CN115436719A - 一种基于信号同步的高压线路对线方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于信号同步的高压线路对线方法，所述高压线路对线方法具体为：设置发送装置的检测信号，发送装置通过高压线路电缆发送检测信号至接收装置；接收装置测量高压线路的三相电压信号，接收装置将测量到的三相电压信号反馈至发送装置；对检测信号和三相电压信号进行相序核对，完成高压线路的对线和相序核对；在发送装置发送检测信号，以及接收装置反馈三相电压信号时，通过计算同步信号的互相关函数确定发送装置和接收装置间的通信延迟值，根据通信延迟值保持发送装置的检测信号和接收装置的三相电压信号同步发送。本发明能够在实现对线的同时直接进行相序核对，从而有效提高对线效率、对线准确性以及相序核对的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及高压线路对线技术领域，尤其是指一种基于信号同步的高压线路对线方法。
背景技术
高压架空线缆和地埋线缆一般运用于输送电力距离较远的场景中，在高压架空线缆或地埋线缆施工结束，为了保障高压架空线缆或地埋线缆的运行安全，需要在高压架空线路或地埋线缆进行送电后，对高压架空线缆或地埋线缆进行相序核对。但在进行相序核对时，经常会出现高压架空线缆或地埋线缆的线序不对的问题，一旦出现线序不一致的情况，就需要立刻停电并进行倒线，在完成倒线后再重新进行二次核相，这就有可能导致频繁停电的情况出现，从而对高压架空线缆或地埋线缆的现场施工带来诸多不便，因此在送电前就需要对高压线路开展对应的对线工作。而目前在进行高压线路的对线工作时，主要通过绝缘电阻测试仪来实现，通过测量所对线路的电阻大小判断对应的线路对线是否准确。这种方式在面对近距离对线情景时不会存在问题，但对于距离较远的高压架空线缆或地埋线缆，若依旧采用传统的手摇绝缘电阻测试仪进行线路对线，在使用绝缘电阻测试仪进行测量时，高压架空线缆或地埋线缆的两端无法进行准确的协调更换，且若线缆中间出现破损也容易造成绝缘电阻测试仪的测量数据出错，从而造成误判，对线效率和对线准确性均无法得到保障。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种基于信号同步的高压线路对线方法，通过发送装置和接收装置的信号同步发送来实现高压线路的对线，且在通过高压线路电缆直接连接发送装置和接收装置的同时，发送装置和接收装置之间还进行无线通信连接，能够解决采用绝缘电阻测试仪进行长距离高压线路的对线时存在的高压架空线缆或地埋线缆的两端无法进行准确的协调更换，线缆中间出现破损造成误判的问题，使得高压线路的对线效率和对线准确性得到保障。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：
一种基于信号同步的高压线路对线方法，包括：
设置发送装置的检测信号，发送装置通过高压线路电缆发送检测信号至接收装置；
接收装置测量高压线路的三相电压信号，接收装置将测量到的三相电压信号反馈至发送装置；
对检测信号和三相电压信号进行相序核对，完成高压线路的对线和相序核对；
在发送装置发送检测信号，以及接收装置反馈三相电压信号时，还保持发送装置的检测信号和接收装置的三相电压信号同步发送；所述保持发送装置的检测信号和接收装置的三相电压信号同步发送的具体过程为：
发送装置在发送检测信号前，随机生成一个脉冲序列作为同步信号，设置发送装置的信号发送频率，发送装置按照信号发送频率发送同步信号，接收装置接收同步信号，构建发送装置发送的同步信号和接收装置接收到同步信号的互相关函数，根据互相关函数的极值确定发送信号和接收信号之间的通信延时值，根据信号发送频率确定发送装置的信号发送时间序列，根据通信延时值以及发送装置的信号发送时间序列确定接收装置的信号发送时间序列，发送装置和接收装置分别根据对应的信号发送时间序列发送检测信号以及三相电压信号，保持发送装置的检测信号和接收装置的三相电压信号同步发送。
进一步的，所述检测信号为任意大小相位差的三相电压信号。
进一步的，所述发送装置和接收装置分别设置在高压线路的两端，所述发送装置设置在高压线路的进线端，所述接收装置设置在高压线路的出线端，所述发送装置和接收装置通过高压线路电缆连接，所述发送装置还与接收装置进行无线通信连接。
进一步的，发送装置和接收装置分别根据对应的信号发送时间序列发送检测信号以及三相电压信号后，还根据发送装置和接收装置的信号接收情况对高压线路进行断线判断，若发送装置未接收到三相电压信号或接收装置未接收到检测信号时，判断高压线路出现断线情况，若发送装置和接收装置均接收到对应的信号，则判断高压线路正常运行。
进一步的，在发送装置未接收到接收装置的三相电压信号时，发送装置还产生预设频率的PWM方波信号，并将PWM方波信号通过无线通信发送至接收装置，同时通过MQTT通讯协议上传检测信号至EMQX服务器。
进一步的，在接收装置接收到PWM方波信号后，接收装置通过MQTT通讯协议获取EMQX服务器中发送装置上传的检测信号，根据获取的检测信号进行高压线路的对线和相序核对。
本发明的有益效果是：
发送装置和接收装置通过高压线路电缆直接连接，若需要调整进行对线的高压线路，只需要通过核对发送装置发送的检测信号即可实现准确的协调更换，且通过发送装置和接收装置的信号同步发送，能够在实现对线的同时直接进行相序核对，提高对线效率、对线准确性以及相序核对的准确性。发送装置和接收装置之间还进行无线通信，在高压线路电缆出现破损，发送装置和接收装置无法正常接收到三相电压信号和检测信号时，也能够通过无线通信方式来实现检测信号的传递，从而实现对线和相序核对，避免因电缆破损造成对线误判。
附图说明
图1是本发明的一种流程示意图；
图2是本发明实施例的一种发送装置结构示意图；
图3是本发明实施例的一种接收装置结构示意图；
图4是本发明实施例的一种发送端微处理器单元和接收装置微处理器单元的电路图；
图5是本发明实施例的一种发送端无线收发单元和接收端无线收发单元的电路图。
其中：1、发送端彩色液晶屏，2、发送端微处理器单元，3、三相功率单元，4、发送端供电电池单元，5、发送端无线收发单元，6、接收端彩色液晶屏，7、接收端微处理器单元，8、三相信号采集单元，9、接收端供电电池单元，10、接收端无线收发单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
实施例：
一种基于信号同步的高压线路对线方法，如图1所示，包括：
设置发送装置的检测信号，发送装置通过高压线路电缆发送检测信号至接收装置；
接收装置测量高压线路的三相电压信号，接收装置将测量到的三相电压信号反馈至发送装置；
对检测信号和三相电压信号进行相序核对，完成高压线路的对线和相序核对；
在发送装置发送检测信号，以及接收装置反馈三相电压信号时，还保持发送装置的检测信号和接收装置的三相电压信号同步发送；所述保持发送装置的检测信号和接收装置的三相电压信号同步发送的具体过程为：
发送装置在发送检测信号前，随机生成一个脉冲序列作为同步信号，设置发送装置的信号发送频率，发送装置按照信号发送频率发送同步信号，接收装置接收同步信号，构建发送装置发送的同步信号和接收装置接收到同步信号的互相关函数，根据互相关函数的极值确定发送信号和接收信号之间的通信延时值，根据信号发送频率确定发送装置的信号发送时间序列，根据通信延时值以及发送装置的信号发送时间序列确定接收装置的信号发送时间序列，发送装置和接收装置分别根据对应的信号发送时间序列发送检测信号以及三相电压信号，保持发送装置的检测信号和接收装置的三相电压信号同步发送。
为了保障线路对线和相序核对的准确性，需要保持发送装置和接收装置发送信号的同步。由于接收方和发送方之间会存在着通信延迟，而对于相同信号，能够通过计算两者的相同信号的互相关系数来实现两者的信号对齐，从而实现信号同步。即，保持发送装置的同步信号不变，从左向右滑动接收装置的同步信号，每滑动一次，就计算两者同步信号的互相关系数，即相同变化趋势，在相同变化趋势达到最大时，提取滑动次数，说明在达到当前滑动次数后，发送装置和接收装置的同步信号能够实现对齐，达到信号同步。
所述相关系数可以为皮尔逊相关系数，能够通过计算发送装置发送的同步信号和接收装置接收的同步信号之间的协方差来获取。
发送装置和接收装置端部均设置有4个插孔，且发送装置和接收装置均配有一端带灯笼插，另一端带鳄鱼夹的黄、绿、红、黑四种颜色连接导线，连接导线带灯笼插的一端插接到发送装置和接收装置端部对应插孔上，黄、绿、红连接导线带鳄鱼夹的一端夹在被测高压线路电缆内部导体上，黑色连接导线带鳄鱼夹的一端接地。
如图2所示，发送装置包括发送端彩色液晶屏1、发送端微处理器单元2、三相功率单元3、发送端供电电池单元4和发送端无线收发单元5。发送端彩色液晶屏的输入端与发送端微处理器单元输出端的I/O接口连接；发送端供电电池单元的输出端与发送端微处理器单元对应的电源端连接；发送端无线收发单元的输入端与发送端微处理器单元对应的通信接口连接；三相功率单元的输入端与发送端微处理器单元输出端的I/O接口连接。
发送装置所发送的检测信号可以为任意大小相位差的三相电压信号，其频率也可以任意设置，发送装置可以作为电力检测中的信号源，也能够作为测量仪表校验时的标准信号源。
如图3所示，接收装置包括接收端彩色液晶屏6、接收端微处理器单元7、三相信号采集单元8、接收端供电电池单元9和接收端无线收发单元10。接收端彩色液晶屏的输入端与接收端微处理器单元输出端的I/O接口连接；接收端供电电池单元的输出端与接收端微处理器单元对应的电源端连接；接收端无线收发单元的输入端与接收端微处理器单元对应的通信接口连接；三相信号采集单元的输出端与接收端微处理器单元输入端的I/O接口连接。
接收装置可以测量三相任意频率的电压信号，也可以从高压开关设备上配置的带电显示器核相孔获取带电运行中的开关设备内部局部放电情况，具有一机多用的功能。
本实施例中，发送端微处理器单元和接收装置微处理器单元均采用了STM32G405RGT6芯片，具体的发送端微处理器单元和接收装置微处理器单元的电路图如图4所示。发送端无线收发单元和接收端无线收发单元则均采用FS-HCore-A720H模块，具体的，发送端无线收发单元和接收端无线收发单元的电路图如图5所示。发送端彩色液晶屏和接收端彩色液晶屏均采用了TJC3224K028_011串口屏，通过发送端彩色液晶屏和接收端彩色液晶屏来展示接收到的数据，根据展示的数据能够快速获取对线结果和相序核对结果。
所述发送装置和接收装置分别设置在高压线路的两端，所述发送装置设置在高压线路的进线端，所述接收装置设置在高压线路的出线端，所述发送装置和接收装置通过高压线路电缆连接，所述发送装置还与接收装置进行无线通信连接。
发送装置和接收装置分别根据对应的信号发送时间序列发送检测信号以及三相电压信号后，还根据发送装置和接收装置的信号接收情况对高压线路进行断线判断，若发送装置未接收到三相电压信号或接收装置未接收到检测信号时，判断高压线路出现断线情况，若发送装置和接收装置均接收到对应的信号，则判断高压线路正常运行。
在发送装置未接收到接收装置的三相电压信号时，发送装置还产生预设频率的PWM方波信号，并将PWM方波信号通过无线通信发送至接收装置，同时通过MQTT通讯协议上传检测信号至EMQX服务器。
在接收装置接收到PWM方波信号后，接收装置通过MQTT通讯协议获取EMQX服务器中发送装置上传的检测信号，根据获取的检测信号进行高压线路的对线和相序核对。
所述EMQX服务器设置在腾讯云云服务器上，发送装置和接受装置在与EMQX服务器进行数据交互前，需先配置内置的MQTT客户端，并通过设置腾讯云ECS的IPV4地址以及MQTT协议的发布/接收的topic。
发送装置和接收装置在通过MQTT通讯协议与EMQX服务器进行数据交互，从而实现发送装置和接收装置间数据交互的目的时，具体采用MQTT的发布订阅功能来实现。
MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），其是通过发布/订阅（publish/subscribe）设计模式实现的一种“轻量级”通讯协议。MQTT协议具体通过利用TCP/IP协议进行网络传输，其优势是能够以非常小的网络流量、有限的带宽、少量的代码而实现设备的联网，是一种花费低、带宽小的即时通讯协议，大量运用于物联网、小型设备、移动应用。
而实现MQTT通信协议需要两个端口：客户端与服务器端，双方在进行通信期间，一共存在三种身份：发布者（Publish）、代理（Broker、服务器）和订阅者（Subscribe），其中，消息的发布者和订阅者都是客户端，即本实施例中的发送装置和接收装置，消息代理是服务器，即本实施例中的EMQX服务器，而消息发布者也可以同时是订阅者。
EMQX 服务器是一款大规模可弹性伸缩、完全开源、高可用的分布式MQTT消息服务器，是在Erlang/OTP平台的基础上设计开发的物联网服务器，其实质是一种用来实现轻量级、发布订阅模式的物联网应用层消息协议。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (6)
1.一种基于信号同步的高压线路对线方法，其特征在于，包括：
设置发送装置的检测信号，发送装置通过高压线路电缆发送检测信号至接收装置；
接收装置测量高压线路的三相电压信号，接收装置将测量到的三相电压信号反馈至发送装置；
对检测信号和三相电压信号进行相序核对，完成高压线路的对线和相序核对；
在发送装置发送检测信号，以及接收装置反馈三相电压信号时，还保持发送装置的检测信号和接收装置的三相电压信号同步发送；
所述保持发送装置的检测信号和接收装置的三相电压信号同步发送的具体过程为：
发送装置在发送检测信号前，随机生成一个脉冲序列作为同步信号，设置发送装置的信号发送频率，发送装置按照信号发送频率发送同步信号，接收装置接收同步信号，构建发送装置发送的同步信号和接收装置接收到同步信号的互相关函数，根据互相关函数的极值确定发送信号和接收信号之间的通信延时值，根据信号发送频率确定发送装置的信号发送时间序列，根据通信延时值以及发送装置的信号发送时间序列确定接收装置的信号发送时间序列，发送装置和接收装置分别根据对应的信号发送时间序列发送检测信号以及三相电压信号，保持发送装置的检测信号和接收装置的三相电压信号同步发送。
2.根据权利要求1所述的一种基于信号同步的高压线路对线方法，其特征在于，所述检测信号为任意大小相位差的三相电压信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于信号同步的高压线路对线方法，其特征在于，所述发送装置和接收装置分别设置在高压线路的两端，所述发送装置设置在高压线路的进线端，所述接收装置设置在高压线路的出线端，所述发送装置和接收装置通过高压线路电缆连接，所述发送装置还与接收装置进行无线通信连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于信号同步的高压线路对线方法，其特征在于，发送装置和接收装置分别根据对应的信号发送时间序列发送检测信号以及三相电压信号后，还根据发送装置和接收装置的信号接收情况对高压线路进行断线判断，若发送装置未接收到三相电压信号或接收装置未接收到检测信号时，判断高压线路出现断线情况，若发送装置和接收装置均接收到对应的信号，则判断高压线路正常运行。
5.根据权利要求4所述的一种基于信号同步的高压线路对线方法，其特征在于，在发送装置未接收到接收装置的三相电压信号时，发送装置还产生预设频率的PWM方波信号，并将PWM方波信号通过无线通信发送至接收装置，同时通过MQTT通讯协议上传检测信号至EMQX服务器。
6.根据权利要求5所述的一种基于信号同步的高压线路对线方法，其特征在于，在接收装置接收到PWM方波信号后，接收装置通过MQTT通讯协议获取EMQX服务器中发送装置上传的检测信号，根据获取的检测信号进行高压线路的对线和相序核对。
Priority Applications (1)
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| CN202211401742.6A CN115436719A (zh) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | 一种基于信号同步的高压线路对线方法 |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN103139126A (zh) * | 2011-12-02 | 2013-06-05 | 上海无线通信研究中心 | 实现无线通信测试平台收发同步的通用方法 |
| CN210894646U (zh) * | 2019-07-30 | 2020-06-30 | 广西电网有限责任公司贵港供电局 | 一种用于电缆芯快速对线的装置 |
-
2022
- 2022-11-10 CN CN202211401742.6A patent/CN115436719A/zh active Pending
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