CN113848423B - 非线性结点检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种非线性结点检测方法及系统，属于数据处理领域，方法包括预先存储对被测目标测量得到的测量参数；这样在被测目标的在线运行过程中，再测量当前的一些参数，可以计算得到被测目标的当前导通电阻；通过将当前导通电阻与预设导通电阻阈值比对，来确定被测目标的检测结果，即确定被测目标是否为非线性节点，也就是说来判断被测目标的连接可靠性。导通电阻反映了金属结点的连接可靠性，因此通过导通电阻的分析来确定被测目标的连接可靠性，减少了分析的主观性；且由于预设导通电阻阈值为电力行业标准中规定的导通电阻阈值，因此依据当前导通电阻和预设导通电阻阈值的比对结果得到的测量结果，实现了与行业判断标准匹配。

Description

非线性结点检测方法及系统

技术领域

本申请涉及数据处理领域，更具体地说，涉及一种非线性结点检测方法及系统。

背景技术

电缆作为电网的重要组成部分，承担着设备间连接、电能以及信号传输等重要作用。因此电气连接的可靠性，直接关系到电力企业的供电可靠性与安全性。在长期运行过程中，开关触头、母线排连接处及电缆接头等机械连接点会因氧化、松动等连接可靠性问题而导致接触电阻过大而发热，并可能形成恶性循环。温升、膨胀、收缩、氧化，电阻增大、再度升温，由此最终可能酿成火灾事故，造成大面积的停电。

开关触头、母线排连接处及电缆接头等机械连接点会因氧化，形成金属的非线性结点。目前主要通过基于谐波雷达技术来检测金属的非线性结点。然而，现有技术中，基于谐波雷达技术识别金属的非线性结点时，主要通过2次或者3次谐波的幅值、功率等信息判断结点接触性好坏，此种判定带有一定的主观性和判定法则的多样性。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种非线性结点检测方法及系统，欲提高检测结果准确性，且与行业判断标准相匹配。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

第一方面，提出一种非线性结点检测方法，包括：

向被测目标发射基波信号，并接收反射后的第一基波幅值和第一三次谐波幅值；

根据第一基波幅值、第一三次谐波幅值以及预先存储的对所述被测目标测量得到的测量参数，计算得到所述被测目标的当前导通电阻；

根据所述当前导通电阻与预设导通电阻阈值的比对结果，得到所述被测目标的检测结果，所述预设导通电阻阈值为电力行业标准中规定的导通电阻阈值。

优选的，所述测量参数包括第一电流、第二电流、第一电压、第二电压、第二基波幅值和第二三次谐波幅值，所述测量参数的测量过程包括：

在所述被测目标不通电的条件下，对所述被测目标加载直流激励电压，并测量得到第一电压和第一电流；

改变对所述被测目标加载的直流激励电压大小，并测量得到第二电压和第二电流；

向所述被测目标发射基波信号，并接收反射后的第二基波幅值和第二三次谐波幅值；

根据第一基波幅值、第一三次谐波幅值以及预先存储的对所述被测目标测量得到的测量参数，计算得到所述被测目标的当前导通电阻，包括：

将第一基波幅值、第一三次谐波幅值、第一电压、第一电流、第二电压、第二电流、第二基波幅值和第二三次谐波幅值，带入导通电阻计算公式得到所述被测目标的当前导通电阻，导通电阻计算公式为：

其中，R′₁为当前导通电阻，U(ω)为第二基波幅值、U(3ω)为第二三次谐波幅值、U₁为第一电压、I₁为第一电流、U₂为第二电压、I₂为第二电流、U′(ω)为第一基波幅值、U′(3ω)为第一三次谐波幅值。

优选的，所述测量参数包括第二比值、固定导通电导和第一导通电导，所述测量参数的测量过程包括：

在所述被测目标不通电的条件下，对所述被测目标加载直流激励电压，并测量得到第一电压和第一电流，以及将第一电流除以第一电压的比值作为第一导通电导；

改变对所述被测目标加载的直流激励电压大小，并测量得到第二电压和第二电流，以及将第二电流除以第二电压的比值作为第二导通电导；

将第一导通电导、第二导通电导、第一电压和第二电压，带入固定导通电导计算公式得到所述被测目标的固定导通电导，固定导通电导计算公式为：

其中，G₀为固定导通电导，G₁为第一导通电导，为G₂为第二导通电导，U₁为第一电压，U₂为第二电压；

向所述被测目标发射基波信号，并接收反射后的第二基波幅值和第二三次谐波幅值，将第二三次谐波幅值与第二基波幅值的三次方之比作为第二比值；

根据所述第一基波幅值、所述第一三次谐波幅值以及预先存储的对所述被测目标测量得到的测量参数，计算得到所述被测目标的当前导通电阻，包括：

将第一三次谐波幅值与第一基波幅值的三次方之比作为第一比值；

将第一比值、第二比值、固定导通电导和第一导通电导，带入导通电阻计算公式得到所述被测目标的当前导通电阻，导通电阻计算公式为：

其中，R′₁为当前导通电阻，k为第二比值，k′为第一比值。

优选的，第一距离与第二距离的差值在预设差值范围内；

所述第一距离为欲得到第一基波幅值和第一三次谐波幅值而向被测目标发射基波信号时，谐波雷达与被测目标的距离；

所述第二距离为所述测量参数的测量过程中向所述被测目标发射基波信号时，谐波雷达与被测目标的距离。

优选的，所述被测目标包括：

电力开关、母线排连接处和/或电缆接头。

第二方面，提供一种非线性结点检测系统，包括：

发射和接收单元，用于向被测目标发射基波信号，得到反射后的第一基波幅值和第一三次谐波幅值；

控制单元，用于根据第一基波幅值、第一三次谐波幅值以及预先存储的对所述被测目标测量得到的测量参数，计算得到所述被测目标的当前导通电阻；

所述控制单元，还用于根据所述当前导通电阻与预设导通电阻阈值的比对结果，得到所述被测目标的检测结果，所述预设导通电阻阈值为电力行业标准中规定的导通电阻阈值。

优选的，所述测量参数包括第一电流、第二电流、第一电压、第二电压、第二基波幅值和第二三次谐波幅值，所述系统还包括：

直流激励与采样单元，用于在所述被测目标不通电的条件下，对所述被测目标加载直流激励电压，并测量得到第一电压和第一电流；

所述直流激励与采样单元，还用于改变对所述被测目标加载的直流激励电压大小，并测量得到第二电压和第二电流；

所述发射和接收单元，还用于向所述被测目标发射基波信号，得到反射后的第二基波幅值和第二三次谐波幅值；

所述控制单元，具体用于：

将第一基波幅值、第一三次谐波幅值、第一电压、第一电流、第二电压、第二电流、第二基波幅值和第二三次谐波幅值，带入导通电阻计算公式得到所述被测目标的当前导通电阻，导通电阻计算公式为：

其中，R′₁为当前导通电阻，U(ω)为第二基波幅值、U(3ω)为第二三次谐波幅值、U₁为第一电压、I₁为第一电流、U₂为第二电压、I₂为第二电流、U′(ω)为第一基波幅值、U′(3ω)为第一三次谐波幅值。

优选的，所述测量参数包括第二比值、固定导通电导和第一导通电导，所述系统还包括：

直流激励与采样单元，用于在所述被测目标不通电的条件下，对所述被测目标加载直流激励电压，并测量得到第一电压和第一电流，以及将第一电流除以第一电压的比值作为第一导通电导；

所述直流激励与采样单元，还用于改变对所述被测目标加载的直流激励电压大小，并测量得到第二电压和第二电流，以及将第二电流除以第二电压的比值作为第二导通电导；

所述控制单元，还用于将第一导通电导、第二导通电导、第一电压和第二电压，带入固定导通电导计算公式得到所述被测目标的固定导通电导，固定导通电导计算公式为：

其中，G₀为固定导通电导，G₁为第一导通电导，为G₂为第二导通电导，U₁为第一电压，U₂为第二电压；

所述发射和接收单元，还用于向所述被测目标发射基波信号，得到反射后的第二基波幅值和第二三次谐波幅值，将第二三次谐波幅值与第二基波幅值的三次方之比作为第二比值；

所述控制单元，具体用于：

将第一三次谐波幅值与第一基波幅值的三次方之比作为第一比值；

将第一比值、第二比值、固定导通电导和第一导通电导，带入导通电阻计算公式得到所述被测目标的当前导通电阻，导通电阻计算公式为：

其中，R′₁为当前导通电阻，k为第二比值，k′为第一比值。

优选的，第一距离与第二距离的差值在预设差值范围内；

所述第一距离为欲得到第一基波幅值和第一三次谐波幅值而向被测目标发射基波信号时，谐波雷达与被测目标的距离；

所述第二距离为所述测量参数的测量过程中向所述被测目标发射基波信号时，谐波雷达与被测目标的距离。

优选的，所述被测目标包括：

电力开关、母线排连接处和/或电缆接头。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的非线性结点检测方法及系统，预先存储对被测目标测量得到的测量参数；这样在被测目标的在线运行过程中，再测量当前的一些参数，结合之前存储的测量参数，可以计算得到被测目标的当前导通电阻；通过将当前导通电阻与预设导通电阻阈值比对，来确定被测目标的检测结果，即确定被测目标是否为非线性节点，也就是说来判断被测目标的连接可靠性。导通电阻反映了金属结点的连接可靠性，因此通过导通电阻的分析来确定被测目标的连接可靠性，减少了分析的主观性；且由于预设导通电阻阈值为电力行业标准中规定的导通电阻阈值，因此依据当前导通电阻和预设导通电阻阈值的比对结果得到的测量结果，实现了与行业判断标准匹配。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种非线性结点检测方法的流程图；

图2为非线性结点的伏安特性曲线；

图3为本申请实施例公开的一种非线性结点检测系统的示意图；

图4为本申请实施例公开的一种非线性结点检测系统的具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

谐波雷达是一种通过发射基波信号，接收来自目标再辐射的2次、3次甚至是更高次的谐波/组合波回波信号，并对目标进行判断、识别和探测的雷达系统。如相关技术中介绍的，在检测电缆与各机械连接点的可靠性时，当电缆或机械连接点出现不可靠连接时，由于中间存在一定成分的松散氧化物，谐波雷达将会接收到大量2或3次谐波，反之则不会出现。有方案根据3次谐波和2次谐波的比值，判断金属连接可靠性；但是，对于判定阈值的取舍，存在一定的主观性。

为了解决上述技术问题，本申请提出一种非线性结点检测方案，通过检测反映金属结点的连接可靠性的导通电阻，来分析被测目标，减少了分析的主观性；且采用电力行业标准中规定的导通电阻阈值作为预设导通电阻阈值来分析，实现了与行业判断标准的匹配。下面详细介绍本申请提供的非线性结点检测方案。

参见图1，为本实施例提供的一种非线性结点检测方法的流程图，包括以下步骤：

S11：向被测目标发射基波信号，并接收反射后的第一基波幅值和第一三次谐波幅值。

利用相关发射装置向被测目标发射基波信号后，在利用相关接收装置接收被测目标反射后的基波幅值和三次谐波幅值。在计算被测目标的当前导通电阻过程中，向被测目标发射基波信号后接收到的基波幅值和三次谐波幅值，称为第一基波幅值和第一三次谐波幅值。被测目标包括但不限于电力开关、母线排连接处或电缆接头等。

S12：根据第一基波幅值、第一三次谐波幅值以及预先存储的对被测目标测量得到的测量参数，计算得到被测目标的当前导通电阻。

预先对被测目标进行检测，得到一些测量参数并存储起来；这样在被测目标的在线运行过程中，测量得到当前的一些参数，结合之前存储的测量参数，可以计算得到被测目标的当前导通电阻。

S13：根据被测目标的当前导通电阻与预设导通电阻阈值的比对结果，得到被测目标的检测结果。

预设导通电阻阈值为电力行业标准中规定的导通电阻阈值。依据被测目标的当前导通电阻和预设导通电阻阈值的比对结果得到的测量结果，实现了与行业判断标准的匹配。

被测目标为非线性结点时，其伏安特性曲线如图2所示。当非非线性结点两端的电压小于1.5V时，电流可近似表示为：

其中，β为伏安特性的非线性系数，单位是[1/V²]；R₀为金属结点的初始电阻，即当非线性结点两端电压为零时的电阻，单位为[Ω]。随着金属结点氧化程度的加深，β发生变化，而R₀不变。

当使用单频率(频率为f₀，即角频率ω₀＝2πf₀)的电磁波进行照射时，非线性结点的感应电压可以写做：

U＝U₀cos(ωt)   (2)

将式(2)带入式(1)，则可得到非线性结点上的电流为：

因此可以得到各频率下的振幅为：基波幅值为

三次谐波幅值为

基波幅值中，由于

导致的非线性分量较弱，因此基波幅值：

三次谐波与基波的幅值的三次方之比为：

对被测目标进行测量，得到测量参数的过程如下：

(1)首先在被测目标(即电力开关、电缆等金属结点)不通电(即停电)的状态下，对被测目标施加直流激励电压U₁，产生直流激励电流I₁。

被测目标为电力开关时，为了满足行业标准中对电力开关的测试要求需要控制U₁的大小，使得激励电流I₁大于100A。U₁和I₁，可以通过相关装置测量得到。将U₁和I₁带入公式(1)中可得到：

此时导通电阻：

为了后文描述的方便，采用电导G进行计算来替代电阻R。由电学知识可知G＝1/R，电导信息与电阻信息完全等价。令G₀＝1/R₀，因此在激励电压U₁下，金属结点电导G₁：

上式中G₁、U₁为已知量，G₀、β为未知量。一般G₀不变，而随着时间推移，金属结点氧化物发生变化，β随之发生变化。

在相近时段内，加载直流激励电压U₂，并控制U₂不等于U₁。同理，当被测目标为电力开关时，使得响应电流I₂大于100A。

此时

上式中G₂、U₂为已知量，G₀、β为未知量。

联立式(8)和式(9)上述两个计算公式，求解二元一次方程，可得G₀和β：

(2)在步骤(1)的基础上，距离被测目标距离R处，照射雷达电磁波，通过雷达反射信号捕捉到3次谐波幅值与1次谐波幅值(即基波幅值)，令k为3次谐波幅值与1次谐波幅值的三次方之比，则存在如下关系：

上式中，通过装置测量反射信号中的三次谐波幅值U(3ω)和基波幅值U(ω)，从而求得k，k为已知量。

通过步骤(1)和步骤(2)，得到了停电条件下，金属结点的相关信息：G₁、G₀、k，将上述信息保存至数据库中，作为后续在线判定导通电阻的数据基础。

测量并存储被测目标的测量参数若干时间后，由于氧化物的不断增加，其非线性系数产生了变化，将其设为β′。可在设备运行的条件下，利用谐波雷达进行测量，同样在被测目标距离R处，测量得到3次谐波幅值与1次谐波幅值(即步骤S11)。

测量得到的3次谐波幅值与1次谐波幅值的三次方之比(即第一比值)为k′：

同样，上式中，通过装置接收并测量，得到三次谐波幅值U′(3ω)和基波幅值U′(ω)，因此k′也为已知量。而β′存在如下关系：

等效换算。因此，在运行一段时间后，可在线测得金属结点的导通电导为：

进一步变换：

其中：G₁为已知的中间量，可由步骤(1)停电时的激励电压U₁和响应电流I₁得到，G₁＝I₁/U₁；G₀为已知的中间量，可由步骤(1)停电时施加两次不同的激励电压；k值为已知的中间量，可由步骤(2)测量谐波雷达反射值得到；k′值为已知的中间量，可由测量谐波雷达反射值得到。所以，G′₁可通过上述中间量带入式(16)求得。进而根据电阻和电导倒数关系得到导通电阻R′₁。

还可以，将测量原始量U₁、I₁、U₂、I₂、U(ω)、U(3ω)、U′(ω)和U′(3ω)保存至数据库中，作为后续在线判定导通电阻的数据基础。这种情况下，G′₁可通过下式表示：

根据电阻和电导的倒数关系。导通电阻R′₁为：

因此，电力开关在运行一段时间后，不需要停电，可在带电条件下，通过谐波雷达测量得到。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

参见图3，为本实施例提供的一种非线性结点检测系统，该系统包括：发射和接收单元31和控制单元32。

发射和接收单元31，用于向被测目标发射基波信号，得到反射后的第一基波幅值和第一三次谐波幅值。

控制单元32，用于根据第一基波幅值、第一三次谐波幅值以及预先存储的对被测目标测量得到的测量参数，计算得到被测目标的当前导通电阻。

控制单元32，还用于根据当前导通电阻与预设导通电阻阈值的比对结果，得到被测目标的检测结果，该预设导通电阻阈值为电力行业标准中规定的导通电阻阈值。

在一具体实施例中，测量参数包括第一电流、第二电流、第一电压、第二电压、第二基波幅值和第二三次谐波幅值，非线性结点检测系统还包括：直流激励与采样单元，用于在被测目标不通电的条件下，对被测目标加载直流激励电压，并测量得到第一电压和第一电流；直流激励与采样单元，还用于改变对被测目标加载的直流激励电压大小，并测量得到第二电压和第二电流。

发射和接收单元31，还用于向被测目标发射基波信号，得到反射后的第二基波幅值和第二三次谐波幅值；控制单元32，具体用于：将第一基波幅值、第一三次谐波幅值、第一电压、第一电流、第二电压、第二电流、第二基波幅值和第二三次谐波幅值，带入导通电阻计算公式得到被测目标的当前导通电阻，导通电阻计算公式为：

其中，R′₁为当前导通电阻，U(ω)为第二基波幅值、U(3ω)为第二三次谐波幅值、U₁为第一电压、I₁为第一电流、U₂为第二电压、I₂为第二电流、U′(ω)为第一基波幅值、U′(3ω)为第一三次谐波幅值。

在另一具体实施例中，测量参数包括第二比值、固定导通电导和第一导通电导，非线性结点检测系统还包括：直流激励与采样单元，用于在被测目标不通电的条件下，对被测目标加载直流激励电压，并测量得到第一电压和第一电流，以及将第一电流除以第一电压的比值作为第一导通电导；直流激励与采样单元，还用于改变对被测目标加载的直流激励电压大小，并测量得到第二电压和第二电流，以及将第二电流除以第二电压的比值作为第二导通电导。

控制单元32，还用于将第一导通电导、第二导通电导、第一电压和第二电压，带入固定导通电导计算公式得到被测目标的固定导通电导，固定导通电导计算公式为：

其中，G₀为固定导通电导，G₁为第一导通电导，为G₂为第二导通电导，U₁为第一电压，U₂为第二电压。

发射和接收单元31，还用于向被测目标发射基波信号，得到反射后的第二基波幅值和第二三次谐波幅值，将第二三次谐波幅值与第二基波幅值的三次方之比作为第二比值。控制单元32，具体用于：将第一三次谐波幅值与第一基波幅值的三次方之比作为第一比值；以及将第一比值、第二比值、固定导通电导和第一导通电导，带入导通电阻计算公式得到被测目标的当前导通电阻。导通电阻计算公式为：

其中，R′₁为当前导通电阻，k为第二比值，k′为第一比值。

优选的，第一距离与第二距离的差值在预设差值范围内；第一距离为欲得到第一基波幅值和第一三次谐波幅值而向被测目标发射基波信号时，谐波雷达与被测目标的距离；第二距离为所述测量参数的测量过程中向被测目标发射基波信号时，谐波雷达与被测目标的距离。

在一具体实施例中，非线性结点检测系统可以包括MCU与信号处理模块、雷达信号发射单元、雷达信号接收单元和有线直流激励与采样单元，如图4所示。(1)MCU与信号处理模块，主要用于控制和信号处理。(2)雷达信号发射单元，主要产生2.4GHz的基波射频信号。(3)雷达信号接收单元，接收反射的2.4GHz基波信号和3次谐波信号(即7.2GHz)。(4)有线直流激励与采样单元，主要产生直流大电流激励，加载于被测品上，同时测量激励电压和电流。

雷达信号发射单元进行基波发射的过程包括：MCU控制DAC基带信号发生单元产生基带信号后，通过频率合成与调制模块调制得到2.4GHz信号，射频功率放大模块调节发射信号的功率，低通滤波模块滤除发射通道产生的干扰信号，经过滤波后的射频信号通过天线发射出去。

雷达信号接收单元进行基波和3次谐波接收的过程包括：通过天线接收反射的基波信号和3次谐波信号，先分别通过对应滤波模块进行滤波，再经过频率合成与解调模块得到基带信号。由于接收的谐波信号功率较小，因此在ADC雷达信号采样单元处理前，需要通过射频功率放大模块对其进行功率放大处理。

有线直流激励与采样单元进行直流激励输出和采样过程包括：通过开关变换电路(即图中直流大电流产生模块)，产生大电流输出。此时激励电压和激励电流，可通过电压采样调理模块和电流采样调理模块进行处理，最后送入ADC激励信号采样单元中采样。

采用图4所示系统进行在线测量电力开关触头的流程为：

(1)停电条件下，在被测目标上，以有线的方式加载直流激励电压和电流，并测量得到电压为U₁，电流为I₁；

在相近时间段内，停电条件下，改变激励电压，测量得到电压为U₂，电流为I₂，通过前述技术方案中的方式，计算得到G₀、β；

(2)在相近时间段，在(1)和(2)的基础上，断开该系统与被测目标的有线连接，距离被测R处，照射雷达电磁波，得到反射后的基波幅值U(ω)和3次谐波幅值U(3ω)，进而得到基波与三次波幅值三次方比值k。将G₀、G₁和k保存至该系统中存储，用于后续计算。

(3)若干时间后(如被测目标运行一年后)，在被测目标停电或者运行的条件时，天线与被测目标距离同样为R时，采用谐波雷达方式照射被测目标，得到反射后的基波幅值U′(ω)和3次谐波幅值U′(3ω)，进而得到基波与三次波幅值三次方比值k′。

(4)将该系统存储的G₀、G₁和k，和本次测量得到的k′带入式中，进行计算，得到此时的电导G′₁，同时进行电导和电阻变换，得到导通电阻R′₁＝1/G′₁。

(5)将计算得到R′₁与行业标准中规定的导通电阻阈值进行比较，从而判断开关触头连接可靠性。

需要说明的是，本申请中对于雷达信号发射单元和雷达信号接收单元等具体结构的介绍均为示例性说明，不应该理解为对本申请的限定。本领域技术人员可以理解的是，各个单元的具体结构还可以采用其它形式；例如雷达信号发射单元还可以是直接变频式发射机，此种结构发射机将调制和上变频合二为一，且被发送的载波频率与本地振荡器频率相等；雷达信号接收单元还可以采用超外差接收前端。

对于装置实施例而言，由于其基本相应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种非线性结点检测方法，其特征在于，包括：

向被测目标发射基波信号，并接收反射后的第一基波幅值和第一三次谐波幅值；

根据第一基波幅值、第一三次谐波幅值以及预先存储的对所述被测目标测量得到的测量参数，计算得到所述被测目标的当前导通电阻；其中，所述测量参数包括第一电流、第二电流、第一电压、第二电压、第二基波幅值和第二三次谐波幅值，所述测量参数的测量过程包括：

在所述被测目标不通电的条件下，对所述被测目标加载直流激励电压，并测量得到第一电压和第一电流；

改变对所述被测目标加载的直流激励电压大小，并测量得到第二电压和第二电流；

向所述被测目标发射基波信号，并接收反射后的第二基波幅值和第二三次谐波幅值；

根据第一基波幅值、第一三次谐波幅值以及预先存储的对所述被测目标测量得到的测量参数，计算得到所述被测目标的当前导通电阻，包括：

将第一基波幅值、第一三次谐波幅值、第一电压、第一电流、第二电压、第二电流、第二基波幅值和第二三次谐波幅值，带入导通电阻计算公式得到所述被测目标的当前导通电阻，导通电阻计算公式为：

其中，R₁'为当前导通电阻，U(ω)为第二基波幅值、U(3ω)为第二三次谐波幅值、U₁为第一电压、I₁为第一电流、U₂为第二电压、I₂为第二电流、U′(ω)为第一基波幅值、U′(3ω)为第一三次谐波幅值；

根据所述当前导通电阻与预设导通电阻阈值的比对结果，得到所述被测目标的检测结果，所述预设导通电阻阈值为电力行业标准中规定的导通电阻阈值。

2.根据权利要求1所述的非线性结点检测方法，其特征在于，所述测量参数包括第二比值、固定导通电导和第一导通电导，所述测量参数的测量过程包括：

在所述被测目标不通电的条件下，对所述被测目标加载直流激励电压，并测量得到第一电压和第一电流，以及将第一电流除以第一电压的比值作为第一导通电导；

改变对所述被测目标加载的直流激励电压大小，并测量得到第二电压和第二电流，以及将第二电流除以第二电压的比值作为第二导通电导；

将第一导通电导、第二导通电导、第一电压和第二电压，带入固定导通电导计算公式得到所述被测目标的固定导通电导，固定导通电导计算公式为：

其中，G₀为固定导通电导，G₁为第一导通电导，为G₂为第二导通电导，U₁为第一电压，U₂为第二电压；

向所述被测目标发射基波信号，并接收反射后的第二基波幅值和第二三次谐波幅值，将第二三次谐波幅值与第二基波幅值的三次方之比作为第二比值；

根据所述第一基波幅值、所述第一三次谐波幅值以及预先存储的对所述被测目标测量得到的测量参数，计算得到所述被测目标的当前导通电阻，包括：

将第一三次谐波幅值与第一基波幅值的三次方之比作为第一比值；

将第一比值、第二比值、固定导通电导和第一导通电导，带入导通电阻计算公式得到所述被测目标的当前导通电阻，导通电阻计算公式为：

其中，R′₁为当前导通电阻，k为第二比值，k′为第一比值。

3.根据权利要求1或2所述的非线性结点检测方法，其特征在于，第一距离与第二距离的差值在预设差值范围内；

所述第一距离为欲得到第一基波幅值和第一三次谐波幅值而向被测目标发射基波信号时，谐波雷达与被测目标的距离；

所述第二距离为所述测量参数的测量过程中向所述被测目标发射基波信号时，谐波雷达与被测目标的距离。

4.根据权利要求1所述的非线性结点检测方法，其特征在于，所述被测目标包括：

电力开关、母线排连接处和/或电缆接头。

5.一种非线性结点检测系统，其特征在于，包括：

发射和接收单元，用于向被测目标发射基波信号，得到反射后的第一基波幅值和第一三次谐波幅值；

控制单元，用于根据第一基波幅值、第一三次谐波幅值以及预先存储的对所述被测目标测量得到的测量参数，计算得到所述被测目标的当前导通电阻；其中，所述测量参数包括第一电流、第二电流、第一电压、第二电压、第二基波幅值和第二三次谐波幅值，所述系统还包括：

直流激励与采样单元，用于在所述被测目标不通电的条件下，对所述被测目标加载直流激励电压，并测量得到第一电压和第一电流；

所述直流激励与采样单元，还用于改变对所述被测目标加载的直流激励电压大小，并测量得到第二电压和第二电流；

所述发射和接收单元，还用于向所述被测目标发射基波信号，得到反射后的第二基波幅值和第二三次谐波幅值；

所述控制单元，具体用于：

将第一基波幅值、第一三次谐波幅值、第一电压、第一电流、第二电压、第二电流、第二基波幅值和第二三次谐波幅值，带入导通电阻计算公式得到所述被测目标的当前导通电阻，导通电阻计算公式为：

其中，R′₁为当前导通电阻，U(ω)为第二基波幅值、U(3ω)为第二三次谐波幅值、U₁为第一电压、I₁为第一电流、U₂为第二电压、I₂为第二电流、U′(ω)为第一基波幅值、U′(3ω)为第一三次谐波幅值；

所述控制单元，还用于根据所述当前导通电阻与预设导通电阻阈值的比对结果，得到所述被测目标的检测结果，所述预设导通电阻阈值为电力行业标准中规定的导通电阻阈值。

6.根据权利要求5所述的非线性结点检测系统，其特征在于，所述测量参数包括第二比值、固定导通电导和第一导通电导，所述系统还包括：

直流激励与采样单元，用于在所述被测目标不通电的条件下，对所述被测目标加载直流激励电压，并测量得到第一电压和第一电流，以及将第一电流除以第一电压的比值作为第一导通电导；

所述直流激励与采样单元，还用于改变对所述被测目标加载的直流激励电压大小，并测量得到第二电压和第二电流，以及将第二电流除以第二电压的比值作为第二导通电导；

所述控制单元，还用于将第一导通电导、第二导通电导、第一电压和第二电压，带入固定导通电导计算公式得到所述被测目标的固定导通电导，固定导通电导计算公式为：

其中，G₀为固定导通电导，G₁为第一导通电导，为G₂为第二导通电导，U₁为第一电压，U₂为第二电压；

所述发射和接收单元，还用于向所述被测目标发射基波信号，得到反射后的第二基波幅值和第二三次谐波幅值，将第二三次谐波幅值与第二基波幅值的三次方之比作为第二比值；

所述控制单元，具体用于：

将第一三次谐波幅值与第一基波幅值的三次方之比作为第一比值；

将第一比值、第二比值、固定导通电导和第一导通电导，带入导通电阻计算公式得到所述被测目标的当前导通电阻，导通电阻计算公式为：

其中，R′₁为当前导通电阻，k为第二比值，k′为第一比值。

7.根据权利要求5或6所述的非线性结点检测系统，其特征在于，第一距离与第二距离的差值在预设差值范围内；

所述第一距离为欲得到第一基波幅值和第一三次谐波幅值而向被测目标发射基波信号时，谐波雷达与被测目标的距离；

所述第二距离为所述测量参数的测量过程中向所述被测目标发射基波信号时，谐波雷达与被测目标的距离。

8.根据权利要求5所述的非线性结点检测系统，其特征在于，所述被测目标包括：

电力开关、母线排连接处和/或电缆接头。

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