CN115343658A - 一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法、装置及设备，该方法包括将电阻式应变传感器与接地线设备连接并通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数；对电气量参数进行特征提取，确定接地线设备的母线特征向量和感应电特征向量；根据母线特征向量和感应电特征向量计算，获得接地线设备的判别系数；根据判别系数确定接地线设备是否处于接地状态。该基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数，根据电气量参数进行特征提起计算，得到判别系数；根据判别系数判断接地线设备是否接地，实现对接地线设备的接地状态的识别，解决现有对接地线进行检修过程中无法识别接地线状态的问题。

Description

一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法和装置

技术领域

本发明涉及接地状态识别技术领域，尤其涉及一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法、装置及设备。

背景技术

在电力安全工作规程中，在输配电线路中安设接地线是一种十分具备必要性的安全措施。

由于配电网的数量庞大，覆盖面积占据全国范围，其检修方式具备多样性。目前在配电网中，配电网的接地线的检修基本还是依靠人工来完成的，然而，绝大多数的配电网检修工作均具备较大的危险性，这也就为电力检修人员的生命安全带来了极大的威胁。一旦设备的接地状态存在异常现象，会直接导致安全事故的发生。

因此，需要研究一种能够自动识别电力设备接地状态的仪器或系统，在不需要电力检修人员直接接触的情况下，就能够得到接地线的当前状态。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法、装置及设备，用于解决现有对接地线进行检修过程中无法识别接地线状态的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法，包括以下步骤：

将电阻式应变传感器与接地线设备连接并通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数，所述电气量参数包括电阻、电流、电压、电流信号频率和电压信号频率；

对所述电气量参数进行特征提取，确定接地线设备的母线特征向量和感应电特征向量；

根据所述母线特征向量和所述感应电特征向量计算，获得接地线设备的判别系数；

根据所述判别系数确定接地线设备是否处于接地状态。

优选地，该基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法包括：

若所述接地线设备处于接地状态，对所述电气量参数进行处理，得到处理数据，所述处理数据包括电流与电压的幅值信号特征、电压角频率、电流线频率、电流与电压之间的相位差和电流与电压的分段信号特征；

根据所述处理数据计算获得电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数；

根据所述距离系数确定所述接地线设备中接地状态的接地类型。

优选地，该基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法包括：根据所述处理数据采用距离系数计算公式计算，得到电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数，所述距离系数计算公式为：

式中，f _i 为电流与电压的分段信号特征，f _t 为电流与电压的幅值信号特征，U _p 为电压角频率，I _p 为电流线频率，

为电流与电压之间的相位差，L _k 为距离系数。

优选地，根据所述距离系数确定所述接地线设备中接地状态的接地类型包括：

若所述距离系数大于距离系数阈值，则所述接地线设备中接地状态的接地类型为一类接地；

若所述距离系数等于距离系数阈值，则所述接地线设备中接地状态的接地类型为二类接地；

若所述距离系数小于距离系数阈值，则所述接地线设备中接地状态的接地类型为三类接地。

优选地，该基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法包括：根据所述母线特征向量和所述感应电特征向量采用判据计算公式计算，得到接地线设备的判别系数，所述判据计算公式为：

，式中，h _x 为母线特征向量，k _p 为感应电特征向量，H _i 为接地线设备的判别系数。

优选地，根据所述判别系数确定接地线设备是否处于接地状态包括：

若所述判别系数大于1，则所述接地线设备处于接地状态；

若所述判别系数大于0且小于1，则所述接地线设备不处于接地状态，即是所述接地线设备未接地。

本发明还提供一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别装置，包括数据获取模块、特征提取模块、计算模块和接地识别模块；

所述数据获取模块，用于将电阻式应变传感器与接地线设备连接并通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数，所述电气量参数包括电阻、电流、电压、电流信号频率和电压信号频率；

所述特征提取模块，用于对所述电气量参数进行特征提取，确定接地线设备的母线特征向量和感应电特征向量；

所述计算模块，用于根据所述母线特征向量和所述感应电特征向量计算，获得接地线设备的判别系数；

所述接地识别模块，用于根据所述判别系数确定接地线设备是否处于接地状态。

优选地，该基于电阻式应变传感器的接地状态识别装置还包括接地类型识别模块，所述接地类型识别模块用于根据所述接地线设备处于接地状态，对所述电气量参数进行处理，得到处理数据；根据所述处理数据计算获得电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数；根据所述距离系数确定所述接地线设备中接地状态的接地类型；

其中，根据所述处理数据采用距离系数计算公式计算，得到电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数，所述距离系数计算公式为：

式中，f _i 为电流与电压的分段信号特征，f _t 为电流与电压的幅值信号特征，U _p 为电压角频率，I _p 为电流线频率，

为电流与电压之间的相位差，L _k 为距离系数；所述处理数据包括电流与电压的幅值信号特征、电压角频率、电流线频率、电流与电压之间的相位差和电流与电压的分段信号特征。

优选地，所述接地类型识别模块还用于根据所述距离系数大于距离系数阈值，则所述接地线设备中接地状态的接地类型为一类接地；或根据所述距离系数等于距离系数阈值，则所述接地线设备中接地状态的接地类型为二类接地；或根据所述距离系数小于距离系数阈值，则所述接地线设备中接地状态的接地类型为三类接地。

优选地，所述接地识别模块还用于根据所述判别系数大于1，则所述接地线设备处于接地状态；或根据所述判别系数大于0且小于1，则所述接地线设备不处于接地状态，即是所述接地线设备未接地；

所述计算模块还用于根据所述母线特征向量和所述感应电特征向量采用判据计算公式计算，得到接地线设备的判别系数，所述判据计算公式为：

，式中，h _x 为母线特征向量，k _p 为感应电特征向量，H _i 为接地线设备的判别系数。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：该基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法、装置及设备，该方法包括将电阻式应变传感器与接地线设备连接并通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数，电气量参数包括电阻、电流、电压、电流信号频率和电压信号频率；对电气量参数进行特征提取，确定接地线设备的母线特征向量和感应电特征向量；根据母线特征向量和感应电特征向量计算，获得接地线设备的判别系数；根据判别系数确定接地线设备是否处于接地状态。该基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数，根据电气量参数进行特征提起计算，得到判别系数；之后根据判别系数判断接地线设备是否接地，实现对接地线设备的接地状态的识别，解决了现有对接地线进行检修过程中无法识别接地线状态的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法的步骤流程图；

图2为本发明另一实施例所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别装置的框架图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法、装置及设备，用于解决了现有对接地线进行检修过程中无法识别接地线状态的技术问题。

实施例一：

图1为本发明实施例所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法的步骤流程图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法，包括以下步骤：

S1.将电阻式应变传感器与接地线设备连接并通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数，电气量参数包括电阻、电流、电压、电流信号频率和电压信号频率。

需要说明的是，在步骤S1中，主要是将电阻式应变传感器与接地线设备连接后，通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数，为后续需要的特征向量数据提供数据基础。

S2.对电气量参数进行特征提取，确定接地线设备的母线特征向量和感应电特征向量。

需要说明的是，在步骤S2中，主要是根据步骤S1获得的电流、电压、电流信号频率和电压信号频率这些数据通过FFT变换求得母线特征向量和感应电特征向量。在本实施例中，母线特征向量和感应电特征向量可以通过电流、电压幅值表示。其中，从电流、电压及其信号频率中提取特征向量在电力系统中是常用的技术，此处不详细阐述。

S3.根据母线特征向量和感应电特征向量计算，获得接地线设备的判别系数。

需要说明的是，在步骤S3中，主要是根据步骤S2确定母线特征向量和感应电特征向量计算，求得接地线设备的判别系数，为步骤S4提供数据。

进一步地，根据母线特征向量和感应电特征向量采用判据计算公式计算，得到接地线设备的判别系数，判据计算公式为：

，式中，h _x 为母线特征向量，k _p 为感应电特征向量，H _i 为接地线设备的判别系数。

需要说明的是，在步骤S3中主要是根据步骤S2得到的母线特征向量和感应电特征向量后采用判据计算公式计算得到判别系数。

S4.根据判别系数确定接地线设备是否处于接地状态。

需要说明的是，在步骤S4中，主要是根据步骤S3计算得到的判别系数判断接地线设备是否处于接地状态。

进一步地，根据判别系数确定接地线设备是否处于接地状态包括：

若判别系数大于1，则接地线设备处于接地状态；

若判别系数大于0且小于1，则接地线设备不处于接地状态，即是接地线设备未接地。

本发明提供的一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法，包括：将电阻式应变传感器与接地线设备连接并通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数，电气量参数包括电阻、电流、电压、电流信号频率和电压信号频率；对电气量参数进行特征提取，确定接地线设备的母线特征向量和感应电特征向量；根据母线特征向量和感应电特征向量计算，获得接地线设备的判别系数；根据判别系数确定接地线设备是否处于接地状态。该基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数，根据电气量参数进行特征提起计算，得到判别系数；之后根据判别系数判断接地线设备是否接地，实现对接地线设备的接地状态的识别，解决了现有对接地线进行检修过程中无法识别接地线状态的技术问题。

图2为本发明另一实施例所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法的步骤流程图。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，该基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法包括：

S5.若接地线设备处于接地状态，对电气量参数进行处理，得到处理数据，处理数据包括电流与电压的幅值信号特征、电压角频率、电流线频率、电流与电压之间的相位差和电流与电压的分段信号特征。

需要说明的是，在步骤S5中，根据步骤S4识别的接地线设备是处于接地状态，则对电阻式应变传感器采集的电气量参数进行处理，例如：对获取的电流和电压采用傅里叶变换，得到电流幅值、电压幅值，电压角频率、电流线频率、电流与电压之间的相位差等数据，根据电流与电压之间的相位差、电压幅值和电流幅值采用傅里叶变换提取到电流与电压的幅值信号特征差和电流与电压的分段信号特征。

S6.根据处理数据计算获得电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数。

需要说明的是，根据步骤S5获得的处理数据计算电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数。

进一步地，根据处理数据采用距离系数计算公式计算，得到电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数，距离系数计算公式为：

式中，f _i 为电流与电压的分段信号特征，f _t 为电流与电压的幅值信号特征，U _p 为电压角频率，I _p 为电流线频率，

为电流与电压之间的相位差，L _k 为距离系数。

S7.根据距离系数确定接地线设备中接地状态的接地类型。

需要说明的是，根据步骤S6得到的距离系数进行分类，得到接地线设备中接地状态属于哪一类接地类型。在本实施例中，接地状态的接地类型包括一类接地、二类接地和三类接地。

进一步地，根据距离系数确定接地线设备中接地状态的接地类型包括：

若距离系数大于距离系数阈值，则接地线设备中接地状态的接地类型为一类接地；

若距离系数等于距离系数阈值，则接地线设备中接地状态的接地类型为二类接地；

若距离系数小于距离系数阈值，则接地线设备中接地状态的接地类型为三类接地。

需要说明的是，距离系数阈值可以根据需求设置。在本实施例中，距离系数阈值优先选为0。

实施例二：

图3为本发明实施例所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别装置的框架图。

如图3所示，本发明实施例还提供一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别装置，包括数据获取模块10、特征提取模块20、计算模块30和接地识别模块40；

数据获取模块10，用于将电阻式应变传感器与接地线设备连接并通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数，电气量参数包括电阻、电流、电压、电流信号频率和电压信号频率；

特征提取模块20，用于对电气量参数进行特征提取，确定接地线设备的母线特征向量和感应电特征向量；

计算模块30，用于根据母线特征向量和感应电特征向量计算，获得接地线设备的判别系数；

接地识别模块40，用于根据判别系数确定接地线设备是否处于接地状态。

在本发明实施例中，该基于电阻式应变传感器的接地状态识别装置还包括接地类型识别模块50，接地类型识别模块50用于根据接地线设备处于接地状态，对电气量参数进行处理，得到处理数据；根据处理数据计算获得电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数；根据距离系数确定接地线设备中接地状态的接地类型；

其中，根据处理数据采用距离系数计算公式计算，得到电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数，距离系数计算公式为：

式中，f _i 为电流与电压的分段信号特征，f _t 为电流与电压的幅值信号特征，U _p 为电压角频率，I _p 为电流线频率，

为电流与电压之间的相位差，L _k 为距离系数；处理数据包括电流与电压的幅值信号特征、电压角频率、电流线频率、电流与电压之间的相位差和电流与电压的分段信号特征。

在本发明实施例中，接地类型识别模块50还用于根据距离系数大于距离系数阈值，则接地线设备中接地状态的接地类型为一类接地；或根据距离系数等于距离系数阈值，则接地线设备中接地状态的接地类型为二类接地；或根据距离系数小于距离系数阈值，则接地线设备中接地状态的接地类型为三类接地。

在本发明实施例中，接地识别模块40还用于根据判别系数大于1，则接地线设备处于接地状态；或根据判别系数大于0且小于1，则接地线设备不处于接地状态，即是接地线设备未接地。

在本发明实施例中，计算模块30还用于根据母线特征向量和感应电特征向量采用判据计算公式计算，得到接地线设备的判别系数，判据计算公式为：

，式中，h _x 为母线特征向量，k _p 为感应电特征向量，H _i 为接地线设备的判别系数。

需要说明的是，实施例二装置中模块对应于实施例一方法中的步骤，该基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法的内容已在实施例一中详细阐述了，在此实施例二中不再对装置中模块的内容进行详细阐述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

将电阻式应变传感器与接地线设备连接并通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数，所述电气量参数包括电阻、电流、电压、电流信号频率和电压信号频率；

对所述电气量参数进行特征提取，确定接地线设备的母线特征向量和感应电特征向量；

根据所述母线特征向量和所述感应电特征向量计算，获得接地线设备的判别系数；

根据所述判别系数确定接地线设备是否处于接地状态。

2.根据权利要求1所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法，其特征在于，包括：

若所述接地线设备处于接地状态，对所述电气量参数进行处理，得到处理数据，所述处理数据包括电流与电压的幅值信号特征、电压角频率、电流线频率、电流与电压之间的相位差和电流与电压的分段信号特征；

根据所述处理数据计算获得电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数；

根据所述距离系数确定所述接地线设备中接地状态的接地类型。

3.根据权利要求2所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法，其特征在于，包括：根据所述处理数据采用距离系数计算公式计算，得到电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数，所述距离系数计算公式为：

式中，f _i 为电流与电压的分段信号特征，f _t 为电流与电压的幅值信号特征，U _p 为电压角频率，I _p 为电流线频率，

为电流与电压之间的相位差，L _k 为距离系数。

4.根据权利要求2所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法，其特征在于，根据所述距离系数确定所述接地线设备中接地状态的接地类型包括：

若所述距离系数大于距离系数阈值，则所述接地线设备中接地状态的接地类型为一类接地；

若所述距离系数等于距离系数阈值，则所述接地线设备中接地状态的接地类型为二类接地；

若所述距离系数小于距离系数阈值，则所述接地线设备中接地状态的接地类型为三类接地。

5.根据权利要求1所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法，其特征在于，包括：根据所述母线特征向量和所述感应电特征向量采用判据计算公式计算，得到接地线设备的判别系数，所述判据计算公式为：

，式中，h _x 为母线特征向量，k _p 为感应电特征向量，H _i 为接地线设备的判别系数。

6.根据权利要求1所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别方法，其特征在于，根据所述判别系数确定接地线设备是否处于接地状态包括：

若所述判别系数大于1，则所述接地线设备处于接地状态；

若所述判别系数大于0且小于1，则所述接地线设备不处于接地状态，即是所述接地线设备未接地。

7.一种基于电阻式应变传感器的接地状态识别装置，其特征在于，包括数据获取模块、特征提取模块、计算模块和接地识别模块；

所述数据获取模块，用于将电阻式应变传感器与接地线设备连接并通过电阻式应变传感器获取接地线设备的电气量参数，所述电气量参数包括电阻、电流、电压、电流信号频率和电压信号频率；

所述特征提取模块，用于对所述电气量参数进行特征提取，确定接地线设备的母线特征向量和感应电特征向量；

所述计算模块，用于根据所述母线特征向量和所述感应电特征向量计算，获得接地线设备的判别系数；

所述接地识别模块，用于根据所述判别系数确定接地线设备是否处于接地状态。

8.根据权利要求7所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别装置，其特征在于，还包括接地类型识别模块，所述接地类型识别模块用于根据所述接地线设备处于接地状态，对所述电气量参数进行处理，得到处理数据；根据所述处理数据计算获得电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数；根据所述距离系数确定所述接地线设备中接地状态的接地类型；

其中，根据所述处理数据采用距离系数计算公式计算，得到电阻式应变传感器与接地线设备之间的距离系数，所述距离系数计算公式为：

式中，f _i 为电流与电压的分段信号特征，f _t 为电流与电压的幅值信号特征，U _p 为电压角频率，I _p 为电流线频率，

为电流与电压之间的相位差，L _k 为距离系数；所述处理数据包括电流与电压的幅值信号特征、电压角频率、电流线频率、电流与电压之间的相位差和电流与电压的分段信号特征。

9.根据权利要求8所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别装置，其特征在于，所述接地类型识别模块还用于根据所述距离系数大于距离系数阈值，则所述接地线设备中接地状态的接地类型为一类接地；或根据所述距离系数等于距离系数阈值，则所述接地线设备中接地状态的接地类型为二类接地；或根据所述距离系数小于距离系数阈值，则所述接地线设备中接地状态的接地类型为三类接地。

10.根据权利要求7所述的基于电阻式应变传感器的接地状态识别装置，其特征在于，所述接地识别模块还用于根据所述判别系数大于1，则所述接地线设备处于接地状态；或根据所述判别系数大于0且小于1，则所述接地线设备不处于接地状态，即是所述接地线设备未接地；

所述计算模块还用于根据所述母线特征向量和所述感应电特征向量采用判据计算公式计算，得到接地线设备的判别系数，所述判据计算公式为：

，式中，h _x 为母线特征向量，k _p 为感应电特征向量，H _i 为接地线设备的判别系数。

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