RU112524U1 - Устройство для обнаружения гололедных отложений на проводах линии электропередачи - Google Patents

Abstract

Устройство для обнаружения появления гололеда на проводах линии электропередачи, содержащее генератор зондирующих импульсов и приемник отраженного сигнала, соединенные с блоком управления устройством, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит последовательно соединенные блок цифровой обработки рефлектограмм, блок памяти рефлектограмм, блок отображения, которые соединены с блоком управления устройством, причем второй выход блока памяти рефлектограмм соединен с вторым входом блока цифровой обработки рефлектограмм, первый вход которого соединен с приемником отраженного сигнала, при этом блок цифровой обработки рефлектограмм выполнен с возможностью вычисления коэффициента корреляции R(x,y) между заданным окном - интервалом точек рефлектограммы эталонной рефлектограммы (х) и различными участками, ограниченными размером окна текущей рефлектограммы (у), поиска на текущей рефлектограмме участка, на котором вычисленный коэффициент корреляции имеет максимальное значение, и определения времени запаздывания отраженного импульса, как временного интервала между положением найденного участка с максимальным коэффициентом корреляции на текущей рефлектограмме и положением заданного окна эталонной рефлектограммы.

Description

Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть применена для обнаружения и исследования гололедообразования на проводах воздушных линий электропередачи.

Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство, реализующее способ обнаружения появления гололеда на проводах линии электропередачи, описанный в патенте РФ №2287883, МПК H02G 7/16, 20.11.2006.

Известное устройство, как и предлагаемое, осуществляет локацию провода зондирующими импульсами, оценивает наличие и характер гололедных отложений по времени запаздывания отраженного импульса и содержит генератор зондирующих импульсов и приемник отраженных импульсов, соединенные с блоком управления и подключенные через систему присоединения к контролируемому участку провода лини электропередачи. Этот участок провода ограничен высокочастотными заградителями, установленными в его начале и конце. К выходу приемника подключен вход блока измерения времени, выход которого соединен с первым входом вычислительного устройства. Выход вычислительного устройства подключен к сигнализатору образования гололеда.

Известное устройство работает следующим образом. Зондирующие импульсы от генератора через систему присоединения поступают в начало контролируемого участка провода. Эти импульсы распространяются вдоль участка и отражаются от заградителя, установленного на конце участка провода. Отраженные импульсы возвращаются к началу участка и через систему присоединения поступают на вход приемника, где фильтруются и усиливаются, а затем поступают в блок измерения времени, где производится определение времени распространения зондирующих импульсов от начала контролируемого участка провода до его конца и обратно.

Определяемое время зависит от длины участка и скорости распространения импульсного сигнала.

При появлении гололеда скорость распространения импульсного сигнала снижается за счет увеличения погонной емкости участка провода. В результате, появление гололеда вызывает увеличение времени (задержку) распространения зондирующих импульсов по сравнению с его значением, определенным при той же температуре участка провода в отсутствие гололеда. В вычислительном устройстве по полученным значениям времени распространения зондирующих импульсов определяется эта задержка и при превышении ею заданной величины выдается команда на срабатывание сигнализатора образования гололеда.

Недостаток известного устройства - необходимость ограничения контролируемого участка заградителями и невысокая достоверность оценки гололедообразования, особенно на линиях с собственными неоднородностями волнового сопротивления, дающими мешающие отраженные импульсы.

Задача полезной модели - повышение достоверности оценки гололедообразования, расширение эксплуатационных возможностей за счет возможности использования устройства практически на любых линиях без установки заградителей.

Технический результат достигается тем, что устройство для обнаружения появления гололеда на проводах линии электропередачи, содержащее генератор зондирующих импульсов и приемник отраженного сигнала, соединенные с блоком управления устройством, согласно заявляемой полезной модели, дополнительно содержит последовательно соединенные блок цифровой обработки рефлектограмм, блок памяти рефлектограмм, блок отображения, которые соединены с блоком управления устройством, причем второй выход блока памяти рефлектограмм соединен с вторым входом блока цифровой обработки рефлектограмм, первый вход которого соединен с приемником отраженного сигнала, при этом блок цифровой обработки рефлектограмм выполнен с возможностью вычисления коэффициента корреляции R(x,y) между заданным окном- интервалом точек рефлектограммы эталонной рефлектограммы (х) и различными участками, ограниченными размером окна текущей рефлектограммы (у), поиска на текущей рефлектограмме участка, на котором вычисленный коэффициент корреляции имеет максимальное значение, и определения времени запаздывания отраженного импульса, как временного интервала между положением найденного участка с максимальным коэффициентом корреляции на текущей рефлектограмме и положением заданного окна эталонной рефлектограммы.

Сущность полезной модели поясняется чертежам, где на фиг.1 изображена блок-схема заявляемого устройства, а на фиг.2 представлены текущая и эталонная рефлектограммы с окном вычисления коэффициента корреляции.

Блокам и элементам заявляемого устройства присвоены следующие позиции:

1 - генератор зондирующих импульсов (ГЗИ),

2 - приемник отраженного сигнала (ПОС),

3 - блок управления устройством (БУУ),

4 - блок цифровой обработки рефлектограмм (БЦОР),

5 - блок памяти рефлектограмм (БПР),

6 - блок отображения (БО).

Устройство для обнаружения появления гололеда на проводах линии электропередачи включает в себя цифровой импульсный рефлектометр, содержащий генератор 1 зондирующих импульсов и приемник 2 отраженного сигнала, соединенные с блоком 3 управления устройством и подключенный через систему 7 присоединения к контролируемому участку провода 8 линии электропередачи. Устройство дополнительно содержит последовательно соединенные блок 4 цифровой обработки рефлектограмм, блок 5 памяти рефлектограмм, блок 6 отображения, которые соединены с блоком 3 управления устройством. Второй выход блока 5 памяти рефлектограмм соединен с вторым входом блока 4 цифровой обработки рефлектограмм, первый вход которого соединен с приемником 2 отраженного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Зондирующие импульсы от генератора 1 зондирующих импульсов (ГЗИ) через систему 7 присоединения (СП) поступают в провод 8 линии электропередачи. Эти импульсы распространяются по проводу 8 и отражаются от всех имеющихся в линии неоднородностей волнового сопротивления линии, в том числе, ответвлений и оконечного оборудования. Отраженный сигнал возвращается и через систему 7 присоединения (СП) и поступает в приемник 2 отраженного сигнала (ПОС), где фильтруется и усиливается, оцифровываются и в виде текущей рефлектограммы сохраняется в памяти. Затем блок 4 цифровой обработки рефлектограмм (БЦОР) скачивает измеренную рефлектограмму и сохраняет ее в блок 5 памяти рефлектограмм (БПР), извлекает из блока 5 памяти рефлектограмм (БПР) эталонную рефлектограмму, полученную ранее (на заданный интервал времени, который может составлять несколько часов) и определяет задержку τ распространения текущего зондирующего импульса по отношению к положению отраженного импульса на эталонной рефлектограмме. Сравнением времени τ текущей задержки с заданным граничным значением времени задержки (при учете некоторых других параметров, таких как температура проводов линии электропередачи) - определяют момент возникновения гололедных отложений на линии. Блок 6 отображения (БО) предназначен для формирования графического интерфейса пользователя (при задании параметров устройства, просмотра рефлектограмм, просмотра результатов измерений, вывода сообщений пользователю). Блок 3 управления устройством (БУУ) управляет всеми функциями устройства.

Алгоритм измерения задержки отраженного импульса представлен на фиг.2. Вычисляется коэффициент корреляции R(x,y) между заданным окном (т.е. интервалом точек на оси времени) эталонной рефлектограммы (х) и каждым участком (ограниченными заданным размером окна) текущей рефлектограммы (у). Полученное значение R(x,y) и номер участка сохраняются в памяти. Следующее значение R(x,y) сравнивается с сохраненным и в памяти сохраняются большее значение R(x,y) и координата (или номер) соответствующего участка.

Таким образом, после корреляционного анализа всех используемых участков текущей рефлектограммы будут найдены максимальное значение коэффициента корреляции R(x,y), который должен быть близок к 1, и координата y_k начала k-того участка, на котором данный коэффициент вычислен.

Время запаздывания отраженного импульса τ, определяется как временной интервал между положением (сохраненной координатой) найденного участка, имеющего максимальный коэффициент корреляции, и положением (координатой) заданного окна эталонной рефлектограммы.

Увеличение времени запаздывания, определяемого предлагаемым устройством, достоверно свидетельствует о появлении гололедных отложений.

Claims (1)

1. Устройство для обнаружения появления гололеда на проводах линии электропередачи, содержащее генератор зондирующих импульсов и приемник отраженного сигнала, соединенные с блоком управления устройством, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит последовательно соединенные блок цифровой обработки рефлектограмм, блок памяти рефлектограмм, блок отображения, которые соединены с блоком управления устройством, причем второй выход блока памяти рефлектограмм соединен с вторым входом блока цифровой обработки рефлектограмм, первый вход которого соединен с приемником отраженного сигнала, при этом блок цифровой обработки рефлектограмм выполнен с возможностью вычисления коэффициента корреляции R(x,y) между заданным окном - интервалом точек рефлектограммы эталонной рефлектограммы (х) и различными участками, ограниченными размером окна текущей рефлектограммы (у), поиска на текущей рефлектограмме участка, на котором вычисленный коэффициент корреляции имеет максимальное значение, и определения времени запаздывания отраженного импульса, как временного интервала между положением найденного участка с максимальным коэффициентом корреляции на текущей рефлектограмме и положением заданного окна эталонной рефлектограммы.