CN114527322A - 一种高压线路电压谐波检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压线路电压谐波检测装置，包括：采集模块，所述采集模块用于高压线路电压信号的采集和发送；升降模块，所述升降模块用于带动采集模块移动到高压线路位置以及回收采集模块；控制模块，所述控制模块用于控制采集模块和升降模块的工作，所述控制模块接收来自采集模块的电压信号并进行处理。本发明通过升降模块直接带动采集模块上升悬挂到输电线路上，且能对采集模块进行回收，避免了工作人员在输电线路下方通过绝缘杆进行悬挂操作的安全隐患，且控制操作更加便捷。

Description

一种高压线路电压谐波检测装置

技术领域

本发明涉及输电线路检测领域，尤其是涉及一种高压线路谐波检测装置。

背景技术

由于电能质量中的谐波问题已经对供电系统的正常运行构成了威胁，因此，对电网谐波含量快速、准确的检测变成治理谐波污染的关键。传统的高压线路电压谐波的检测只能借助PT和CVT，在变电站中将谐波检测仪接入电压互感器二次侧，通过检测电压互感器二次端的小电压信号来检测母线上的电压，从而折算出电网谐波含量，该种方法存在的主要问题是测量误差较大，且仅适合变电站内部线路检测，对于变电站外部线路由于没有安装PT和CVT，无法实现输电线路电压谐波信号的测量，为了更方便、更安全、更可靠地对输电线路电能质量进行检测，提出了一种采用空间电容耦合法获取高压线路电压谐波信号的新方法，能够精准地测量2-32次及3-31次谐波，并克服了采用CVT/PT二次端传统测量方法只能在变电站内测量存在的局限性。

在中国专利文献中公开的“场强式高压输电线路谐波检测仪”，其公开号为CN205229299U，公开日期为2016-05-11，包括：发送装置、接收装置、绝缘杆，所述发送装置和接收装置采用无线的方式进行连接；所述发送装置包括：发送天线、信号采集模块、处理模块、发送模块、频率可调方波发生器、驱动模块、声光信号模块，所述发送天线和所述信号采集模块均与所述发送模块连接，所述发送天线、所述信号采集模块、所述发送模块、所述频率可调方波发生器、所述驱动模块均与所述处理模块连接；所述驱动模块与所述声光信号模块连接，所述绝缘杆一端与所述发送装置连接，实现了高压输变线路谐波非接触式检测与快速排查，且准确性和安全性较高的技术效果。但是该技术需要工作人员操作绝缘杆将发送装置靠近并挂到输电线路上，当输电线路高于五米甚至十米时，需要操作的绝缘杆过长会导致操作不方便甚至失误，同时在输电线路下方操作绝缘杆也会有极大地安全隐患。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中发送装置靠近或者悬挂到输电线路上需要依靠绝缘杆，而操作绝缘杆悬挂时极不方便且容易产生失误，同时存在安全隐患的问题，提供了一种高压线路谐波检测装置，通过升降模块直接带动采集模块上升悬挂到输电线路上，且能对采集模块进行回收，避免了工作人员在输电线路下方进行悬挂操作的安全隐患，且控制操作更加便捷。

为了实现上述目的，本发明采用了一下技术方案：

一种高压线路电压谐波检测装置，包括：

采集模块，所述采集模块用于高压线路电压信号的采集和发送；

升降模块，所述升降模块用于带动采集模块移动到高压线路位置以及回收采集模块；

控制模块，所述控制模块用于控制采集模块和升降模块的工作，所述控制模块接收来自采集模块的电压信号并进行处理。

本发明的高压线路电压谐波检测装置由三个或以上的采集模块、一个控制模块和一个或以上的升降模块构成，在实际检测高压线路的电压谐波时，通过控制模块操控升降模块一次带动三个采集模块，将三个采集模块分别悬挂到输电线路的三相输电线上，一条输电线上悬挂一个采集模块，然后通过控制模块控制采集模块同步采集输电线路上的电压谐波信息。采集模块采集到的信息传输到控制模块，由控制模块进行数据信息处理和分析。多余的采集模块和升降模块可以作为备用替换。

作为优选，所述采集模块包括：

电压信号采集单元，所述电压信号采集单元利用电场耦合法采集高压线路的电压信号；

第一无线通信单元，所述第一无线通信单元用于采集模块和控制模块间的双向通信；

第一供电单元，所述第一供电单元为采集模块供电；

处理单元，所述处理单元用于控制采集模块中所有单元的工作。

本发明中，电压信号采集单元包括有电压信号采集电路，通过电极靠近高压线路采用电场耦合法来采集电压信号，因此整个采集模块都需要非常靠近高压输电线，为了避免这种极端环境对采集模块的影响，尽可能简化采集模块的功能，提高数据采集的准确性；也避免高压强场强环境对较复杂电路工作的干扰。

作为优选，所述采集模块还包括外壳，所述外壳是一个有缺口的球壳，与所述缺口相对的球壳外侧设置有反射单元，所述反射单元周围设置有外壳固定单元；所述球壳的壳层内设置有与球壳同心的弧形槽，所述弧形槽内设置有弧形板，所述弧形板能在弧形槽内滑动，所述弧形板能从弧形槽位于球壳缺口壳层上的第一槽口滑出，并从与第一槽口相对的第二槽口进入球壳壳层；所述弧形板对应的圆周角大于所述缺口对应的圆周角；所述球壳内壁上设置有连通球壳内壁和弧形槽的限位装置。

本发明设置的采集模块外壳以及内部结构尽可能考虑圆形均压技术，避免强电场环境下的尖端放点问题。外壳的材料和弧形板的材料都是绝缘的。采集模块的各个单元都设置在外壳的内部，可以保护各个单元正常工作。同时在外壳上设置的弧形板可以在壳层内的弧形槽中滑动，弧形板可以从第一槽口滑出并插入第二槽口，从而在球壳的缺口处形成一个弧形的提拉设计，能够使输电线穿过缺口和弧形板形成的闭合通孔，从而将整个外壳通过弧形板挂在输电线上。同时外壳的缺口相对外置外侧还设置有反射单元和外壳固定单元，用于升降模块与采集模块的互相定位以及限位固定。

作为优选，所述控制模块包括：

谐波信号采集单元，所述谐波信号采集单元用于采集获取接收到的电压信号中的谐波信息；

主无线通信单元，所述主无线通信单元用于控制模块与采集模块和升降模块的双向通信；

主供电单元，所述主供电单元为所述控制模块进行供电；

人机交互单元，所述人机交互单元用于信息交互；

处理器，所述处理器用于控制所述控制模块的工作。

本发明中将整个装置所需要处理的大部分工作和功能都集成在控制模块上，控制模块可以是便携式的控制装置，也可以搭载在可移动的车辆上，由于远离了高压输电线的强电场环境，因此可以设置较复杂的电路和功能，保证装置运行的准确性和稳定性。人机交互单元可以是一个触摸显示屏，也可以是显示屏和输入设备的组合，能够从外界输入想要进行操作的命令，也可以通过显示屏向外输出信息。控制模块可以操作控制升降模块在空间位置的运动，也能控制采集模块的工作。

作为优选，所述升降模块包括升降固定模块，所述升降固定模块用于固定采集模块；所述升降固定模块包括弧形面，所述弧形面与所述球壳外表面相匹配，所述弧形面的底部设置有凹槽，所述凹槽的形状与所述外壳固定单元相匹配；所述凹槽侧面设置有若干限位单元，所述限位单元与所述外壳固定单元是相匹配的限位设计；所述凹槽底部设置有定位装置。

本发明升降模块中的升降固定模块是与采集模块的外壳相匹配的设计，使得升级固定模块能够固定住采集模块，避免升降模块在空中运动的过程中采集模块的脱落。此外升降固定模块设置的定位装置用于定位升降固定模块与采集装置的相对位置，当想要将悬挂的采集模块回收时，通过定位装置确定两者的相对位置，使得凹槽上的限位单元和采集模块的外壳固定单元能顺利重合并形成限位关系，固定住采集模块。

作为优选，所述升降模块还包括本体，所述本体与所述升降固定模块固定连接；所述本体上设置有若干悬臂，所述悬臂上设置有动力单元，所述动力单元用于带动升降模块在空间位置上移动。

本发明升降模块由本体和升降固定模块两部分组成，两者是可以拆分的；本体提供整个升降模块在空间位置上移动的动力，升降固定模块则用于固定采集模块。根据实际采集模块的外壳形状不同，可以选择与采集模块外壳形状对应的不同升降固定模块与本体组合。

作为优选，所述采集模块还包括：

声光提示单元：所述声光提示单元用于提示采集模块的工作状态；

时钟单元，所述时钟单元用于时间测定和采集模块的计时；

存储单元，所述存储单元用于保存采集到的的电压信号数据。

本发明中采集模块附加的这些功能单元是为了辅助采集模块更好的进行采集工作，能够实时检测采集模块的工作状态，保证三个悬挂在不同输电线上的采集模块同步进行采集工作，同时将采集的电压信号数据进行储存，在回收后，对储存的数据在进行分析处理，可以避免无线传输过程中信息的错误或缺失。

本发明具有如下有益效果：通过控制模块操作升降模块直接带动采集模块上升悬挂到输电线路上，且能对采集模块进行回收，避免了工作人员在输电线路下方通过绝缘杆进行悬挂操作的安全隐患，且控制操作更加便捷；使用控制模块操作升降模块带动采集模块进行升降来悬挂采集模块，可以适用于任意高度的输电线路，相比于使用绝缘杆受限于杆的长度，具有更大的适用范围；对比现有技术，简化了采集模块上的电路设计，将谐波信号的采集和分析部分电路转移到控制模块中，避免了强电场环境对复杂电路的影响，提高了检测结果的精确性。

附图说明

图1是本发明采集模块外壳未悬挂时的结构示意图；

图2是本发明采集模块外壳悬挂在输电线上时的结构示意图；

图3是本发明实施例中升降模块的俯视图和剖面图；

图4是本发明采集模块中电压信号采集电路原理图；

图5是本发明控制模块中谐波信号采集电路原理图；

图6是本发明另一个实施例中升降模块的剖面图；

图中：1、输电线；2、外壳；20、电极；21、弧形板；22、限位装置；23、反射单元；24、外壳固定单元；25、第一槽口；26、第二槽口；27、弧形槽；3、升降模块；30、本体；31、悬臂；32、动力单元；33、升降固定模块；34、弧形面；35、凹槽；36、限位单元；37、定位装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

一种高压线路电压谐波检测装置，包括：采集模块，用于高压线路电压信号的采集和发送；升降模块，用于带动采集模块移动到高压线路位置以及回收采集模块；控制模块，用于控制采集模块和升降模块的工作，控制模块接收来自采集模块的电压信号并进行处理。

采集模块包括：电压信号采集单元，利用电场耦合法采集高压线路的电压信号；第一无线通信单元，用于采集模块和控制模块间的双向通信；第一供电单元，为采集模块供电；处理单元，用于控制采集模块中所有单元的工作。

如图1和图2所示，采集模块还包括外壳2，外壳2是一个有缺口的球壳，与缺口相对的球壳外侧设置有反射单元23，反射单元23周围设置有外壳固定单元24；球壳的壳层内设置有与球壳同心的弧形槽27，弧形槽27内设置有弧形板21，弧形板21能在弧形槽27内滑动，弧形板21能从弧形槽27位于球壳缺口壳层上的第一槽口25滑出，并从与第一槽口25相对的第二槽口26进入球壳壳层；弧形板21对应的圆周角大于缺口对应的圆周角；球壳内壁上设置有连通球壳内壁和弧形槽的限位装置22。

控制模块包括：谐波信号采集单元，用于采集获取接收到的电压信号中的谐波信息；主无线通信单元，用于控制模块与采集模块和升降模块的双向通信；主供电单元，为控制模块进行供电；人机交互单元，用于信息交互；处理器，用于控制所述控制模块的工作。

如图3所示，升降模块3包括升降固定模块33，升降固定模块33用于固定采集模块；升降固定模块包括弧形面34，弧形面34与球壳外表面相匹配，弧形面34的底部设置有凹槽35，凹槽35的形状与外壳固定单元24相匹配；凹槽35侧面设置有若干限位单元36，限位单元36与外壳固定单元24是相匹配的限位设计；凹槽35底部设置有定位装置37。

升降模块还包括本体30，本体30与升降固定模块33固定连接；本体30上设置有若干悬臂31，悬臂31上设置有动力单元32，动力单元32用于带动升降模块3在空间位置上移动。

采集模块还包括：声光提示单元：用于提示采集模块的工作状态；时钟单元，用于时间测定和采集模块的计时；存储单元，用于保存采集到的的电压信号数据。

本发明的高压线路电压谐波检测装置由三个或以上的采集模块、一个控制模块和一个或以上的升降模块构成，在实际检测高压线路的电压谐波时，通过控制模块操控升降模块一次带动三个采集模块，将三个采集模块分别悬挂到输电线路的三相输电线上，一条输电线上悬挂一个采集模块，然后通过控制模块控制采集模块同步采集输电线路上的电压谐波信息。采集模块采集到的信息传输到控制模块，由控制模块进行数据信息处理和分析。多余的采集模块和升降模块可以作为备用替换。

本发明中，电压信号采集单元包括有电压信号采集电路，通过电极靠近高压线路采用电场耦合法来采集电压信号，因此整个采集模块都需要非常靠近高压输电线，为了避免这种极端环境对采集模块的影响，尽可能简化采集模块的功能，提高数据采集的准确性；也避免高压强场强环境对较复杂电路工作的干扰。

本发明设置的采集模块外壳以及内部结构尽可能考虑圆形均压技术，避免强电场环境下的尖端放点问题。外壳的材料和弧形板的材料都是绝缘的。采集模块的各个单元都设置在外壳的内部，可以保护各个单元正常工作。同时在外壳上设置的弧形板可以在壳层内的弧形槽中滑动，弧形板可以从第一槽口滑出并插入第二槽口，从而在球壳的缺口处形成一个弧形的提拉设计，能够使输电线穿过缺口和弧形板形成的闭合通孔，从而将整个外壳通过弧形板挂在输电线上。同时外壳的缺口相对外置外侧还设置有反射单元和外壳固定单元，用于升降模块与采集模块的互相定位以及限位固定。

本发明中将整个装置所需要处理的大部分工作和功能都集成在控制模块上，控制模块可以是便携式的控制装置，也可以搭载在可移动的车辆上，由于远离了高压输电线的强电场环境，因此可以设置较复杂的电路和功能，保证装置运行的准确性和稳定性。人机交互单元可以是一个触摸显示屏，也可以是显示屏和输入设备的组合，能够从外界输入想要进行操作的命令，也可以通过显示屏向外输出信息。控制模块可以操作控制升降模块在空间位置的运动，也能控制采集模块的工作。

本发明升降模块中的升降固定模块是与采集模块的外壳相匹配的设计，使得升级固定模块能够固定住采集模块，避免升降模块在空中运动的过程中采集模块的脱落。此外升降固定模块设置的定位装置用于定位升降固定模块与采集装置的相对位置，当想要将悬挂的采集模块回收时，通过定位装置确定两者的相对位置，使得凹槽上的限位单元和采集模块的外壳固定单元能顺利重合并形成限位关系，固定住采集模块。

本发明升降模块由本体和升降固定模块两部分组成，两者是可以拆分的；本体提供整个升降模块在空间位置上移动的动力，升降固定模块则用于固定采集模块。根据实际采集模块的外壳形状不同，可以选择与采集模块外壳形状对应的不同升降固定模块与本体组合。

本发明中采集模块附加的这些功能单元是为了辅助采集模块更好的进行采集工作，能够实时检测采集模块的工作状态，保证三个悬挂在不同输电线上的采集模块同步进行采集工作，同时将采集的电压信号数据进行储存，在回收后，对储存的数据再进行分析处理，可以避免无线传输过程中信息的错误或缺失。

本发明实施例中采集模块包括处理单元，以及与处理单元相连接的电压信号采集单元、第一无线通信单元、第一供电单元、声光提示单元、时钟单元和存储单元。所有的工作单元都设置在外壳内部。

声光提示单元采用3个发光二极管，当电源接通时1个指示灯亮，当耦合到电场信号时1个指示灯亮，当电场信号过强时1个指示灯亮。同时声光提示单元的提示信息也会通过第一无线通信单元发送到控制单元中并显示。

电压信号采集单元是一个电压信号采集电路，如图4所示，在输电线1附近设置有电极20，电极20与电阻R1的一端和放电管GDT的一端相连；电阻R1的另一端与电感L1的一端相连；放电管GDT的另一端与电容C1的另一端相连并模拟接地；电容C1的一端、电感L1的另一端与瞬态抑制二极管D1的一端相连并连接放大器U1的正相输入端，即3号引脚。瞬态抑制二极管D1的另一端模拟接地。放大器U1的型号为AD8065。放大器U1的输出端与反相输入端相连，即1号引脚与4号引脚相连；放大器U1的2号引脚接入VCC_-5V电压，放大器U1的5号引脚接入VCC_5V电压。放大器U1的输出端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电阻R3的一端、电容C2的一端相连并连接接口V1P；电阻R3的另一端和电容C2的另一端相连并模拟接地。

高压输电线路的电压等级很高，因此，其周围分布的电场强度也很大。当采集模块的电极接近高压输电线路时，根据电场理论，电极上会感应出一定电荷量，致使电极体与高压输电线路之间形成一个杂散电容Cs，同时电极与大地之间也形成一个杂散电容Cg，若在两个杂散电容之间串联一个分压电容C1，这样电容C1、Cs、Cg相当于串联在一起，根据串联阻抗分压的原理，从而在电容C1两端耦合出与高压输电线路上的交变电压信号同频同相，且谐波含量一致的电压信号，利用电容的分压特性，将在电容C1 分压获得的电压信号经瞬态抑制二极管保护和抗混叠滤波电路滤波处理，送入电能计量芯片采集计算各次谐波含量，图4中电阻R1和电感L1起限流作用，放电管防止电场耦合造成过电压损坏信号采集电容C1。

如图1所示，采集模块还包括外壳2，外壳2是一个有缺口的球壳，缺口处对应的圆周角为90度。与缺口相对的球壳外侧设置有反射单元23，反射单元可以对光进行反射，反射单元23周围设置有外壳固定单元24，外壳固定单元是一个空心的圆柱体，其内部直径形成的圆刚好可以完全环绕包裹住反射单元，外壳固定单元的外侧面设置有环形的卡槽。球壳的壳层内设置有与球壳同心的弧形槽27，弧形槽对应的圆周角为135度，弧形槽27内设置有弧形板21，弧形板对应的圆周角略小于135度。如图2所示，弧形板21能在弧形槽27内滑动，弧形板21能从弧形槽27位于球壳缺口壳层上的第一槽口25滑出，并从与第一槽口25相对的第二槽口26进入球壳壳层；弧形板21对应的圆周角大于缺口对应的圆周角；球壳内壁上设置有连通球壳内壁和弧形槽的限位装置22，在弧形板连接第一槽口和第二槽口后，限位装置可以插入弧形槽内固定住弧形板的位置。弧形板可以形成类似于提手的设计，输电线可以穿过弧形板和缺口形成的闭环通孔，将整个外壳悬挂在输电线上。

本发明实施例中控制模块包括处理器以及与处理器连接的谐波信号采集单元、主无线通信单元、主供电单元和人机交互单元。人机交互单元可以实现操作人员与电压谐波检测装置的信息交互，操作人员可以通过人机交互单元输入需要执行的任务信息和控制命令，同时人机交互单元可以通过显示屏向操作人员显示电压谐波信息处理的过程以及处理结果。控制模块还能通过主通信单元控制采集模块开始进行电压信号采集以及结束，并控制采集模块中弧形板的滑动；同时能控制升降模块在空间位置的移动和升降固定模块的工作。同时为了保证三个采集模块同步测量对应相的高压输电线路上的各次谐波含量，采集模块和控制模块之间通过无线通信传递数据信息，数据传输调制方式采用ASK调制，双向通信，需要同步测量三相输电线路谐波时，由控制模块向三个采集模块同时发送50Hz同步方波信号，当采集模块接收到同步方波信号后开始计时测量，测量信息存储在存储单元内，便于日后数据分析。

谐波信号采集单元是一个谐波信号采集电路，如图5所示，芯片U3是电能计量芯片IDT90E36，电压信号采集电路采集到的电压信号通过无线传输到达控制模块，并通过芯片U3的V1P端输入芯片U3。芯片U3的V1N端与电阻R9的一端、电容C14的一端相连，电阻R9的另一端和电容C14的另一端相连并模拟接地。芯片U3的OSCI端和OSCO端分别连接晶振Y1的两端；芯片U3的TEST端数字接地。芯片U3的Vref端与电容C11的一端、电解电容C9的正极相连，电容C11的另一端、电解电容C9的负极与芯片U3的AGND端相连并模拟接地。芯片U3的AVDD端与电容C7的一端、电感L2的一端和电感L3的一端相连，电容C7的另一端连接芯片U3的AGND端并模拟接地；电感L2的另一端和电感L3的另一端相连并连接芯片U3的DVDD端。电感L4的一端和电感L5的一端相连并连接芯片U3的AGND端，电感L4的另一端和电感L5的另一端相连并连接芯片U3的DGND端。芯片U3的VDD18端与电容C8的一端和电解电容C6的正极相连，电容C8的另一端和电解电容C6的负极相连并数字接地。芯片U3的SDI端通过电阻R4连接DVDD端，芯片U3的SDO端通过电阻R5连接DVDD端，芯片U3的SCLK端通过电阻R6连接DVDD端，芯片U3的CS端通过电阻R7连接DVDD端。芯片U3的REST端通过电阻R8连接DVDD端，且REST端通过电容C13数字接地。芯片U3的DVDD端连接电容C12的一端和电解电容C10的正极，电解电容C10的负极和电容C12的另一端连接并数字接地。

利用专用电能计量芯片IDT90E36高速采集及处理电路的特性，其具有7个独立的2阶Σ-Δ型ADC和内嵌DSP，对数据的采样和处理更加精准，通过直接访问内存DMA四线SPI接口读取 ADC 采集的原始电压谐波数据，再进行傅里叶变换和后期处理即可测量出输电线路电压谐波含量，采集模块通过电场耦合法获取与高压输电线路同频同相的电压信号后，输入到电能计量芯片IDT90E36进行数据处理，由处理器读取IDT90E36处理后的谐波数据，进而获得高压输电线路2-32偶次、3-31奇次谐波及总谐波含量的测量数据。受处理器的FFT运算能力限制，处理器只能处理有限点数的FFT，所以在截取时域的周期信号时，不能截取到整数倍的周期，信号分析时由于无法获取无限大的数据样本，只要存在数据截断不同步现象，就会导致谐波频谱泄露的发生。为了减小高压线路电压谐波的频谱泄露出现，进一步提高输电线路电压谐波检测的精度，需要进一步加快主频率以外的电压谐波频谱谱线幅值的衰减，避免电压谐波间的相互干扰。因此，电压谐波信号数据采样后需要对电压谐波信号进行加窗处理，傅立叶分析的频率分辨率主要受窗函数主瓣的宽度影响，而泄露的程度则依赖于主瓣和旁瓣相对幅值的大小。系统采用汉宁加窗，虽然主瓣较宽，但旁瓣泄露少。根据电场耦合法获得电压信号，AD采样数据与汉宁窗口相乘，然后输入到DFT处理器，其中DFT周期为0.5秒，分辨率为2Hz，采样频率为8kHz，DFT处理器根据测得的线路频率和采样率计算基频和谐波分量。

实施例一，本实施例中采用之前描述的采集模块和控制模块，所采用的升降模块如图3所示，升降模块3包括升降固定模块33，升降固定模块33用于固定采集模块；升降固定模块包括弧形面34，弧形面34与采集模块的球壳外表面相匹配，弧形面34的底部设置有圆柱形的凹槽35，凹槽35的形状与外壳固定单元24相匹配；凹槽35侧面对称设置有四个限位单元36，限位单元36与外壳固定单元24是相匹配的限位设计，限位单元突出凹槽侧面时可以和外壳固定单元的环形卡槽卡接从而固定住外壳，限位单元回到凹槽侧面内后，外壳可以和升降固定模块分离。凹槽35底部设置有定位装置37，定位装置包括有激光器和光接收器。升降模块还包括本体30，本体30与升降固定模块33固定连接；本体30上设置有若干悬臂31，悬臂31上设置有动力单元32，动力单元是螺旋桨，螺旋桨通过转动带动升降模块3在空间位置上移动。

需要进行电压谐波信号检测时，工作人员将采集模块放置到升降固定模块上，通过控制模块控制限位单元与外壳固定单元的环形卡槽卡接。之后操作控制模块，通过无线通信控制升降模块带动采集模块上升运动到需要测量的输电线正下方，当到达预定的位置后，控制模块控制采集模块的弧形板滑动，弧形板能从第一槽口滑出，绕过输电线上方进入第二槽口。控制模块控制升降固定模块的限位单元收回凹槽侧面内，并控制升降模块返回，此时采集模块已经悬挂在输电线上。以同样的方式一次将三个采集模块悬挂在三相输电线上。然后控制模块同时对三个采集模块发送采集命令，并接受三个采集模块传输回来的电压信号，对电压信号进行处理分析，并采集其中的电压谐波信号显示在显示屏中，供相关工作人员分析检测。

当完成电压谐波信号的监测工作后，需要将采集模块从输电线上回收，此时控制模块控制升降模块升空到采集模块下方，定位装置中的激光器竖直向上发射激光，在调整升降模块位置的过程中，当发射的激光能照射到采集模块外壳的反射单元并原路反射被光接收器接收检测到后，说明采集模块和升降模块相对位置已经确定，之后缓慢上升升降模块使凹槽与外壳固定单元卡合，控制限位单元与外壳固定单元的环形卡槽卡接后。控制模块控制弧形板重新滑动回到弧形槽内，使采集模块与输电线脱离，然后控制模块控制升降模块带动采集模块重新回到地面进行回收，以同样的方式依次将三个采集模块回收回操作人员的位置。操作人员可以连接采集模块上的存储单元或者直接去下存储单元，获取整个电压信号采集过程中的所有数据，进行第二次的电压谐波信号采集和分析，确保谐波检测的准确性，避免无线传输过程中信号错误或缺失造成的误检或漏检。

实施例二，本实施例中的采集模块和控制模块与实施例一相同，不同之处如图6所示，在升降模块的本体上设置有两个相同的升降固定模块，升降固定模块的结构与实施例一相同，位于上方的升降固定模块的弧形面朝上，位于下方的升降固定模块的弧形面朝下。当想要将采集模块悬挂到输电线上时，操作人员可以选择和实施例一相同的方式，也可以将采集模块倒置，使下方的升降固定模块与采集模块相互固定，然后通过控制模块操控升降模块上升到高于输电线的高度，从上方接近输电线，并停留在输电线的正上方。采集模块外壳的缺口刚好与输电线相对，此时控制弧形板滑出第一槽口，从输电线的下方滑动进入第二槽口，然后控制限位单元回到凹槽侧面内，使采集模块与升降模块脱离，完成对采集模块的悬挂。以同样的方式依次将三个采集模块悬挂到输电线上。

这种悬挂方式的优点在于不需要较高的控制精度，在采用实施例一的悬挂方式时，升降模块是从输电线下方带动采集模块靠近输电线，由于升降模块的动力单元采用螺旋桨，且螺旋桨设置在升降模块的上侧，因此从下方上升到接近到输电线后，需要放缓上升的速度，进行细微的调整，避免因为操作失误使得升降模块超出预定的高度，造成螺旋桨与输电线碰撞的事故。而从输电线上方靠近输电线的过程中，主需要保证采集模块的外壳缺口和输电线相对即可完成悬挂工作，更加方便快捷。

本实施例二中对于采集模块的回收方式与实施例一相同。因为完成采集模块的悬挂后，由于重力的作用，采集模块会绕着输电线转动，使得反射单元和外壳固定单元重新竖直向下，因此需要使用设置在升降模块上侧的升降固定模块来固定采集模块并回收。

上述实施例是对本发明的进一步阐述和说明，以便于理解，并不是对本发明的任何限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高压线路电压谐波检测装置，其特征在于，包括：

采集模块，所述采集模块用于高压线路电压信号的采集和发送；

升降模块，所述升降模块用于带动采集模块移动到高压线路位置以及回收采集模块；

控制模块，所述控制模块用于控制采集模块和升降模块的工作，所述控制模块接收来自采集模块的电压信号并进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种高压线路电压谐波检测装置，其特征在于，所述采集模块包括：

电压信号采集单元，所述电压信号采集单元利用电场耦合法采集高压线路的电压信号；

第一无线通信单元，所述第一无线通信单元用于采集模块和控制模块间的双向通信；

第一供电单元，所述第一供电单元为采集模块供电；

处理单元，所述处理单元用于控制采集模块中所有单元的工作。

3.根据权利要求1或2所述的一种高压线路电压谐波检测装置，其特征在于，所述采集模块还包括外壳，所述外壳是一个有缺口的球壳，与所述缺口相对的球壳外侧设置有反射单元，所述反射单元周围设置有外壳固定单元；所述球壳的壳层内设置有与球壳同心的弧形槽，所述弧形槽内设置有弧形板，所述弧形板能在弧形槽内滑动，所述弧形板能从弧形槽位于球壳缺口壳层上的第一槽口滑出，并从与第一槽口相对的第二槽口进入球壳壳层；所述弧形板对应的圆周角大于所述缺口对应的圆周角；所述球壳内壁上设置有连通球壳内壁和弧形槽的限位装置。

4.根据权利要求1或2所述的一种高压线路电压谐波检测装置，其特征在于，所述控制模块包括：

谐波信号采集单元，所述谐波信号采集单元用于采集获取接收到的电压信号中的谐波信息；

主无线通信单元，所述主无线通信单元用于控制模块与采集模块和升降模块的双向通信；

主供电单元，所述主供电单元为所述控制模块进行供电；

人机交互单元，所述人机交互单元用于信息交互；

处理器，所述处理器用于控制所述控制模块的工作。

5.根据权利要求3所述的一种高压线路电压谐波检测装置，其特征在于，所述升降模块包括升降固定模块，所述升降固定模块用于固定采集模块；所述升降固定模块包括弧形面，所述弧形面与所述球壳外表面相匹配，所述弧形面的底部设置有凹槽，所述凹槽的形状与所述外壳固定单元相匹配；所述凹槽侧面设置有若干限位单元，所述限位单元与所述外壳固定单元是相匹配的限位设计；所述凹槽底部设置有定位装置。

6.根据权利要求1或5所述的一种高压线路电压谐波检测装置，其特征在于，所述升降模块还包括本体，所述本体与所述升降固定模块固定连接；所述本体上设置有若干悬臂，所述悬臂上设置有动力单元，所述动力单元用于带动升降模块在空间位置上移动。

7.根据权利要求2所述的一种一种高压线路电压谐波检测装置，其特征在于，所述采集模块还包括：

声光提示单元：所述声光提示单元用于提示采集模块的工作状态；

时钟单元，所述时钟单元用于时间测定和采集模块的计时；

存储单元，所述存储单元用于保存采集到的的电压信号数据。

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