RU2330298C2 - Method for detection of damage point in power transmission and communication lines and device for its implementation - Google Patents
Method for detection of damage point in power transmission and communication lines and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2330298C2 RU2330298C2 RU2006123891/28A RU2006123891A RU2330298C2 RU 2330298 C2 RU2330298 C2 RU 2330298C2 RU 2006123891/28 A RU2006123891/28 A RU 2006123891/28A RU 2006123891 A RU2006123891 A RU 2006123891A RU 2330298 C2 RU2330298 C2 RU 2330298C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- damage
- receiver
- phase
- computing unit
- probe
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Locating Faults (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при создании приборов для определения места повреждений (ОМП) линий электропередачи и связи (ЛЭП и С).The invention relates to the electric power industry and can be used to create devices for determining the location of damage (OMP) of power lines and communications (power lines and S).
Известные способы ОМП ЛЭП и С [А.с. СССР №1385108, А.с. СССР №1531037, Патент РФ №2073253] основаны на импульсном методе без использования модуляции: в линию посылают немодулированные зондирующие сигналы, принимают отраженные от неоднородностей мест повреждений сигналы и определяют место повреждения по временной задержке отраженных от места повреждения сигналов относительно зондирующих.Known methods of OMP power lines and C [A.S. USSR No. 1385108, A.S. USSR No. 1531037, RF Patent No. 2073253] are based on the pulse method without the use of modulation: unmodulated sounding signals are sent to the line, signals reflected from inhomogeneities of fault locations are received, and the damage location is determined by the time delay of the signals reflected from the fault location relative to the sounding ones.
Недостатком этих известных способов является низкая точность измерений.The disadvantage of these known methods is the low accuracy of the measurements.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу и устройству является способ ОМП ЛЭП и С и устройство для его осуществления [Патент РФ №2073253, Кл. G01R 31/11, 1997]. Способ основан на посылке в линию зондирующих импульсов напряжений, приеме отраженных импульсов, запоминании значений напряжения с линии для каждого значения временной задержки, определении места повреждения по временной задержке отраженного импульса относительно зондирующего. С целью повышения достоверности и точности измерений, исключения паразитных переотражений от линии входа производят согласование выходного сопротивления генератора зондирующих импульсов с волновым сопротивлением линии циклически: в первом цикле запоминают половину амплитуды зондирующего импульса при отключении линии, во втором цикле измеряют амплитуду зондирующего импульса при произвольно установленном значении выходного сопротивления на входе подключенной линии, вычитают из нее величину, запомненную в первом цикле согласования, запоминают знак и величину результата вычитания, в третьем цикле согласования по результатам измерений первого и второго циклов вычисляют величину волнового сопротивления и по его цифровому коду устанавливают выходное сопротивление генератора зондирующих импульсов с заданной точностью.The closest technical solution to the proposed method and device is the OMP power transmission line and C and a device for its implementation [RF Patent No. 2073253, Cl. G01R 31/11, 1997]. The method is based on sending probing voltage pulses to the line, receiving reflected pulses, storing the voltage values from the line for each time delay value, determining the place of damage by the time delay of the reflected pulse relative to the probing one. In order to increase the reliability and accuracy of measurements, to eliminate spurious reflections from the input line, the output impedance of the probe pulse generator is matched with the line impedance cyclically: in the first cycle, half the amplitude of the probe pulse is stored when the line is turned off, and in the second cycle, the probe pulse amplitude is measured at an arbitrary value output resistance at the input of the connected line, subtract from it the value stored in the first matching cycle , the sign and value of the subtraction result are stored, in the third matching cycle, the wave resistance value is calculated from the measurement results of the first and second cycles and the output resistance of the probe pulse generator is set with its digital code with a given accuracy.
Устройство для осуществления способа содержит блок синхронизации, вычислительный блок, генератор зондирующих импульсов, выполненный в виде последовательно соединенных формирователя зондирующих импульсов и блока управляемого выходного сопротивления, блок индикации.A device for implementing the method comprises a synchronization unit, a computing unit, a probe pulse generator, made in the form of a series-connected probe pulse generator and a controlled output impedance unit, an indication unit.
Этот способ и осуществляющее его устройство имею также низкую точность измерений.This method and its device also have low measurement accuracy.
Задачей изобретения явилось повышение точности измерения расстоянии до места повреждения.The objective of the invention was to increase the accuracy of measuring the distance to the place of damage.
Указанная задача решается способом ОМП ЛЭП и С, заключающимся в посылке в линию зондирующих импульсов напряжения от генератора при согласовании выходного сопротивления последнего с волновым сопротивлением линии в соответствии с заданным диапазоном волновых сопротивлений и требуемой точностью согласования, приеме отраженных импульсов, определении места повреждения по временной задержке отраженного импульса относительно зондирующего, далее излучают дополнительные зондирующие импульсы напряжения, мгновенные значения напряжения которых получены одной или суммой нескольких гармонических составляющих, принимают отраженные дополнительные импульсы в моменты времени, соответствующие предварительно определенному месту повреждения, подвергают принятые отраженные дополнительные импульсы спектральному анализу, а информацию о месте повреждения уточняют по значениям фазочастотных спектров.This problem is solved by the method of power transmission line OMP and C, which consists in sending voltage probes from the generator to the line while matching the output impedance of the latter with the wave impedance of the line in accordance with a given range of wave impedances and the required accuracy of matching, receiving reflected pulses, determining the location of damage by time delay reflected pulse relative to the probing, then additional probing voltage pulses are emitted, instantaneous voltage values are oryh prepared one or a sum of several harmonic components further receiving reflected pulses at timings corresponding to the predetermined site of injury, is subjected to additional pulses received reflected spectral analysis and information about the fault location specify values for phase-frequency spectra.
Сущность способа заключается в дополнительном использовании импульсов для ОМП ЛЭП и С, позволяющих реализовать фазовые методы радиодальнометрии и уточнить дальность до места повреждения, определенную предварительно на основе импульсных методов [Радиотехника: Энциклопедия / Под ред. Ю.Л.Мазора, Е.А.Мачусского, В.И.Правды. - М.: Издательский дом "Додека - XXI", 2002. - С.472-474].The essence of the method consists in the additional use of pulses for OMP power lines and C, allowing to implement phase methods of radio range-finding and to clarify the distance to the place of damage, determined previously on the basis of pulse methods [Radio engineering: Encyclopedia / Ed. Yu.L. Mazor, E.A. Machusky, V.I. Pravda. - M .: Publishing house "Dodeca - XXI", 2002. - S.472-474].
Поскольку ошибка измерения дальности при ОМП связана непосредственно с ошибкой измерения времени запаздывания, то можно характеризовать повышение точности измерения дальности уменьшением ошибок измерения времени запаздывания.Since the error in measuring the range with WMD is directly related to the error in measuring the time delay, it is possible to characterize the increase in the accuracy of measuring the range by reducing the errors in measuring the time delay.
Известно [Теоретические основы радиолокации. Под ред. Ширмана Я.Д. Учебное пособие для ВУЗов - М.: Советское радио, 1970, стр.190], что среднеквадратическая ошибка (стандартное отклонение) измерения времени запаздывания определяется выражениемIt is known [Theoretical Foundations of Radar. Ed. Shirmana Y.D. Textbook for High Schools - M .: Soviet Radio, 1970, p. 190] that the standard error (standard deviation) of the measurement of the delay time is determined by the expression
где q - отношение сигнал/шум, ПЭ - эффективная полоса сигнала.where q is the signal-to-noise ratio, P E is the effective signal bandwidth.
При этом для импульсных измерений без модуляции полоса ПЭ1 сигнала [Теоретические основы радиолокации. Под ред. Ширмана Я.Д. Учебное пособие для ВУЗов - М.: Советское радио, 1970, стр.340-343] определяется длительностью импульсаMoreover, for pulsed measurements without modulation, the band of P E1 signal [Theoretical basis of radar. Ed. Shirmana Y.D. Textbook for High Schools - M .: Soviet Radio, 1970, pp. 340-343] is determined by the pulse duration
таким образом in this way
При использовании фазовых методов дальнометрии с применением, например, двухчастотного излучения (f1, f2) эффективная полоса сигнала ПЭ2 имеет наибольшую ширину [Теоретические основы радиолокации. Под ред. Ширмана Я.Д. Учебное пособие для ВУЗов - М.: Советское радио, 1970, стр.191] и равнаWhen using phase ranging methods using, for example, two-frequency radiation (f 1 , f 2 ), the effective signal band P E2 has the largest width [Theoretical fundamentals of radar. Ed. Shirmana Y.D. Textbook for High Schools - M .: Soviet Radio, 1970, p. 191] and is equal to
ПЭ2=π(f2-f1),P E2 = π (f 2 -f 1 ),
где π=3.1415926, а потенциально достижимая точность,where π = 3.1415926, and the potentially achievable accuracy,
Найдем отношение στ1/στ2, показывающее увеличение точности измерений времени запаздывания, с помощью фазовых методовLet us find the ratio σ τ1 / σ τ2 , showing an increase in the accuracy of measurements of the delay time using phase methods
В трактах высокочастотной обработки ЛЭП возможно излучение зондирующего сигнала в пределах полосы Пu=(f2-f1)=106 Гц=1 МГц [Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. - М.: Энергоатомиздат, 1982].In the paths of high-frequency processing of power lines, probing signal radiation is possible within the band П u = (f 2 -f 1 ) = 10 6 Hz = 1 MHz [G. Shalyt Determination of places of damage in electrical networks. - M .: Energoatomizdat, 1982].
Таким образом, фазовые методы радиодальнометрии обладают в π=3.1415926 раз более высокой потенциальной точностью измерения времени запаздывания, а следовательно и точностью ОМП. Например, при одинаковых отношении сигнал/шум q, для импульсных измерений без модуляции с полосой сигнала ПЭ1=500 кГц ошибка по ОМП согласно выражениюThus, the phase methods of radio range-finding have π = 3.1415926 times higher potential accuracy of measuring the delay time and, therefore, the accuracy of OMP. For example, with the same signal to noise ratio q, for pulsed measurements without modulation with a signal bandwidth P E1 = 500 kHz, the error in the OMP according to the expression
σR=υστ,σ R = υσ τ ,
где σR - ошибка по расстоянию до места повреждения, υ≈0.98c≈294000000 м/с,where σ R is the error in the distance to the place of damage, υ≈0.98c≈294000000 m / s,
υ - скорость распространения электромагнитных колебаний в ЛЭП и С, с - скорость света,υ is the propagation velocity of electromagnetic waves in power lines and C, s is the speed of light,
составит 588 метров, а при использовании фазовых методов дальнометрии с применением двухчастотного излучения (f1-f2)=500 кГц составит 187 метров.will be 588 meters, and when using phase ranging methods using two-frequency radiation (f 1 -f 2 ) = 500 kHz, it will be 187 meters.
С другой стороны, в предлагаемом способе ОМП ЛЭП и С последовательно применяются импульсный и фазовый методы дальнометрии, обладающие разными и независимыми инструментальными ошибками. Поэтому их совместное использование повысит точность измерения дальности ОМП.On the other hand, in the proposed OMP method for power transmission lines and C, pulse and phase ranging methods are used sequentially, which have different and independent instrumental errors. Therefore, their joint use will increase the accuracy of measuring the range of weapons of mass destruction.
Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, содержащего вычислительный блок и связанные с ним генератор зондирующих импульсов, приемник и блок индикации, в котором установлен управляемый переключатель с каналом управления от вычислительного блока, выполненный с возможностью подключения к линии электропередачи или связи, при этом по меньшей мере один выход генератора зондирующих импульсов и один вход приемника связаны с указанным переключателем.The proposed method can be implemented using a device containing a computing unit and a probe pulse generator associated with it, a receiver and an indication unit, in which a controllable switch with a control channel from the computing unit is installed, configured to be connected to a power line or communication, at least one output of the probe pulse generator and one receiver input are connected to the indicated switch.
Генератор зондирующих импульсов может быть собран из следующих элементов: блок управляемого сопротивления (имеется в прототипе), блок памяти, цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности.The probe pulse generator can be assembled from the following elements: a controlled resistance block (available in the prototype), a memory block, a digital-to-analog converter, and a power amplifier.
В качестве вычислительного блока целесообразно использовать микроЭВМ, содержащую шину адресов, данных и управления, модуль процессора, устройство управления клавиатурой и модуль памяти, а в качестве приемника - устройство, содержащее смеситель и аналого-цифровой преобразователь с управляемым усилением.It is advisable to use a microcomputer containing an address, data and control bus, a processor module, a keyboard control device and a memory module as a computing unit, and a device containing a mixer and an analog-to-digital converter with controlled amplification as a receiver.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами.The claimed technical solution is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства для определения места повреждения линий электропередачи и связи. На фиг.2 и 3 представлены устройства соответственно вычислительного блока и приемника. На фиг.4 и 5 представлены примеры квазинепрерывных колебаний.Figure 1 presents a block diagram of a device for determining the location of damage to power lines and communications. Figure 2 and 3 presents the device, respectively, of the computing unit and the receiver. Figures 4 and 5 show examples of quasicontinuous oscillations.
Устройство для определения места повреждения линий электропередачи и связи содержит генератор зондирующих импульсов 1, состоящий из блока управляющего выходного сопротивления 2, блока памяти 3, цифроаналогового преобразователя 4 и усилителя мощности 5, приемник 6, вычислительный блок 7 (например, микроЭВМ), блок индикации 8, управляемый переключатель 9.A device for determining the location of damage to power and communication lines contains a
Приемник 6 (фиг.3) содержит смеситель 10 и аналого-цифровой преобразователь с управляемым усилением 11.The receiver 6 (figure 3) contains a
Вычислительный блок 7 (фиг.2) в общем случае может представлять собой микроЭВМ, содержащую шину адресов, данных, управления 12, модуль процессора 13, устройство управления клавиатурой 14, модуль памяти 15.Computing unit 7 (figure 2) in the General case may be a microcomputer containing a bus address, data,
Устройство работает следующим образом. На первом этапе работа устройства аналогична прототипу и применяются немодулированные импульсные сигналы (немодулированные зондирующие импульсы).The device operates as follows. At the first stage, the operation of the device is similar to the prototype and unmodulated pulse signals (unmodulated probe pulses) are used.
Перед процедурой ОМП ЛЭП или С производят согласование выходного сопротивления генератора зондирующих импульсов 1 (фиг.1) с волновым сопротивлением линии, подключенной через управляемый переключатель 9 к выходу блока управляемого выходного сопротивления 2. Режим согласования устанавливают блоком 14 вычислительного блока 7 (фиг.2) в соответствии с заданным диапазоном волновых сопротивлений и требуемой точностью согласования.Before the OMP power line or C procedure, the output impedance of the probe pulse generator 1 (Fig. 1) is matched with the wave impedance of the line connected through the controlled switch 9 to the output of the controlled output impedance block 2. The matching mode is set by
Управляемый переключатель 9 переводится в режим, при котором блокируется вход приемника 6 на время излучения немодулированного зондирующего импульса.The controlled switch 9 is switched to a mode in which the input of the
После завершения процесса согласования выходного сопротивления генератора 1 под воздействием команд блока 14 микроЭВМ модуль процессора 13 с участием программного обеспечения, хранящегося в модуле памяти 15, производит расчет цифровых кодов дискретных значений немодулированного импульса заданной длительности tu. Цифровые коды с выхода 1 микроЭВМ 7 поступают в блок памяти 3 генератора зондирующих импульсов 1, где записываются и хранятся. Выбор параметров зондирующего немодулированного импульса (например, амплитуды, длительности, несущей частоты) производится, исходя из требуемой точности измерений с учетом параметров ЛЭП и С. Под воздействием управляющих сигналов с первого выхода микроЭВМ 7 цифровые коды отсчетов немодулированного импульса поступают на цифроаналоговый преобразователь 4 и далее на усилитель мощности 5, на выходе которого формируется зондирующий импульс. Проходя через блок управляемого выходного сопротивления и управляемый переключатель 9, импульс поступает в линию, а с выхода усилителя мощности 5 при необходимости на первый вход приемника и участвует в качестве опорного сигнала для смесителя 10.After the process of matching the output impedance of the
В случае зеркального отражения от места повреждения (например, места короткого замыкания ЛЭП) на вход 2 приемника 6 отраженный импульс поступит с временной задержкой tз, по отношению к излученному импульсу (времени запуска генератора зондирующих импульсов). Возможна демодуляция (преобразование на пониженную частоту высокочастотного заполнения) в смесителе 10 приемника 6 с помощью опорного сигнала генератора зондирующих импульсов. С выхода смесителя 10 отраженный сигнал поступает на модуль аналого-цифрового преобразования (АЦП) с управляющим усилением 11 для усиления и преобразования в цифровую форму. Усиление является управляемым, поскольку коэффициент усиления модуля 11 может изменяться под воздействием сигналов с входа/выхода микроЭВМ 7 на вход/выход приемника 6. Цифровые отсчеты принятого сигнала через вход/выход и шину адресов, данных, управления 12 подаются на модуль процессора 13 для предварительного вычисления расстояния до повреждения. Грубый расчет расстояния R до повреждения производится по зафиксированному блоком 7 микроЭВМ временному запаздыванию tз между излученным и принятым немодулированным импульсом по формуле In the case of specular reflection from the place of damage (for example, the location of a short circuit in the power transmission line), the reflected pulse will arrive at the input 2 of the
где υ - скорость распространения электромагнитных колебаний в ЛЭП.where υ is the propagation velocity of electromagnetic waves in power lines.
Результаты предварительного расчета дальности до места повреждения могут отображаться на блоке индикации 8.The results of a preliminary calculation of the distance to the place of damage can be displayed on display unit 8.
Для уточнения грубой оценки дальности до места повреждения возможно излучение нескольких одиночных немодулированных импульсов либо их пачек с последующей совместной обработкой. Для каждого из таких излучений целесообразно применение процедуры согласования волнового сопротивления.To clarify a rough estimate of the distance to the place of damage, it is possible to emit several single unmodulated pulses or their bursts with subsequent joint processing. For each of these radiations, it is advisable to use the procedure of matching wave impedance.
На втором этапе работа устройства базируется на применении фазовых методов дальнометрии.At the second stage, the operation of the device is based on the use of phase ranging methods.
Измерение дальности фазовыми методами основывается на измерении приращения фазы излученного гармонического колебания стабилизированной частоты за время запаздывания отраженного сигнала [Радиотехника: Энциклопедия / Под ред. Ю.Л.Мазора, Е.А.Мачусского, В.И.Правды. - М: Издательский дом "Додека-XXI", 2002 г. - стр.473].Range measurement by phase methods is based on measuring the phase increment of the emitted harmonic oscillations of the stabilized frequency during the delay time of the reflected signal [Radio engineering: Encyclopedia / Ed. Yu.L. Mazor, E.A. Machusky, V.I. Pravda. - M: Publishing house "Dodeca-XXI", 2002 - p. 473].
Например, передатчик излучает синусоидальное колебание частоты f0 с некоторой начальной фазой φ0 For example, the transmitter emits a sinusoidal frequency oscillation f 0 with some initial phase φ 0
φпер=2πf0t+φ0.φ per = 2πf 0 t + φ 0 .
Отраженный сигнал поступает в приемник с фазойThe reflected signal enters the receiver with phase
φпр=2πf0(t-tз)+φ0+Δφ,φ CR = 2πf 0 (tt h ) + φ 0 + Δφ,
где Δφ - сдвиг фазы при отражении (как правило близок к 180°).where Δφ is the phase shift upon reflection (as a rule, it is close to 180 °).
Время запаздывания tз, однозначно определяющее дальность до места повреждения R, рассчитывается какThe delay time t s , which uniquely determines the distance to the place of damage R, is calculated as
а фазовый набег составитand the phase advance will be
Учитывая известное Δφ, приходим к уравнениямGiven the well-known Δφ, we arrive at the equations
илиor
связывающим искомую дальность до повреждения R с измеряемой разностью фаз θ'=θ+Δφ.linking the desired range to damage R with the measured phase difference θ '= θ + Δφ.
Частота f0 и длина волны называются масштабными, поскольку от них зависит масштаб измерения дальности, т.е. коэффициент между измеряемым фазовым сдвигом θ' и дальностью до места повреждения R.Frequency f 0 and wavelength are called large-scale, since the scale of measuring distance depends on them, i.e. the coefficient between the measured phase shift θ 'and the distance to the place of damage R.
Через фазовые интервалы θ'=2π гармоническое колебание, а вместе с ним и показания фазометра повторяются, при этом диапазон однозначного измерения дальности будет составлятьThrough the phase intervals θ '= 2π, the harmonic oscillation, and with it the phase meter readings are repeated, while the range of the unambiguous range measurement will be
Выбирая длину волны в соответствии с этим выражением, можно обеспечить измерения дальности до места повреждения в любых диапазонах. Так, например, для Rmax=Rодн=300 км требуется длина волны λ=600 км и соответствующая масштабная частота f0=500 Гц. При этом инструментальная точность измерения дальности оказывается измеренной и составляет 0.8км на каждый градус шкалы фазометра.Choosing the wavelength in accordance with this expression, it is possible to provide measurements of the distance to the place of damage in any ranges. So, for example, for R max = R od = 300 km, a wavelength of λ = 600 km and a corresponding scale frequency f 0 = 500 Hz are required. In this case, the instrumental accuracy of the range measurement turns out to be measured and amounts to 0.8 km for each degree of the phase meter scale.
Существенной особенностью и методическим ограничением применения фазовых методов для ОМП ЛЭП и С является необходимость разнесенного приема - передачи при излучении непрерывных колебаний. Одновременного излучения и приема гармонических колебаний на фиксированной частоте в ЛЭП реализовать невозможно [Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича. - М.: Сов. радио, 1964 г, стр.25]. Для преодоления указанного ограничения, авторами предлагается использование квазинепрерывных колебаний [Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех, - М.: Радио и связь, 1984 г., стр.114] (например, фиг.4, 5) с последующим восстановлением непрерывного колебания.An essential feature and methodological limitation of the application of phase methods for the power transmission line OMP and C is the need for diversity reception - transmission during the emission of continuous oscillations. It is impossible to realize simultaneous emission and reception of harmonic oscillations at a fixed frequency in power lines [Theoretical Foundations of Radar. Ed. V.E.Dulevich. - M .: Owls. Radio, 1964, p. 25]. To overcome this limitation, the authors propose the use of quasi-continuous oscillations [Shirman Y.D., Manzhos V.N. The theory and technique of processing radar information against the background of interference, - M .: Radio and communications, 1984, p.114] (for example, Fig.4, 5) with the subsequent restoration of continuous oscillation.
При этом исходное непрерывное колебание заменяется соответствующими периодическими отрезками (импульсами) (фиг.4, 5). Период следования отрезков (импульсов), их длительность и скважность определяют в зависимости, например, от длины ЛЭП или С, предполагаемого расстояния до места повреждения, требуемой точности ОМП ЛЭП и С.In this case, the initial continuous oscillation is replaced by the corresponding periodic segments (pulses) (Figs. 4, 5). The period of following the segments (pulses), their duration and duty cycle is determined depending, for example, on the length of the power line or C, the estimated distance to the place of damage, the required accuracy of the OMP power line and C.
Недостатки упрощенного фазового метода:The disadvantages of the simplified phase method:
- малый диапазон однозначного измерения дальности при использовании высокочастотных колебаний;- a small range of unambiguous range measurement when using high-frequency oscillations;
- неизвестная величина сдвига фазы Δφ при отражении от невыясненного повреждения;- unknown value of the phase shift Δφ upon reflection from unexplained damage;
- устраняются за счет применения многочастотных сигналов [Радиотехника: Энциклопедия / Под ред. Ю.Л.Мазора, Е.А.Мачусского, В.И.Правды. - М: Издательский дом "Додека-XXI", 2002 г. - стр.473-474].- are eliminated through the use of multi-frequency signals [Radio engineering: Encyclopedia / Ed. Yu.L. Mazor, E.A. Machusky, V.I. Pravda. - M: Publishing house "Dodeka-XXI", 2002 - p. 473-474].
Так, при двухчастотной фазовой дальнометрии используют масштабную частоту, образованную в результате биений [Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д.Ширмана. Учебное пособие для вузов. - М.: Сов. радио, 1970 г., стр.191, Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича. - М.: Сов. радио, 1964 г., стр.22-25] синусоидальных колебаний двух несущих частот f1 и f2 с начальными фазами ψ1 и ψ2.So, with two-frequency phase ranging use the scale frequency generated as a result of beats [Theoretical fundamentals of radar. Ed. J.D. Shirman. Textbook for universities. - M .: Owls. Radio, 1970, p. 191, Theoretical Foundations of Radar. Ed. V.E.Dulevich. - M .: Owls. Radio, 1964, pp.22-25] of sinusoidal oscillations of two carrier frequencies f 1 and f 2 with the initial phases ψ 1 and ψ 2 .
В приложении к предлагаемому устройству (фиг.1) в ЛЭП излучают квазинепрерывный сигнал, представляющий собой импульсы суммарных колебаний частот f1 и f2 (фиг.5). В формировании таких импульсов участвуют блоки 7, 3, 4, 5, а блок управляемого сопротивления 2 и управляемый переключатель 9 обеспечивают их согласованное излучение в требуемые моменты времени.In the annex to the proposed device (Fig. 1), a quasi-continuous signal representing pulses of the total oscillations of the frequencies f 1 and f 2 is emitted in the power transmission line (Fig. 5).
Управляемый переключатель 9 участвует не только в излучении импульсных сигналов, но и в приеме отраженных сигналов только в заданные периоды времени. Эти заданные периоды времени определяются расстоянием R до места повреждения, определенным на первом этапе работы устройства, ошибками измерения места повреждения первого этапа с учетом скорости распространения электромагнитных колебаний в ЛЭП υ. Таким образом управляющий переключатель 9 в соответствии с управляющими сигналами вычислительного блока 7 обеспечивает совмещение излучения и приема сигналов при реализации фазовых методов ОМП ЛЭП и С.The controlled switch 9 is involved not only in the emission of pulsed signals, but also in the reception of reflected signals only at predetermined time periods. These predetermined time periods are determined by the distance R to the damage site, determined at the first stage of the device operation, measurement errors of the damage site of the first stage, taking into account the propagation velocity of electromagnetic waves in power lines υ. Thus, the control switch 9 in accordance with the control signals of the
На вход приемника 6 поступают отраженные сигналы из области предполагаемого места повреждения и последующие процедуры выполняются для уточнения расстояния до повреждения.The input of the
Частоты f1, f2 (для двухчастотной фазовой дальнометрии) выбираются близкими по значениям и для них фазовые сдвиги, обусловленные отражением от места повреждения и задержки в компонентах устройства, можно считать одинаковыми.The frequencies f 1 , f 2 (for two-frequency phase ranging) are selected close in values and for them the phase shifts due to reflection from the place of damage and delay in the components of the device can be considered the same.
После преобразования в цифровую форму в приемнике 6 отраженный сигнал поступает в вычислительный блок 7 для вычисления фазочастотного спектра (ФЧС). Получение ФЧС отраженного сигнала может производиться с использованием, например, алгоритмов дискретного (быстрого) преобразования Фурье. При этом разность фаз составляющих ФЧС отраженного сигнала на частотах f1 и f2 будет связана со временем запаздываниям tз=2R/υ и составлятьAfter converting to digital form in the
φ11=2π(f1-f2)(t-2R/υ)+(ψ1-ψ2)=2πΔf(t-2R/υ)+(ψ1-ψ2).φ 11 = 2π (f 1 -f 2 ) (t-2R / υ) + (ψ 1 -ψ 2 ) = 2πΔf (t-2R / υ) + (ψ 1 -ψ 2 ).
Разность фаз θ между частотными составляющими при излученииThe phase difference θ between the frequency components during radiation
φ1=2π(f1-f2)t+(ψ1-ψ2)=2πΔft+(ψ1-ψ2)φ 1 = 2π (f 1 -f 2 ) t + (ψ 1 -ψ 2 ) = 2πΔft + (ψ 1 -ψ 2 )
и при приеме отраженного сигнала φ11 характеризует дальность до места поврежденияand when receiving the reflected signal φ 11 characterizes the range to the place of damage
θ=φ1-φ11=2πΔf(t-t+2R/υ)+(ψ1-ψ2)-(ψ1-ψ2)=4πΔfR/υ=4πR/Δλ.θ = φ 1 -φ 11 = 2πΔf (t-t + 2R / υ) + (ψ 1 -ψ 2 ) - (ψ 1 -ψ 2 ) = 4πΔfR / υ = 4πR / Δλ.
Таким образом, при использовании двухчастотного метода дальность до места повреждения может быть вычислена блоком 7 по формулеThus, when using the two-frequency method, the distance to the place of damage can be calculated by
Результаты расчетов индуцируются блоком 8.The calculation results are induced by block 8.
Совокупное определение дальности до места повреждения при поэтапном использовании немодулированного излучения и фазовых методов дает более точный результат ОМП ЛЭП и С.The combined determination of the distance to the place of damage during the phased use of unmodulated radiation and phase methods gives a more accurate result of the OMP of the power transmission line and C.
Устройство (фиг.1) позволяет реализовать и другие (многочастотные) фазовые методы дальнометрии для повышения точности ОМП ЛЭП и С. Выбор метода определяется требованиями к точности ОМП ЛЭП и С и условиями проведения измерений.The device (figure 1) allows you to implement other (multi-frequency) phase ranging methods to increase the accuracy of the OMP of the power transmission lines and C. The choice of method is determined by the requirements for the accuracy of the OMP of the power lines and C and the measurement conditions.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006123891/28A RU2330298C2 (en) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | Method for detection of damage point in power transmission and communication lines and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006123891/28A RU2330298C2 (en) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | Method for detection of damage point in power transmission and communication lines and device for its implementation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006123891A RU2006123891A (en) | 2008-01-10 |
RU2330298C2 true RU2330298C2 (en) | 2008-07-27 |
Family
ID=39019961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006123891/28A RU2330298C2 (en) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | Method for detection of damage point in power transmission and communication lines and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2330298C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446407C1 (en) * | 2010-07-13 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Method to detect area of power transmission and communication lines damage and device for its realisation |
RU2559308C2 (en) * | 2013-12-11 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ (КНИТУ-КАИ) | Method for determining damaged point of power transmission and communication lines |
-
2006
- 2006-07-03 RU RU2006123891/28A patent/RU2330298C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446407C1 (en) * | 2010-07-13 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Method to detect area of power transmission and communication lines damage and device for its realisation |
RU2559308C2 (en) * | 2013-12-11 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ (КНИТУ-КАИ) | Method for determining damaged point of power transmission and communication lines |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006123891A (en) | 2008-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2603126C2 (en) | Mfpw radar level gauging with distance approximation | |
EP1744176B1 (en) | Distance measuring device, distance measuring method and distance measuring program | |
US6646587B2 (en) | Doppler radar apparatus | |
EP0138940B1 (en) | Method and apparatus for measuring the distance to an object | |
JP2008524562A (en) | Electronic measurement method | |
US6278398B1 (en) | Sensor system operating method and a sensor system | |
RU2553272C1 (en) | Method of measuring range and radial velocity in radar station with probing composite pseudorandom chirp pulse | |
RU59262U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE PLACE OF DAMAGE TO ELECTRIC TRANSMISSION LINES AND COMMUNICATIONS | |
JP2019070647A (en) | Method for determining filling level of medium by continuous wave radar measurement and filling level measuring device | |
RU2410650C2 (en) | Method to measure level of material in reservoir | |
RU2330298C2 (en) | Method for detection of damage point in power transmission and communication lines and device for its implementation | |
RU2491572C1 (en) | Method of providing constant range resolution in pulse radar station with quasirandom phase modulation | |
RU2436117C1 (en) | Method of measuring distance from radiator to controlled medium | |
RU2269789C1 (en) | Method for determining position of electric relay and communication lines disruption and device for realization of said method | |
RU2399888C1 (en) | Method of measuring level of material in reservoir | |
RU2446407C1 (en) | Method to detect area of power transmission and communication lines damage and device for its realisation | |
RU2431155C1 (en) | Method of measuring distance by range finder with frequency modulation of sounding radio waves | |
RU2423723C1 (en) | Method of measuring distance using radio range finder with frequency modulation of probing radio waves (versions) | |
RU2654215C1 (en) | Method of measuring distance by range finder with frequency modulation | |
RU2551260C1 (en) | Non-contact radio-wave measurement method of liquid level in reservoir | |
RU2152595C1 (en) | Contact-free pulse-phase method of measurement of level of separation of heterogeneous liquids and of relative change of level with increased accuracy | |
RU2360265C1 (en) | Method of radar detection of mobile targets with phase selection on range and device to this end | |
RU2611587C1 (en) | Base station for remote probing of atmosphere | |
RU2796220C1 (en) | Method for radar monopulse measurement of range and radial velocity of targets when sounding with a signal with linear frequency modulation | |
RU2807331C1 (en) | Method for determining range and radial speed of target using pulse-doppler radar station |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090704 |