с количеством баллов менее 2000 будут пропущены. Блоки с небольшим количеством точек, скорее всего, будут располагаться на границах, где нет точек ЛЭП. Пропуск этих блоков в обучении ускорит обучение и сделает обучение модели более эффективным. Этот параметр применяется только к блокам обучающих данных, а не к блокам данных проверки.

  3. Развернуть Управление классами.
  4. В разделе «Переназначение класса» для «Текущий класс» выберите 14. Для «Переназначенный класс» выберите 14.

    Класс 14 представляет проводники, которые вы хотите классифицировать и разместить в облаке точек.

  5. В следующей строке для параметра Текущий класс выберите ДРУГОЙ и в списке Переназначенный класс выберите 1.

    При указании переназначения класса код классификации 14 останется неизменным, что означает точки в наборе данных LAS, которые уже классифицируются как линии электропередач. останутся линии электропередач.Все остальные коды классификации будут переназначены на код класса 1. Результирующий слой будет иметь только два символизированных класса, 1 и 14, что позволит легче различать линии электропередач в сцене.

  6. Для описания класса примите введенные коды и описания классов.

  7. Разверните параметры обучения. Для критериев выбора модели примите значение по умолчанию Recall.

    Критерии выбора модели определяют статистическую основу, которая будет использоваться для определения окончательной модели.По умолчанию для отзыва будет выбрана модель, которая обеспечивает наилучшее среднее значение отзыва для всех кодов классов. Значение отзыва каждого кода класса определяется отношением правильно классифицированных баллов (истинных положительных результатов) ко всем баллам, которые должны были быть классифицированы с этим значением (ожидаемые положительные результаты). Для каждого класса его значение полноты — это отношение правильно предсказанных точек этого класса ко всем опорным точкам этого класса в данных проверки. Например, значение отзыва кода класса 14 представляет собой отношение правильно предсказанных точек линии электропередач ко всем эталонным точкам линии электропередач в данных проверки.

  8. Для максимального количества эпох введите 10.

    Эпоха — это полный цикл всех данных обучения, полученных нейронной сетью (другими словами, все данные обучения проходят вперед и назад через нейронную сеть один раз). . Вы будете обучать модель в течение 10 эпох, чтобы сэкономить время.

  9. Для параметра «Итерации в эпоху (%)» примите значение по умолчанию, равное 100.

    Если оставить для параметра «Итерации в эпоху (%)» значение 100, гарантируется, что все обучающие данные будут переданы за эпоху.

    Вы также можете передать процент обучающих данных в каждую эпоху. Установите для этого параметра значение, отличное от 100, если вы хотите сократить время завершения для каждой эпохи путем случайного выбора меньшего количества пакетов. Однако это может привести к большему количеству эпох, прежде чем модель сойдется. Этот параметр полезен, если вы хотите быстро увидеть показатели модели в окне сообщений инструмента.

  10. В поле «Скорость обучения» оставьте это поле пустым, и пусть инструмент выберет для вас оптимальную скорость обучения.

    Вы можете экспериментировать с различными скоростями обучения. Небольшое значение может привести к медленному обучению модели, а большое значение может помешать сходимости модели.

  11. Для Размера пакета используйте значение по умолчанию, равное 2.

    Размер пакета указывает, сколько блоков обрабатывается за один раз. Данные обучения разбиты на пакеты. Например, если для параметра «Размер пакета» установлено значение 2, 1000 блоков разбиваются на 500 пакетов, и каждый из 500 пакетов обрабатывается за одну эпоху.Разделив блоки на пакеты, процесс будет потреблять меньше памяти графического процессора.

  12. Снимите флажок Остановить обучение, когда модель больше не улучшается.

    Снятие флажка с этой опции позволит проводить обучение в течение 10 эпох. Если флажок установлен, обучение остановится, когда модель перестанет улучшаться после нескольких эпох, независимо от указанного максимального количества эпох.

  13. Щелкните Выполнить.

    В зависимости от вашей системы время, необходимое для запуска этого инструмента, может различаться.На графическом процессоре NVIDIA Quadro RTX 4000 с 8 ГБ выделенной памяти запуск этого инструмента займет около 30 минут. С графическим процессором с 4 ГБ памяти это может занять около 50 минут. Во время работы инструмента вы можете следить за его ходом.

  14. В нижней части панели Геообработка щелкните Просмотреть подробности.

    Появится окно «Обучение модели классификации облака точек» (3D Analyst Tools) , отображающее вкладку «Параметры», на которой показаны параметры, которые использовались для запуска инструмента.

  15. Перейдите на вкладку Сообщения.

    Сообщения геообработки заполняются по мере работы инструмента. По завершении работы инструмента в сообщении геообработки отображаются результаты для каждой эпохи.

Информация в ваших сообщениях может отличаться от приведенной в примере, в зависимости от вашего графического процессора и настроек системы.

Инструмент сообщает следующую информацию:

  • Графический процессор, используемый в обучении.
  • Количество блоков обучающих данных, использованных в обучении (в обучении используются только блоки обучающих данных, содержащие более 2000 точек).
  • Подсчет блоков данных проверки, используемых при проверке — все блоки данных проверки используются при проверке.
  • Итерации за эпоху — количество блоков обучающих данных, деленное на размер пакета.

Инструмент сначала рассчитывает оптимальную скорость обучения, а затем сообщает о потерях при обучении, потерях при проверке, точности, точности, отзыве, F1-оценке и времени, затраченном на каждую эпоху.

По мере прохождения каждой эпохи вы можете видеть уменьшение значений потерь при обучении и проверке, что указывает на то, что модель обучается.В последнюю эпоху потери при обучении низкие, но потери при проверке высоки, что означает, что обучение переобучено для обучающих данных (другими словами, обученная модель плохо обобщает новые, невидимые данные).

В последнюю эпоху значение Recall превышает 0,80.

Более низкое значение полноты указывает на то, что это неточная модель, что ожидается, поскольку модель была обучена с небольшим набором данных. Эти результаты подчеркивают необходимость иметь больше точек выборки в отдельных наборах данных, чтобы можно было достичь лучших результатов.

Изучите результаты обучения

Далее вы посмотрите на результаты обучения модели классификации.

  1. В Проводнике файлов перейдите к C:\LearnArcGIS\DL\results.

    В этой папке есть две подпапки. Одна папка модели, а другая папка контрольных точек.

  2. Разверните папку Powerline_classification_model_small_data и разверните папку Характеристики модели.

    Папка «Характеристики модели» содержит график потерь и график истинности и результатов прогнозов.

  3. В папке «Характеристики модели» дважды щелкните loss_graph, чтобы просмотреть график потерь модели.

  4. Вернитесь в папку результатов. Откройте папку Powerline_classification_model_small_data.checkpoints и просмотрите ее содержимое.

    Папка Powerline_classification_model_small_data.checkpoints включает в себя папку моделей, которая содержит данные для каждой из контрольных точек эпохи и два варианта файлов статистики, один в формате HTML, а другой в формате CSV.Когда инструмент обучения работал, одна контрольная точка создавалась после каждой эпохи. Каждая контрольная точка содержит файл .pth и файл .emd.

  5. В папке Powerline_classification_model_small_data.checkpoints откройте файл Microsoft Excel Powerline_classification_model_small_data_Statistics, чтобы просмотреть статистику.

    Файл CSV открывается в Excel.

    Файл статистики включает значения точности, полноты и f1-оценки для каждого класса после каждой эпохи.В некоторых случаях модель с лучшими общими показателями может не совпадать с моделью, которая показала наилучшие результаты при классификации определенного кода класса. Если вас интересует только классификация определенных кодов классов, вы можете рассмотреть возможность использования модели контрольных точек, связанной с лучшими показателями для этого кода класса. Просмотр статистики в Excel позволяет сортировать столбцы и легко находить эпоху с самым высоким значением полноты. Вы обучили модель, используя меньшую выборку точек. Далее вы будете использовать модель, которая была обучена с использованием большей выборки точек для классификации набора данных LAS.


Вы будете классифицировать набор данных LAS, содержащий более 2 миллионов точек, используя обученную модель. Классификация набора данных LAS с использованием обученной модели позволяет вам находить линии электропередач в изучаемой области для анализа оценки рисков. Когда модель была обучена, были назначены два кода классификации: Unassigned и Wire Conductor.Классификация точек в облаке точек для проводника и остальных как неназначенных сделает набор данных более ценным, поскольку он будет четко идентифицировать линии электропередач.

Изучите результаты модели и выберите лучшую эпоху

Вы изучите результаты предоставленного обучения модели, в котором использовался большой набор данных. Вы будете искать наилучшее значение отзыва для проводников.

  1. Откройте Проводник и перейдите в папку C:\LearnArcGIS\DL\results.

    Папки содержат результаты обучения малых и больших данных с использованием компьютера с 24 ГБ выделенной памяти графического процессора.

    Файлы параметров и прогресса не являются результатами обучения: они представляют собой снимок экрана с используемыми параметрами и статистикой эпохи соответственно.

  2. Откройте папку Powerline_classification_model_large_data.checkpoints и дважды щелкните Powerline_classification_model_large_data_Statistics, чтобы просмотреть статистику в Excel.
  3. В Excel дважды щелкните разделители столбцов, чтобы развернуть их и увидеть весь текст.

    Вы отсортируете столбец Recall и найдете наибольшее значение Wire Conductor и используете эту эпоху для классификации набора данных LAS.Наибольшее значение Recall для Wire Conductor указывает на эпоху, которую следует использовать в классификации.

  4. Щелкните заголовок столбца «Отзыв», чтобы выделить весь столбец.

  5. На ленте в разделе «Редактирование» нажмите «Сортировка и фильтр» и выберите «Сортировать от большего к меньшему».

  6. В появившемся окне Сортировка нажмите Сортировка.

    Строки в электронной таблице отсортированы таким образом, чтобы было легко увидеть наибольшее значение проводника.

  7. Найдите первую строку CLASS_CODE со значением Проводник (строка 25).

    Это самое высокое значение полноты 0,923336055 для Wire Conductor, которое имело место в EPOCH 16. код класса линии и обеспечит наилучшие результаты.

    Вы будете использовать предоставленную вам обученную модель для классификации набора данных LAS. Вы также можете использовать модель, которую вы обучили, если вы выполнили эту операцию. Вы должны выполнить те же шаги в электронной таблице статистики, чтобы найти эпоху с самым высоким значением отзыва для проводника и использовать этот файл эпохи для классификации данных.

Классификация линий электропередач с помощью обученной модели

Далее вы будете использовать обученную модель для классификации линий электропередач из тестового набора данных. Вы будете применять границы обработки только для классификации точек внутри границ.

  1. Восстановить ArcGIS Pro.
  2. На панели Каталог разверните Папки, разверните DL и разверните тестовые данные. Щелкните правой кнопкой мыши test.lasd, выберите «Добавить в новый» и выберите «Локальная сцена».

    Набор данных test.lasd LAS появляется в локальной сцене.

  3. При необходимости на панели Содержание щелкните test.lasd, чтобы выбрать его. На ленте щелкните вкладку Внешний вид, щелкните стрелку раскрывающегося списка Символы и выберите Класс.

    Набор данных test.lasd LAS теперь визуализируется с использованием кодов классов.

    Все точки отображаются серым цветом, поскольку в настоящее время слой отображается только с кодом класса 1 или Неназначенный.

  4. На панели Геообработка найдите и откройте инструмент Классифицировать облако точек с помощью обученной модели.
  5. Для Целевого облака точек щелкните раскрывающееся меню и выберите test.lasd.
  6. Для обработки границы перейдите в папку C:\LearnArcGIS\DL\testdata\boundaries.gdb и дважды щелкните bnd_test.

    При выборе границы обработки инструмент будет использовать предоставленную вами обученную модель для классификации только точек внутри границы.

    Поскольку модель классификации линий электропередач была обучена с использованием точек в пределах окружающих границ линий электропередач, аналогичная граница должна также применяться к тестовому набору данных, подлежащему классификации.

  7. Для определения входной модели нажмите кнопку Обзор. Перейдите к C:\LearnArcGIS\DL\results\Powerline_classification_model_large_data.checkpoints\models\checkpoint_2021-10-05_18-54-53_epoch_16. Нажмите checkpoint_2021-10-05_18-54-53_epoch_16.emd и нажмите OK.

    В качестве входного определения модели вы можете выбрать файл .emd, файл .dlpk или URL-адрес модели, опубликованной в ArcGIS Online или ArcGIS Living Atlas of the World.

    Параметр Target Classification появляется после выбора файла определения модели.

  8. В разделе «Целевая классификация» снимите флажок 1 «Не классифицировано».

    При снятии флажка 1 Unclassified при запуске модели точки предсказываются как линии электропередач, и их коды классов будут присвоены как 14; в противном случае их коды классов сохраняются как 1.

  9. Щелкните Выполнить.

    Инструмент работает. Далее вы обновите символы, чтобы показать результаты модели классификации.

  10. Откройте панель Символы.Рядом с пунктом «Значения» нажмите «Дополнительно» и нажмите «Добавить все значения».

    Символы обновляются, и точки в облаке точек, являющиеся проводниками, отображаются желтым цветом.

  11. Используйте инструменты навигации и ярлыки для изучения результатов классификации на локальной сцене.

    Результаты классификации точны при использовании обученной модели. Большинство точек ЛЭП классифицированы правильно. Обратите внимание, что столбы электропередач по-прежнему не назначены.

На этом уроке вы изучили рабочий процесс классификации облака точек с использованием технологии глубокого обучения.Вы узнали, как настроить среду глубокого обучения и проверить использование выделенной памяти графического процессора. Вы узнали о концепциях глубокого обучения, о важности проверочных данных в процессе обучения и о том, как оценивать качество обученных моделей. Идя дальше, вы можете использовать инструмент Извлечь линии электропередач из облака точек для создания 3D-линий для моделирования линий электропередач. Вы также можете использовать инструмент «Поиск точек LAS по близости», чтобы найти лидарные точки, находящиеся на определенном расстоянии от линий электропередач.Эти точки, в основном деревья, находятся слишком близко к линиям электропередач, что может привести к отключению электроэнергии или возникновению пожара. Эти инструменты могут пойти дальше, предоставляя важную информацию для оценки страховых рисков.

Дополнительные уроки можно найти в уроке Learn ArcGIS Галерея.


Отправьте нам отзыв

Пожалуйста, пришлите нам свой отзыв об этом уроке.Расскажите нам, что вам понравилось, а что нет. Если что-то в уроке не сработало, сообщите нам, что это было и где в уроке вы столкнулись с этим (название раздела и номер шага). Используйте эту форму, чтобы отправить нам отзыв.

Дистанционное зондирование | Бесплатный полнотекстовый | Контролируемая классификация линий электропередач по бортовым лидарным данным в городских районах

1. Введение

Проверка линий электропередач для выявления и устранения скрытых рисков является важной задачей для управления городским и сельским электроснабжением и научного планирования [1,2].Однако линии электропередач проходят через большие географические расстояния, что делает проведение традиционного выездного осмотра трудоемким и дорогостоящим. Напротив, бортовой LiDAR (обнаружение света и дальность) может напрямую собирать высокоточные трехмерные данные облака точек коридора линии электропередач, экономя много времени и труда на полевых исследованиях [3,4]. Тем не менее, объем данных бортового LiDAR велик, а линии электропередач обычно проходят близко к растительности и зданиям над городскими районами. Это затрудняет точное и быстрое извлечение точек городских линий электропередач из облака точек LiDAR.Таким образом, разработка высокоэффективных, быстрых и автоматизированных методов извлечения городских линий электропередач из бортовых данных LiDAR облаков точек является критической проблемой. Традиционные методы извлечения линий электропередач включают: (i) статистический анализ облаков точек на основе высоты, плотности или количество импульсов и т.д. [5,6,7]; (ii) преобразование Хафа и кластеризация на основе обработки двумерных изображений [5,8,9,10,11]; (iii) управляемая классификация, основанная на геометрических особенностях и особенностях распределения лазерных точек [2,12,13,14].Чтобы отфильтровать точки линий электропередач из необработанных данных LiDAR, Zhu и Hyyppa [5,15] провели статистический анализ на основе критериев, включающих такие показатели, как высота и плотность, а также обработку на основе 2D-изображений, учитывающую геометрические свойства. Эти методы были разработаны для лесных массивов, и их средняя точность составила 93,26 %. Однако в сложных городских сценах, где деревья и здания находятся близко к линиям электропередач (в основном распределительным), точность классификации может снизиться. Clode и Rottensteiner [16] представили метод классификации деревьев и линий электропередач, основанный на теории Демпстера-Шейфера для слияния данных, для которого точность классификации составила всего 64%.Гуан и др. [6] извлекли линии электропередач из данных LiDAR с мобильных транспортных средств с использованием фильтров, основанных на высоте, пространственной плотности и сочетании размера и формы, в то время как Cheng et al. [7] извлекли городские линии электропередач, используя иерархический метод на основе вокселей и метод фильтрации снизу вверх. Точность классификации ЛЭП в [6,7] составила 92–93,9%. Однако такая высокая точность может быть частично объяснена высокой плотностью точек мобильных данных LiDAR. Ожидается, что более низкая точность будет получена при использовании бортовых данных LiDAR с меньшей плотностью точек.Линии электропередач могут быть обнаружены в горизонтальной плоскости XOY с использованием методов обработки изображений; в таких случаях часто использовались преобразования Хафа и преобразования Радона [8,9,11]. Сон и др. [10] использовали схему голосования для извлечения линейных точек-кандидатов, а затем преобразовали их в линейные сегменты с помощью 3D подбора линий на основе RANdom SAmple Consensus (RANSAC) [17], общая точность классификации линий электропередач составила 91,3%. Мельцер и Бриз [18] использовали преобразование Хафа для обнаружения двухмерных сегментированных примитивов линии электропередач; реконструкция линий электропередач выполнена с использованием алгоритма согласованности случайной выборки для выбора примитивов линий электропередач для оценки вертикальных параметров.Для контролируемой классификации линий электропередач Kim и Sohn [12] и Guo et al. [13] извлекли 21 признак для характеристики горизонтальных и вертикальных свойств объектов линий электропередач и использовали методы классификации, основанные на знаниях, чтобы отделить линии электропередач от их фона в два этапа путем подгонки в плоскости XOZ или YOZ. Эти методы должны были использовать контекстную информацию о опорах, а точность классификации на основе точек составляла 91,04% и 89% соответственно. Ссылки [19,20,21] выделяют линии электропередач и опоры в соответствии с семантическими отношениями, основанными на положении опор.Методы были непригодны для классификации линий электропередач в сложных городских сценах, где повсеместно используются небольшие электрические столбы вместо высоких башен. Лян и др. [22] использовали тот факт, что одна и та же линия электропередач тесно связана для извлечения линий электропередач из облака точек, но для этого метода требуется воздушное облако точек LiDAR очень высокой плотности. Риттер и Бенгер [23] предложили обнаруживать точки-кандидаты на линии электропередач с помощью нелинейной корректировки контактной сети, но этот метод является сложным в вычислительном отношении и имеет большие ошибки пропуска.Машинное обучение — это мощный контролируемый статистический метод, который можно использовать для классификации точек линий электропередач по данным 3D LiDAR. Популярные классификаторы для классификации лазерных точек включают в себя метод опорных векторов (SVM) [24,25], Random Forests [12,26], JointBoost [19] и так далее. Извлечение признаков для контролируемых классификаторов является важной проблемой. Функции точечного уровня {X, Y, Z, число эхо-сигналов, интенсивность,…} обычно используются для построения векторов признаков [14,19,25,27,28,29]. Кроме того, во многих исследованиях [14, 26, 30, 31] были извлечены интерпретируемые геометрические и распределительные характеристики из локальной окрестности каждой лазерной точки, для которых определение типа и размера локальной окрестности является критическим вопросом.Предыдущие исследования обычно использовали вертикальные цилиндрические или сферические окрестности [26,32,33] для классификации земли, зданий и деревьев, но редко для линий электропередач. Относительно неизвестно, как такие методы работают для извлечения линии электропередач. В целом, несмотря на множество предыдущих исследований, классификация и извлечение точек линий электропередачи из бортовых данных LiDAR над городскими районами остается сложной задачей: точность обычно не очень высока из-за непосредственной близости линий электропередач к зданиям и растительности; кроме того, для обработки большого объема данных LiDAR необходимы быстрые алгоритмы [34,35].В этом исследовании мы предложили точный и быстрый метод классификации линий электропередач, который работает со сложными городскими сценами. Метод основан на контролируемой классификации и, следовательно, требует полезных функций, которые могут эффективно различать линии электропередач. Наш метод является новым в том, что (i) он извлекает признаки из местного окружения, разработанного специально для извлечения линий электропередач, и (ii) он имеет превосходную производительность по времени обработки данных.

4. Обсуждение

Новизна данного исследования заключается в использовании многомасштабной наклонной цилиндрической окрестности и введении направления коридора ЛЭП для характеристики пространственной структуры ЛЭП для классификации.В отличие от предыдущих исследований [5, 13, 14, 19, 26, 31, 32], которые сначала растеризовали точки LiDAR, а затем использовали технологию обработки изображений для выделения линий электропередач или извлечения признаков на основе оптимальных k и собственных значений, наш подход был сосредоточен на по пространственной структурной характеристике трехмерных точек путем извлечения признаков из различных масштабов и типов локальных окрестностей и выполнения поточечной классификации. Наши наборы данных взяты из городской местности, где линии электропередач находятся в непосредственной близости от растительности или зданий.Плотность точек (3,4 точки/м 2 ) наших данных LiDAR относительно низкая по сравнению с данными опубликованных исследований, для которых некоторые могут достигать 150 точек/м 2 [7]. Несмотря на эти проблемы, наш метод по-прежнему может достигать высокой точности классификации.
4.1. Влияние направления коридора линии электропередач
Направление коридора линии электропередач используется при фильтрации кандидатов и выборе местных окрестностей для уменьшения объема данных обработки точек LiDAR и повышения точности результатов классификации.По сравнению с другими исследованиями [5,7,16] параметры (плотность, число эхо-сигналов, интенсивность и т. д.) не использовались для фильтрации потенциальных линий электропередач из необработанного облака точек бортового LiDAR. Плотность бортовых данных LiDAR не так высока, как данных мобильного LiDAR на транспортных средствах [7], а плотность верхних линий электропередач выше, чем нижних. В то время как в городской местности сложная среда, в которой точки линии электропередач смешиваются со зданиями или деревьями, делает высоту и плотность различных объектов одинаковыми. Таким образом, эти методы фильтрации в [5,16] могут не подходить для фильтрации кандидатов в линии электропередач.С учетом направления коридора ЛЭП PREC, REC и QUA результатов классификации наклонной цилиндрической окрестности SCall были улучшены до 2,8% по сравнению с другими часто используемыми окрестностями, такими как SPall, VCall, KN [14,26,31, 32]. По сравнению с окрестностью KN оптимального размера [31] общее время обработки сократилось со 152 с до 18 с в наборе данных UL и с 1513 с до 98 с в наборе данных LP.

Направление коридора линии электропередачи было извлечено с помощью преобразования Хафа и алгоритма RANSAC, для которого требуются пороговые значения длины линии, ширины линии, разрешения угла и точки пересечения и т. д.Это дополнительная нагрузка для пользователя. Однако, если информация о направлении коридора ЛЭП доступна заранее (т. е. в результате полевых исследований, исторических архивов), ее можно легко включить в наш алгоритм, даже если такая информация является лишь приблизительной.

4.2. Преимущество выбора окрестности линии электропередач

Среди четырех типов окрестности (сферическая, цилиндрическая, k ближайших и наклонных цилиндрических окрестностей) мы обнаружили, что сферическая, цилиндрическая и k ближайших окрестностей на основе радиуса и оптимальных собственных значений неэффективны. как наклонная цилиндрическая окрестность.Это связано с тем, что наборы структурных элементов, основанные на наклонной цилиндрической окрестности, расположены примерно в направлении коридора линии электропередач и, таким образом, менее подвержены влиянию других объектов, таких как здания и деревья.

В наших экспериментах линии электропередач проходят ~4 м над землей с интервалом ~2 м и общей шириной 5–7 м. Мы обнаружили, что лучший радиус одномасштабных окрестностей составляет 7 м и 9 м в наборе данных UL и наборе данных LP соответственно.

Эти оптимальные масштабы аппроксимируют горизонтальный или вертикальный пролет линий электропередач.Многомасштабные окрестности работали лучше из-за пространственной неоднородности среды. Многомасштабная наклонная цилиндрическая окрестность основана на нескольких радиусах и направлении коридора линии электропередач. Этот тип района адаптирован к характеристикам линии электропередач и, следовательно, имеет наилучшие характеристики.

7. Поля крайне низких частот, например, от линий электропередач и бытовых приборов

7. Поля крайне низких частот, например, от линий электропередач и бытовых приборов
  • 7.1 Каковы источники крайне низкочастотных полей (КНЧ полей)?
  • 7.2 Каков уровень воздействия полей КНЧ?
  • 7.3 Могут ли поля ELF повышать риск детской лейкемии и других видов рака?
  • 7.4 Может ли воздействие КНЧ вызывать головные боли или другие последствия для здоровья?
  • 7.5 Какой вывод можно сделать о полях ELF?
7.1 Каковы источники крайне низкочастотных полей (КНЧ полей)?

Линии электропередач генерируют поля КНЧ
Авторы и права: Мигель Сааведра

В этой оценке поля крайне низких частот (КНЧ) обозначают электромагнитные поля с частотами ниже 300 Гц, то есть частотами ниже промежуточных частот.

Большая часть электроэнергии, передаваемой по линиям электропередач, электропроводке и бытовым приборам, представляет собой переменный ток (AC). Переменный ток (AC) движется вперед и назад циклами 50 или 60 раз в секунду, то есть с частотой 50 Гц и 60 Гц (последняя преимущественно в США). Такие электромагнитные поля классифицируются как поля чрезвычайно низкой частоты (ELF) , поскольку их частота ниже 300 Гц.

Помимо линий электропередач и бытовых приборов важными источниками полей крайне низкой частоты являются электростанции и подстанции, сварочные аппараты, индукционные нагреватели, а также системы железных дорог, трамваев и метро.

Поля чрезвычайно низкой частоты имеют электрическую и магнитную составляющую:

  • Электрическое поле — это сила, создаваемая притяжением и отталкиванием электрических зарядов (причина электрического потока), и измеряется в вольтах на метр (В/м ).
  • Магнитное поле – это сила, возникающая вследствие движения зарядов (потока электричества). Величина (напряженность) магнитного поля обычно измеряется в теслах (Тл).

Интенсивность как электрического, так и магнитного полей уменьшается по мере удаления от источника поля.

ELF электрические поля наиболее сильны вблизи линий электропередач высокого напряжения (до 5 кВ/м, а в некоторых случаях и выше), а магнитные поля ELF особенно сильны вблизи индукционных печей и сварочных аппаратов (до несколько мТл).

Для определения соблюдения пределов воздействия необходимо измерить максимально возможное воздействие рядом с источником. Максимальная экспозиция часто намного выше, чем средняя экспозиция. Это касается не только тех, кто живет и работает далеко от источника.Даже у обходчика, который устанавливает или ремонтирует линии электропередач, можно ожидать, что средний уровень облучения будет примерно в 10 раз ниже максимального. Можно ожидать, что для населения в целом среднее воздействие будет в сотни или тысячи раз ниже.

Для оценки соблюдения пределов воздействия необходимо измерить максимально возможное воздействие рядом с устройствами. Однако максимально возможное облучение рядом с конкретным источником зачастую в десятки, сотни и тысячи раз превышает среднее индивидуальное облучение человека.

Например, для монтажника, который устанавливает или ремонтирует электрические линии, среднее воздействие магнитных полей может быть более чем в десять раз ниже, чем максимальное воздействие вблизи линии электропередачи. Можно ожидать, что для населения в целом, которое живет и работает дальше от источника, разница между максимальным и средним воздействием будет еще больше. Подробнее…

Типовые частоты для устройств, генерирующих крайне низкие поля частоты

7.2 Каков уровень воздействия полей КНЧ?

Широкая общественность может подвергаться воздействию полей крайне низкой частоты (ELF) от различных стационарных источников, которые работают в нашей среде, таких как линии электропередач.

Когда люди проходят непосредственно под высоковольтной линией электропередач , они могут подвергаться воздействию электрического поля от 2 до 5 кВ/м и магнитного поля менее 40 мкТл. Сила электрического и магнитного поля быстро уменьшается с расстоянием до линии.

Низковольтные линии электропередач вызывают гораздо меньшее облучение (100-400 В/м и 0,5-3 мкТл), а подземные кабели практически не подвергаются. Электростанции и распределительные станции закрыты для большинства людей и поэтому не считаются источником воздействия для широкой публики. То же самое касается установок электроснабжения железных дорог. Уровни воздействия в местах, доступных для населения, ниже установленных пределов.

Дома магнитные поля имеют тенденцию быть наиболее сильными вблизи некоторых бытовых приборов, которые содержат двигатели, трансформаторы и нагреватели, и поля быстро уменьшаются с расстоянием.Например, магнитное поле вблизи пылесоса в 200 раз слабее на расстоянии 1 м, чем на расстоянии 5 см (до 40 мкТл).

Рабочие в электроэнергетике могут подвергаться воздействию высоких уровней электромагнитных полей на работе. Поля чрезвычайно низкой частоты достигают или превышают рекомендуемые пределы (директива 2004/40/EC). В некоторых зонах внутри электростанций и распределительных станций необходимы соответствующие меры безопасности. Поля крайне низкой частоты (а также промежуточной частоты) также генерируются индукционными и электродуговыми печами и сварочными аппаратами, и для таких устройств необходимо контролировать воздействие на рабочих.Для некоторых сварочных аппаратов возможна напряженность магнитного поля до нескольких сотен мкТл.

Некоторые медицинские приложения , в которых используются электромагнитные поля в диапазоне чрезвычайно низких частот, включают: стимуляцию роста костей для ускорения заживления переломов, транскраниальную магнитную стимуляцию для активизации мозговой деятельности или лечения определенных заболеваний, заживление ран и лечение боли. ELF также можно использовать для обнаружения рака с помощью измерений биоимпеданса, что является неинтрузивным методом диагностики.Подробнее…

7.3 Могут ли поля ELF повышать риск детской лейкемии и других видов рака?

7.3.1 В 2002 г. Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицировало магнитных полей КНЧ как «возможно канцерогенные для человека» (группа 2B). ((Toolbox объяснит категории IARC)) Это было основано на статистических исследованиях, показывающих, что дети более склонны к развитию лейкемии, если их воздействие магнитных полей чрезвычайно низкой частоты превышает 0,3-0,4 мкТл, что было бы относительно сильным.Экспериментальные исследования на животных не подтвердили эти выводы.

Кроме того, IARC пришел к выводу, что не было доказательств связи между магнитными полями сверхнизких частот и любым другим типом рака.

Что касается электрических полей КНЧ , то IARC классифицировал их как «не поддающиеся классификации в отношении канцерогенности для человека». ((Toolbox объяснит категории IARC))

Несколько исследований, проведенных с тех пор, пролили мало света на эту тему. Лабораторные исследования не подтверждают связь между детской лейкемией и крайне низкочастотными магнитными полями, и то, как эти поля могут вызывать детскую лейкемию, остается неизвестным.Это подчеркивает необходимость дополнительных исследований для согласования результатов.

В 2004 г. была выдвинута возможная гипотеза, объясняющая обнаружение детской лейкемии. В одном недавнем исследовании наблюдалось снижение выживаемости у детей с лейкемией, подвергавшихся воздействию средних магнитных полей сверхнизкой частоты выше 0,3 мкТл, но прежде чем делать выводы, необходимо дождаться подтверждающих исследований.

Большинство новых эпидемиологических исследований изучали риск развития рака молочной железы или опухоли головного мозга. Рак молочной железы вызвал особый интерес из-за экспериментальных результатов, свидетельствующих о том, что синтез мелатонина связан с воздействием поля КНЧ, а также потому, что мелатонин может играть роль в развитии рака молочной железы.Гипотеза о связи между воздействием поля КНЧ и риском рака молочной железы, по сути, была отвергнута после крупных и хорошо контролируемых исследований. Хотя появились некоторые новые данные об опухолях головного мозга, однозначные выводы сделать пока нельзя. Подробнее…

7.3.2 Исследования на лабораторных животных показали мало доказательств того, что воздействие только магнитных полей сверхнизких частот может вызвать любой тип рака или повлиять на уже существующие опухоли. Имеются некоторые противоречивые данные о том, что магнитные поля КНЧ мощностью около 100 мкТл могут усиливать развитие опухолей, вызванных другими известными канцерогенами, но в большинстве исследований, оценивающих такие комбинированные эффекты, такой связи не обнаружено.Результаты недавних исследований потенциально полезны для объяснения механизмов и несоответствий предыдущих результатов, но им не хватает подтверждения в независимых экспериментах, и их недостаточно, чтобы оспорить оценку IARC о том, что экспериментальные доказательства канцерогенности магнитных полей сверхнизких частот недостаточны. Это означает, что экспериментальные исследования нельзя интерпретировать как показывающие наличие или отсутствие канцерогенного эффекта из-за серьезных качественных или количественных ограничений.Подробнее…

7.3.3 Лабораторные исследования изолированных клеток и тканей (исследования in vitro) могут предоставить информацию о механизмах повреждения клеток. На данном этапе опубликованные исследования in vitro не могут объяснить эпидемиологические данные, но и не противоречат им. Они продемонстрировали множество эффектов полей КНЧ, и воздействие ЭМП может повлиять на большое количество клеточных компонентов, клеточных процессов и клеточных систем. Поскольку данные теоретических и экспериментальных исследований предполагают, что поля КНЧ вряд ли могут напрямую повредить генетический материал, в большинстве исследований изучалось возможное влияние на клеточную мембрану, экспрессию генов и передачу сигналов клеткой.Кроме того, было проведено большое количество исследований для изучения возможного влияния на такие процессы, как пролиферация клеток, регуляция клеточного цикла, дифференцировка клеток, метаболизм и различные физиологические характеристики клеток. Существует потребность в независимом воспроизведении некоторых исследований, предполагающих генотоксические эффекты, и в исследованиях с улучшенным дизайном. Также необходимо лучше понять возможные комбинированные эффекты, влияние ELF на клеточную регуляцию, а также ингибирование лечения рака молочной железы.Подробнее…

7.4 Может ли воздействие КНЧ вызывать головные боли или другие последствия для здоровья?

Было высказано предположение, что воздействие поля КНЧ вызывает ряд симптомов: покраснение, покалывание и жжение кожи, а также усталость, головная боль, трудности с концентрацией внимания, тошнота и учащенное сердцебиение. Термин «электромагнитная гиперчувствительность» (ЭГЧ) вошел в обиход на основании сообщения больных людей о том, что электрические и/или магнитные поля сверхнизкой частоты или близость к активированному электрическому оборудованию вызывают симптомы.Взаимосвязь между воздействием поля КНЧ и этими симптомами не была показана в научных исследованиях, и кажется очевидным, что воздействие поля КНЧ не является ни необходимым, ни достаточным фактором, чтобы вызвать жалобы на здоровье у людей, сообщающих о симптомах. Могут ли поля ELF быть способствующим фактором при некоторых условиях, еще предстоит определить.

После первоначального эпидемиологического исследования рака у детей большое количество других заболеваний также было изучено в связи с полями КНЧ, но не было обнаружено убедительных доказательств связи между полями крайне низкой частоты и этими заболеваниями.Тем не менее, некоторые заболевания, которые поражают клетки головного и спинного мозга, по-прежнему считаются заслуживающими изучения в этом отношении, и это относится, в частности, к БАС (боковой амиотрофический склероз) и болезни Альцгеймера.

Хотя в некоторых экспериментальных исследованиях на лабораторных животных описано влияние магнитного поля КНЧ на нервную систему, развитие животных и выработку мелатонина, доказательства такого воздействия слабые и неоднозначные. Из этих данных нельзя сделать никаких выводов о возможных рисках для здоровья человека.

Исследования на изолированных клетках и тканях (исследования in vitro) довольно скудны, когда речь идет о полях КНЧ и их возможной роли в заболеваниях, отличных от рака. Были проведены базовые исследования для понимания различных механизмов взаимодействия, но на данном этапе данных недостаточно для экстраполяции на конкретные симптомы или состояния. Подробнее…

7.5 Что можно сказать о полях ELF?

Магнитные поля сверхнизких частот были классифицированы Международным агентством по изучению рака (IARC) как потенциально канцерогенные.Этот вывод в основном основан на эпидемиологических исследованиях, показывающих, что воздействие относительно сильных магнитных полей КНЧ может быть причиной детской лейкемии. Теперь эти выводы необходимо согласовать с экспериментальными исследованиями, которые до сих пор мало что подтверждали. Остается большой вопрос: как именно поля могли вызвать лейкемию?

В отношении некоторых других заболеваний, особенно рака молочной железы и сердечно-сосудистых заболеваний, последние исследования показывают, что связь с полями крайне низкой частоты маловероятна.Для некоторых других заболеваний, таких как заболевания, поражающие головной и спинной мозг, вопрос о связи с полями ELF остается открытым, и требуются дополнительные исследования.

До сих пор не было продемонстрировано никакой связи между полями чрезвычайно низкой частоты и такими симптомами, о которых сообщали сами пациенты, такими как усталость, головная боль и трудности с концентрацией внимания.

Необходимо лучшее понимание недавно опубликованных результатов генотоксичности, включая результаты исследования REFLEX. Подробнее…

Какова классификация линий электропередачи?

Классификация линий электропередачи зависит от ее напряжения и длины проводника.Линия электропередачи является средством передачи мощности от генерирующей станции к центру нагрузки. В основном он подразделяется на два типа. Они

  1. Линия передачи переменного тока
    • Короткая линия передачи
    • Средняя линия передачи
      • Пи-модель средней линии электропередачи
      • T Модель средней линии электропередачи
    • Длинная линия передачи
  2. Линия передачи постоянного тока

1.Линия электропередачи переменного тока

Линия передачи имеет сопротивление R, индуктивность L, емкость C и шунт или проводимость утечки G. Эти параметры вместе с нагрузкой и линией передачи определяют характеристики линии. Термин производительность означает передающее конечное напряжение, передающие конечные токи, передающий конечный коэффициент мощности, потери мощности в линии, эффективность линии передачи, регулирование и ограничение потока мощности во время эффективности и передачи, регулирование и ограничения мощности в установившемся режиме и переходное состояние.Сравнительная таблица линии передачи показана на рисунке ниже.

Короткая линия передачи

Если напряжение линии не превышает 80 кВ или напряжение не превышает 66 кВ, то линия называется короткой линией передачи. Емкость линии определяется их длиной. Влиянием емкости на короткую линию передачи можно пренебречь, но для кабеля, где расстояние между проводниками мало, нельзя пренебрегать влиянием емкости.При изучении характеристик короткой линии передачи рассчитываются только сопротивление и индуктивность линии.

Средняя линия передачи

Линия протяженностью от 80 до 240 км называется средней линией электропередачи. Емкостью средней линии передачи нельзя пренебречь. Емкость средней линии передачи считается сосредоточенной в одной или нескольких точках линии. Влияние линии больше на высоких частотах, а их индуктивностью и емкостью рассеяния можно пренебречь.Средняя линия передачи подразделяется на Pi-модель и T-модель.

Пи-модель средней линии электропередачи

В номинальной модели Pi предполагается, что половина емкости концентрируется на каждом конце линии.

T — Модель средней линии электропередачи

В модели T предполагается, что емкость сосредоточена в центре линии.

Длинная линия передачи

Линия протяженностью более 240 км считается длинной линией электропередачи.Установлено, что все четыре параметра (сопротивление, индуктивность, емкость и проводимость рассеяния) равномерно распределены по всей длине линии.

2. Линия передачи постоянного тока

Передача постоянного тока в основном используется для передачи большой мощности. Для передачи на большие расстояния постоянный ток дешевле и имеет низкие электрические потери. Стоимость систем передачи постоянного тока выше для линии передачи на короткие расстояния, поскольку для нее требуется больше трансформируемого оборудования по сравнению с системой переменного тока.

Преобразовательная станция преобразует переменный ток в постоянный на передающем конце и постоянный ток в переменный на конце нагрузки линии. Одним из основных преимуществ системы постоянного тока является то, что она позволяет передавать мощность между двумя несинхронизированными системами переменного тока.

Как данные облака точек LiDAR могут повлиять на эффективность

Особенности классификации Файл облака точек LiDAR

Классификация объектов из стандартизированного формата файлов для облаков точек LiDAR (.las) основан на алгоритмах, которые анализируют свойства данных облака точек LiDAR. Характеристики отражения каждого обнаруженного облака точек LiDAR считаются процессом, который часто применяется к облакам LiDAR, содержащим сотни миллионов точек. Этот анализ сравнивает отражательные свойства точек с известными значениями, характерными для обычно классифицируемых объектов, которые могут включать растительность (высокая, средняя, ​​низкая), асфальтированные дороги, здания и водоемы (см. таблицу ниже).Как объяснялось в нашем предыдущем блоге, большинство применений облаков точек LiDAR, например построение извлечений и создание DEM/DSM, изначально основано на точно классифицированном облаке точек.

Различные типы объектов и присвоенное им значение классификации LiDAR

Использование и применение классифицированных облаков точек LiDAR простирается далеко и широко. Классифицированные участки лесного хозяйства могут быть оценены за определенный период времени. С помощью объемных расчетов, позволяющих оценить увеличение и/или уменьшение биомассы за определенный период, можно показать последующее влияние изменений на переменные секвестрации углерода в крупном масштабе или деградации среды обитания в меньшем масштабе.Коммунальные компании могут получить огромную выгоду от картографирования коридоров линий электропередач.

Классифицированные траектории движения LiDAR могут идентифицировать линии электропередач, их опорные башни и растительность (см. рисунок ниже). Значительная экономия времени и средств может быть достигнута путем осмотра коридоров с использованием датчиков LiDAR, установленных на БПЛА, по сравнению с осмотром вышек вручную. Степень провисания воздушных линий электропередач можно легко измерить, а растительность можно разделить на категории высокого, среднего и низкого риска в зависимости от параметров, установленных коммунальной компанией или нормативными актами в данном районе.

Геодезический набор данных, показывающий лесную территорию со значениями высоты в диапазоне от синего (самый низкий) до красного (самый высокий).

Геодезический набор данных, отображающий классифицированные линии электропередач (красные) и опоры ЛЭП (черные) — все остальные категории классификации LiDAR отключены для ясности.

Мы знаем, что классифицированные облака точек LiDAR являются важным шагом почти для всех типов анализа облаков точек LiDAR, но как именно выполняется эта процедура? В классификации необработанных данных LiDAR каждая точка в облаке назначается семантическому классу объектов (как показано в таблице выше).Это показывает, что класс объекта определяется по свойствам данных, интенсивности импульса, высоте, числу возвратов, углу сканирования и т. д. Функции, используемые для алгоритмов классификации облаков точек LiDAR, могут быть сгруппированы как пространственные, эхо- и волновые функции. Пространственные элементы охватывают области, включая элементы высоты, шероховатость поверхности и плотность точек. Импульс, возвращаемый с поверхности Земли, используется для различения эхо-сигналов, таких как эхо-сигнал от растительности и эхо-сигнал от линии электропередач. Характеристики эха e.грамм. амплитуда и поперечное сечение затем используются для функций на основе формы волны в алгоритме классификации.

Использование программного обеспечения с усовершенствованными алгоритмами классификации позволяет пользователям быстро идентифицировать желаемые особенности своего ландшафта, такие как здания, полог леса или точки земли, всего за несколько кликов. Алгоритмы идентифицируют точки, характеристики отражения которых соответствуют характеристикам известных классифицированных объектов. Однако алгоритм будет сопоставлять значение классификации с точкой только в том случае, если она окружена соседними точками, которые также соответствуют характеристикам отражения таких объектов — это позволяет избежать выбросов и шума в результирующих классифицированных слоях.Большинство процессов классификации требуют некоторого базового пользовательского ввода, чтобы лучше понять ландшафт, что позволяет более точно идентифицировать и классифицировать функции. Они могут включать уклон крыши здания для идентификации здания или тип местности (например, крутой склон, рельеф, равнина) для классификации по наземным точкам.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.