CN109885459A - 一种多量程波形的同屏显示方法 - Google Patents

Abstract

一种多量程波形的同屏显示方法，包括以下步骤：1）将测试全长范围内的电缆故障定位高速A/D采样测试数据按3‑5个多量程分段，显示在一个彩色液晶显示屏幕上，将显示屏幕分区为2个显示区，2个显示区为主显示区及细分显示区，2）将细分显示区的第二细分显示段的波形自动设置到主显示区，同时细分显示区其他细分显示段的波形也可以切换到主显示区以最高分辨率显示；3）通过计算机程序或单片机程序配合处理实现主显示区波形的扩展、压缩或平移，并实现低压脉冲波形、多次脉冲波形的自动分析。这种方法应用于电缆故障定位降低了对操作人员的现场经验要求和技术基础要求，避免误判，定位准确，操作简单，实施方便。

Description

一种多量程波形的同屏显示方法

技术领域

本发明属于新型电力能源技术领域，涉及一种多量程波形的同屏显示方法，具体涉及一种用于电缆故障定位的适合城市以及光伏、风力、潮汐发电厂高压电缆运维抢修中新型电缆故障定位多量程测试波形的同屏显示方法。

背景技术

随着各种电气绝缘材料技术及新能源技术的快速发展，各种输送电力能源的高压电缆亦得到了快速发展，它节省空间、美观、环保、安全。

但是，城市化快速发展中市政建设和市政改造施工，以及高压电缆用量快速增加则引起了电缆故障的增加，危及电网安全运行，如何提高电缆故障的定位效率，缩短电缆故障抢修时间显得愈加重要，传统电缆故障检测仪器中存在较多的依据现场情况对电缆故障检测仪器进行合理设置的操作，较多的依赖运维人员的现场工作经验，对电缆运维人员的技术基础及现场工作经验要求较高。

电缆故障定位仪器，业内一般称为电缆故障测试仪，它的显示屏常用笔记本电脑屏幕，或普通彩色液晶屏幕，或普通单色液晶屏，当仪器具有先进的多次脉冲法功能时单色液晶屏幕不能满足要求，必须使用彩色液晶屏幕；为了提高电缆故障测试仪的测试精度，随着电子技术进步，仪器的A/D转换采样频率不断提高，测试数据的分辨率已足以满足工程需要，这时需要更高的彩色液晶屏幕水平显示分辨率来保障仪器的测试精度和测试分辨率。

目前，常用的彩色液晶屏幕的显示分辨率为：800×600，1024×600，1024×768，1360×768，1920×1080，其水平显示分辨率分别是：800，1024,1360,1920点，仪器应用显示屏时，一般还会设计仪器虚拟键盘和状态提示文字和符号等，这一般会占用200点左右，这样用于电缆故障定位波形显示的水平分辨率，也就是代表了故障定位距离显示分辨率的点数仅剩600-1700点。电缆故障定位操作时需要关注波形全貌和波形特征，同时更需要关注波形细节以保证电缆故障定位精度。传统的方法是将仪器设计为多个量程，并设计有扩展压缩功能，特别是当遇到长电缆的近端故障时，需要操作者根据现场具体状况正确操作仪器，即须合理设置仪器的量程，合理使用仪器的扩展压缩功能完成电缆故障定位（测试），这要求仪器操作者应具有较为丰富的现场工作经验、一定的技术基础，并熟练掌握仪器的使用方法，否则故障定位效率低下甚至找不到电缆故障点位置，导致故障定位失败。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种多量程波形的同屏显示方法，用于电缆故障定位，适合以此方法设计电缆故障定位仪器用于电缆运维工作中使用，使得应用这种方法设计的电缆故障定位仪器可以实现多量程的波形免操作设置同屏显示，非常直观，能大大降低对操作人员的现场经验和技术基础要求，提高电缆故障抢修效率，具有免量程设置、多量程波形的同屏显示，波形显示直观，特征明显、细节清楚，可显著降低对电缆故障定位操作人员现场经验和技术基础依赖的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多量程波形的同屏显示方法，包括以下步骤：

1）将测试全长范围内的电缆故障定位高速A/D采样测试数据按3-5个多量程分段，将3-5个多量程分段的测试数据显示在一个彩色液晶显示屏幕上，将显示屏幕分区为2个显示区，2个显示区为主显示区及细分显示区，细分显示区由多个细分显示段组成，每段标上序号；

2）默认设置将细分显示区的第二显示段的波形自动设置到主显示区以最高水平距离分辨率，最高垂直幅度分辨率显示，同时细分显示区其他显示段的波形也可以切换到主显示区以最高分辨率显示；

3）通过计算机程序或单片机程序配合处理实现主显示区波形的扩展、压缩或平移，并实现低压脉冲波形、多次脉冲波形的自动分析。

进一步，将测试全长范围内的电缆故障定位高速A/D采样测试数据按多量程分段以多波形分区显示的方式一次性全景显示在同一个彩色液晶显示屏幕上，它可以是笔记本电脑屏幕，也可以是普通彩色液晶屏幕。

所述的细分显示区分为三段细分显示段、四段细分显示段或五段细分显示段。

本发明的有益效果是：

本发明的实施可以有效降低电缆故障抢修过程中对操作人员的现场经验和技术基础要求，提高电缆故障定位效率，使采用此方法设计的电缆故障定位仪器具有免量程设置、波形显示特征明显、细节清楚，可显著降低对电缆故障定位操作人员现场经验和技术基础依赖的优点。

附图说明

图1为本发明的3量程3细分显示区同屏幕显示示意图。

图2为本发明的4量程4细分显示区同屏幕显示示意图。

图3为本发明的5量程5细分显示区同屏幕显示示意图。

其中，1为主显示区；2为细分显示区，2-1为第一细分显示段，2-2为第二细分显示段，2-3为第三细分显示段，2-4为第四细分显示段，2-5为第五细分显示段。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步叙述。

如图1，图2，图3所示，一种多量程波形的同屏显示方法，包括以下步骤：

1）将测试全长范围内的电缆故障定位高速A/D采样测试数据按3-5个多量程分段，将3-5个多量程分段的测试数据显示在一个彩色液晶显示屏幕上，将显示屏幕分区为2个显示区，2个显示区为主显示区1及细分显示区2，细分显示区2由多个细分显示段组成，每段标上序号；

2）默认设置将细分显示区2的第二细分显示段2-2的波形自动设置到主显示区1以最高水平距离分辨率，最高垂直幅度分辨率显示，同时细分显示区其他细分显示段的波形也可以切换到主显示区1以最高分辨率显示；

3）通过计算机程序或单片机程序配合处理实现主显示区1波形的扩展、压缩或平移，并实现低压脉冲波形、多次脉冲波形的自动分析。

所述的将测试全长范围内的电缆故障定位高速A/D采样测试数据按多量程分段以多波形分区显示的方式一次性全景显示在同一个彩色液晶显示屏幕上，它可以是笔记本电脑屏幕，也可以是普通彩色液晶屏幕。

下面以图2所示的4量程4细分显示段，分辨率为1920×1080的显示屏为例具体说明，电缆故障的定位原理是脉冲反射法，将故障电缆等效为一条高频传输线，电缆故障定位时，给故障电缆施加测试脉冲，该脉冲在故障点处会产生反射波，仪器测试发射脉冲与反射脉冲的时间差，并按照公式：距离L=自动换算为故障点距测试端的距离，即故障距离，其中L是故障距离（m），v是测试脉冲在电缆中的电波传输速度（），t是测试脉冲反射波与发射波的时间差（uS）。

首先，将分辨率为1920×1080的显示屏上下按各约540点对半分屏，上半部分作为主显示区1，下半部分作为多量程4量程的细分显示区2。这样再扣除屏幕右侧仪器虚拟键盘和状态提示文字和符号等约200点，扣除屏幕虚拟天地显示100点，波形主显示区1被分成860×490点，波形细分显示区2被分成860×490点。

细分显示区2被分成860×490点，其再上下分为两部分，各是860×245，其中的上半部分再细分为260×245,300×245,300×245点，这样构成4量程对应的4波形同屏显示。

主显示区1的波形以屏幕分辨率860×490点显示，第一细分显示段2-1，第二细分显示段2-2，第三细分显示段2-3，第四细分显示段2-4分别以260×245,300×245,300×245，860×245点分辨率显示。

本示例中，以200MHz采样频率的高速A/D采样测试数据，按满量程160km具体划分为750m，3.3km，33km，160km四个量程的测试波形进行同屏显示，既能纵观波形全貌及特征，又保证波形细节清楚，200MHz采样频率的高速A/D采样测试数据的时间分辨率是：To==5nS,换算成电缆的测试距离分辨率是：

Lo== I==0.43m

它足以满足电缆故障定位工程需要。

然而，对应750m，3.3km，33km，160km四个量程的测试波形进行同屏显示的显示分辨率分别是260×245,300×245,300×245，860×245点，将其换算成距离分辨率分别是：

=2.88m（2-1）,

=11m（2-2），

=110m（2-3），

=186.1m（2-4）。

可见，波形细分显示区2的显示分辨率远远低于测试数据的等效距离分辨率，但这种多量程波形的同屏显示方法充分保障了波形全貌及波形特征的直观清楚同屏显示；为了在既有屏幕的显示分辨率条件下进一步提高波形显示分辨率，本方法还提出了设置波形主显示区1以进一步提高波形显示的等效距离分辨率，当波形细分显示区2中的第一细分显示段2-1，第二细分显示段2-2，第三细分显示段2-3，第四细分显示段2-4里任意波形被切换到波形主显示区1时其等效距离分辨率分区提高到：

=0.87m（2-1）,

=3.84m（2-2），

=38.4m（2-3），

=186.1m（2-4）的显示分辨率。

可见，即使切换到波形主显示区1，其显示分辨率依然没有达到测试数据的等效距离分辨率，通过计算机程序或单片机程序配合处理实现主显示区1增加所显示波形的扩展压缩，平移功能，以进一步提高波形显示分辨率保障电缆故障定位精度，确保完全满足工程需要。

计算机程序或单片机程序通过其内部的通用显示控制器在主显示区1显示全部测试数据的部分测试数据实现显示波形的扩展，显示全部测试数据实现波形的压缩，显示全部测试数据的靠前部分测试数据实现波形的右移，显示全部测试数据的靠后部分测试数据实现波形的左移，进一步提高了显示屏幕主显示区1的波形显示分辨率。

计算机程序或单片机程序通过对低压脉冲、多次脉冲测试数据的幅值变化比较得出发射脉冲及其反射脉冲的时间差，并根据距离公式 L=自动在主显示区1的测试波形上显示出故障距离。

本方案所述的一种多量程波形的同屏显示方法，用于电缆故障定位，适合以此方法设计电缆故障定位仪器用于电缆运维工作中使用，具有免量程设置、波形显示特征明显、细节清楚，具有可显著降低对电缆故障定位操作人员现场经验和技术基础依赖的优点，提高电缆故障抢修效率，保障供电安全。

Claims (3)

1.一种多量程波形的同屏显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将测试全长范围内的电缆故障定位高速A/D采样测试数据按3-5个多量程分段，将3-5个多量程分段的测试数据显示在一个彩色液晶显示屏幕上，将显示屏幕分区为2个显示区，2个显示区为主显示区及细分显示区，细分显示区由多个细分显示段组成，每段标上序号；

2）默认设置将细分显示区的第二显示段的波形自动设置到主显示区以最高水平距离分辨率，最高垂直幅度分辨率显示，同时细分显示区其他显示段的波形也可以切换到主显示区以最高分辨率显示；

3）通过计算机程序或单片机程序配合处理实现主显示区波形的扩展、压缩或平移，并实现低压脉冲波形、多次脉冲波形的自动分析。

2.根据权利要求1所述的一种多量程波形的同屏显示方法，其特征在于，将测试全长范围内的电缆故障定位高速A/D采样测试数据按多量程分段以多波形分区显示的方式一次性全景显示在同一个彩色液晶显示屏幕上，它可以是笔记本电脑屏幕，也可以是普通彩色液晶屏幕。

3.根据权利要求1所述的一种多量程波形的同屏显示方法，其特征在于，所述的细分显示区分为三段细分显示段、四段细分显示段或五段细分显示段。