RU2812321C1 - Способ работы адаптивного рефлектометра линий электропередачи - Google Patents
Способ работы адаптивного рефлектометра линий электропередачи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812321C1 RU2812321C1 RU2023123105A RU2023123105A RU2812321C1 RU 2812321 C1 RU2812321 C1 RU 2812321C1 RU 2023123105 A RU2023123105 A RU 2023123105A RU 2023123105 A RU2023123105 A RU 2023123105A RU 2812321 C1 RU2812321 C1 RU 2812321C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulse
- reflectometer
- probing
- amplitude
- reflected
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title abstract description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и измерительной технике и может быть использовано для диагностики состояния проводов воздушных линий электропередачи, обнаружения повреждений и гололеда на проводах линий электропередачи. Сущность: проводится локационное зондирование ЛЭП. В качестве зондирующего импульса используется широкополосный прямоугольный импульс. Принимается отраженный импульс U(tj), где tj - моменты времени измерения отраженного импульса аналого-цифровым преобразователем рефлектометра. Проводится дискретное Фурье преобразование принятого отраженного импульса U(tj) рефлектометра с получением амплитуд гармоник. С учетом известного спектра зондирующего прямоугольного импульса Bi определяются скорректированные амплитуды где Bi амплитуда гармоники прямоугольного импульса с той же частотой, что и Ai, Bmax - максимальная амплитуда гармоники прямоугольного импульса. Из всех A'i выделяются основные гармоники скорректированного отраженного импульса Ak, имеющие амплитуду, большую чем С*Amax: Ak>С*Amax, где С - настроечный параметр, например С=0.5, - амплитуда максимальной среди всех скорректированных гармоник A'i отраженного импульса рефлектометра. Используя гармоники Ak, производится обратное Фурье преобразование:
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для диагностики состояния проводов воздушных линий электропередачи, обнаружения повреждений и гололеда на проводах линий электропередачи (ЛЭП) напряжением (35-750) кВ на переменном токе.
Из существующего уровня техники известен адаптивный способ локационного зондирования, при котором в процессе зондирования адаптивно перестраиваются параметры локатора, для получения более точной информации об объекте зондирования. Известен «Адаптивный радиолокатор» [патент №2403584 от 10.11.2010 Бюл. №31], отличающийся тем, что в него введены первый ключ, второй ключ, третий ключ, перестроечный блок, предназначенный для адаптивного управления нижней граничной частотой усилителя доплеровской частоты, со сдвигом ее в сторону более высоких частот.
Известен «Оптический рефлектометр для ранней диагностики волоконно-оптических линий связи» [полезная модель №195647 от 03.02.2020 Бюл. №4], принятый за прототип, в котором по адаптивному алгоритму определения шага сканирования фильтры перестраиваются на другие частоты в диапазоне сканирования, определяется профиль спектра рассеяния Мандельштама - Бриллюэна и частота максимума рассеяния Мандельштама - Бриллюэна, которая и является бриллюэновским сдвигом частоты для определенной координаты световода.
Недостатком обоих технических решений является то, что в них адаптивно изменяются алгоритмы обработки принятого сигнала. Энергетически более выгодно адаптировать параметры зондирующего сигнала локатора, рефлектометра, под параметры объекта зондирования.
Техническим результатом реализации предлагаемого способа работы адаптивного рефлектометра линий электропередачи является повышение энергии, уровня отраженного сигнала, следовательно, повышение отношения сигнал/шум при записи отраженного сигнала, и благодаря этому получение более качественной информации об объекте зондирования.
Технический результат достигается тем, что для повышения уровня отраженного сигнала путем адаптации, подстраивания спектра сигнала зондирования под конкретные параметры линии электропередачи, проводится локационное зондирование ЛЭП, в качестве зондирующего импульса используется широкополосный прямоугольный импульс, принимается отраженный импульс U(tj), где tj - моменты времени измерения отраженного импульса аналого-цифровым преобразователем рефлектометра, дополнительно проводится дискретное Фурье преобразование F принятого отраженного импульса U(tj) рефлектометра, с получением амплитуд гармоник с учетом известного спектра зондирующего прямоугольного импульса Bi, определяются скорректированные амплитуды где Bi амплитуда гармоники прямоугольного импульса с той же частотой, что и Ai, Вшах- максимальная амплитуда гармоники прямоугольного импульса, из всех A'i выделяются основные гармоники скорректированного отраженного импульса Ak, имеющие амплитуду, большую чем С*Amax: Ak>С*Amax, где С - настроечный параметр, например С=0.5, - амплитуда максимальной среди всех скорректированных гармоник A'i отраженного импульса рефлектометра, используя выделенные гармоники Ak производится обратное F-1 Фурье преобразование: полученная зависимость сигнала Uo(tm) от времени tm используется в качестве оптимизированной под текущие условия формы зондирующего импульса рефлектометра, при этом спектр данного зондирующего импульса Uo(tm) является оптимизированным под полосу пропускания данной ЛЭП и условий отражения зондирующего импульса.
На фиг. 1. представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа, в котором обозначены только те блоки, которые важны для предлагаемого способа.
Цифрами на фиг. 1 обозначены:
1 - подключаемая к рефлектометру зондируемая ЛЭП;
2 - передатчик;
3 - приемник;
4 - блок управления;
5 - переключатель;
6 - генератор прямоугольного импульса;
7 - получаемый с приемника отраженный импульс U(tj);
8 - блок дискретного Фурье преобразования F;
9 - блок выделения основных гармоник отраженного импульса Ak;
10 - блок обратного F-1 Фурье преобразования;
11 - вход переключателя 5, для подключения сигнала Uo(tm), с выхода 10;
12 - вход переключателя 5, для подключения прямоугольного импульса, с блока 6;
13 - Электроэнергетическая система, питающая подключаемую к рефлектометру зондируемую ЛЭП 1.
Способ осуществляется следующим образом. Рефлектометр подключен к зондируемой ЛЭП 1. Первоначально, передатчик 2 выдает в зондируемую ЛЭП 1 широкополосный импульс, создаваемый генератором прямоугольного импульса 6, переключатель 5 первоначально находится в положении 12. При этом параметры прямоугольного импульса (главным образом длительность во времени прямоугольного импульса) выбираются таким образом, чтобы спектр прямоугольного импульса занимал всю полосу рабочих частот высокочастотной связи по ЛЭП 1, это как правило частоты от 50 кГц до 1000 кГц. Подключенный к зондируемой ЛЭП 1 приемник 3 принимает отраженный импульс, с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) производит оцифровку принятого отраженного импульса, и выдает в блок управления 4 получаемый отраженный импульс в цифровом виде U(tj) 7, где tj - моменты времени, в которые АЦП приемника 3 измеряет получаемый отраженный импульс. Блок дискретного Фурье преобразования 8, производит дискретное Фурье преобразование F принятого отраженного импульса U(tj) 7 рефлектометра, с получением амплитуд гармоник
При этом прямоугольный импульс генератора 6 является широкополосным сигналом, спектр которого подбирается таким образом, чтобы занимать весь рабочий диапазоне частот ЛЭП 1, а в спектре отраженного импульса Ai уже содержатся, в основном, только такие спектральные составляющие, которые: а) имеют наименьшее затухание при распространении по проводам ЛЭП 1, б) имеют наибольший коэффициент отражения от конца ЛЭП 1. Таким образом, с помощью широкополосного прямоугольного импульса генератора 6, изучаются частотные свойства данной ЛЭП 1, важные для локационных измерений.
Блок 9, получает из блока 8 вычисленные амплитуды гармоник Ai принятого отраженного импульса U(tj) 7, и из всех гармоник Ai отраженного импульса с учетом известного спектра зондирующего прямоугольного импульса определяются где Bi амплитуда гармоники прямоугольного импульса с той же частотой, что и Ai, Вшах- максимальная амплитуда гармоники прямоугольного импульса. Затем выделяются основные гармоники Ak, амплитуды которых больше некоторого значения (С*Amax): где постоянная С - настроечный параметр, меньший единицы (например 0.5), Amax - максимальная, из всех гармоник A'i. Так происходит удаление из спектра отраженного импульса A'i случайных, шумовых, имеющих малую амплитуду гармоник.
Используя основные гармоники Ak, полученные из блока 9, блок 10, с помощью обратного преобразования Фурье F-1, формирует зондирующий импульс где где tm - моменты времени, в которые цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) блока 10 формирует амплитуды зондирующего импульса Uo(tm). Данный зондирующий импульс Uo(tm) используется в дальнейшем для длительного наблюдения за ЛЭП 1, переключатель 5 при длительном наблюдении за ЛЭП 1 переводится в положение 11. Спектр данного импульса Uo(tm) является оптимизированным под полосу пропускания данной ЛЭП 1 и условий отражения зондирующего импульса, поскольку, при формировании импульса Uo(tm) в блоке 10, использовались только гармоники Ak, имеющие максимальную (из всех гармоник A'i) амплитуду, и, следовательно, данные гармоники Ак имеют минимальное затухание при распространении по данной ЛЭП 1, и имеют максимальный коэффициент отражения от конца ЛЭП 1.
Иллюстрация искажения прямоугольного зондирующего импульса представлена на фиг. 2, где на фиг. 2, а и б представлены соответственно исходный прямоугольный импульс и его спектр, а на фиг. 2, в и г - принятый отраженный импульс после прохождения ЛЭП и его спектр.
Предлагаемый способ работы адаптивного рефлектометра линий электропередачи позволяет повысить энергию, амплитуду отраженного сигнала, и благодаря этому получение более качественной информации об объекте зондирования, увеличение дальности действия локационной системы, путем адаптации параметров зондирующего сигнала рефлектометра под параметры конкретной ЛЭП.
Claims (1)
- Способ работы адаптивного рефлектометра линий электропередачи, заключающийся в том, что проводится локационное зондирование ЛЭП, в качестве зондирующего импульса используется широкополосный прямоугольный импульс, принимается отраженный импульс U(tj), где tj – моменты времени измерения отраженного импульса аналого-цифровым преобразователем рефлектометра, отличающийся тем, что проводится дискретное Фурье преобразование F принятого отраженного импульса U(tj) рефлектометра с получением амплитуд гармоник Ai=F(U(tj)), с учетом известного спектра зондирующего прямоугольного импульса Bi, определяются скорректированные амплитуды А’i=Ai/(Bi/Bmax), где Bi амплитуда гармоники прямоугольного импульса с той же частотой, что и Ai, Bmax- максимальная амплитуда гармоники прямоугольного импульса, из всех А’i выделяются основные гармоники скорректированного отраженного импульса Аk, имеющие амплитуду, большую чем С*Аmax: Аk> C*Аmax, где C – настроечный параметр, например C=0.5, Аmax=max{A’i} – амплитуда максимальной среди всех скорректированных гармоник A’i отраженного импульса рефлектометра, используя выделенные гармоники Аk производится обратное F-1 Фурье преобразование: Uо(tm)=F-1{Аk}, полученная зависимость сигнала Uо(tm) от времени tm используется в качестве оптимизированной под текущие условия формы зондирующего импульса рефлектометра, при этом спектр данного зондирующего импульса Uо(tm) является оптимизированным под полосу пропускания данной ЛЭП и условий отражения зондирующего импульса.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2812321C1 true RU2812321C1 (ru) | 2024-01-29 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5949236A (en) * | 1997-12-02 | 1999-09-07 | Wavetek Corporation | Frequency domain reflectometer and method of compensating for transmission line attenuation |
| US20020169585A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-11-14 | Jones Keith R. | Adaptive method and apparatus for transmission line analysis |
| RU42324U1 (ru) * | 2004-08-18 | 2004-11-27 | Куликов Александр Леонидович | Устройство для определения места повреждения линий электропередачи и связи |
| US7061251B2 (en) * | 2004-01-15 | 2006-06-13 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Method and apparatus for transmission line and waveguide testing |
| US20090315565A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-24 | Acterna Llc | Adaptive pulse width time domain reflectometer |
| RU2403584C2 (ru) * | 2009-01-19 | 2010-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НИИ "Экран" | Адаптивный радиолокатор |
| RU2474831C1 (ru) * | 2011-10-07 | 2013-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи и устройство для его осуществления |
| FR3081562B1 (fr) * | 2018-05-23 | 2020-06-12 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Systeme de reflectometrie binaire pour l'analyse de defauts dans une ligne de transmission |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5949236A (en) * | 1997-12-02 | 1999-09-07 | Wavetek Corporation | Frequency domain reflectometer and method of compensating for transmission line attenuation |
| US20020169585A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-11-14 | Jones Keith R. | Adaptive method and apparatus for transmission line analysis |
| US7061251B2 (en) * | 2004-01-15 | 2006-06-13 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Method and apparatus for transmission line and waveguide testing |
| RU42324U1 (ru) * | 2004-08-18 | 2004-11-27 | Куликов Александр Леонидович | Устройство для определения места повреждения линий электропередачи и связи |
| US20090315565A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-24 | Acterna Llc | Adaptive pulse width time domain reflectometer |
| RU2403584C2 (ru) * | 2009-01-19 | 2010-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НИИ "Экран" | Адаптивный радиолокатор |
| RU2474831C1 (ru) * | 2011-10-07 | 2013-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи и устройство для его осуществления |
| FR3081562B1 (fr) * | 2018-05-23 | 2020-06-12 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Systeme de reflectometrie binaire pour l'analyse de defauts dans une ligne de transmission |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2650717C2 (ru) | Способ и система контроля состояния электрических кабелей | |
| US10048309B2 (en) | Method and device for automatically measuring physical characteristics of a cable, in particular the propagation velocity | |
| NL2002664C2 (en) | Time-domain reflectometry. | |
| WO2005029747A2 (en) | System and method for locating and determining discontinuities in a communications medium using frequency domain correlation | |
| CN107576890A (zh) | 一种时域测距方法及装置 | |
| KR20020005110A (ko) | 도플러 효과를 이용하여 혈류 속도를 측정하기 위한초음파 진단 장치 및 방법 | |
| JP2019184606A5 (ru) | ||
| CN111693136B (zh) | 一种采用回波信号自相关相位谱的声表面波谐振器频率估计算法 | |
| CN104898027A (zh) | 一种多功能通讯信号测量的射频前端电路 | |
| RU2812321C1 (ru) | Способ работы адаптивного рефлектометра линий электропередачи | |
| WO2015195019A1 (en) | Estimation of impedances in a transmission medium | |
| CN112327094A (zh) | 一种超导电缆的故障检测方法及系统 | |
| CN113820568B (zh) | 电缆的局部放电定位方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| Hashmi et al. | Determining wave propagation characteristics of MV XLPE power cable using time domain reflectometry technique | |
| Tang et al. | A Soft Fault location method for power cable based on AR Model | |
| CN113589109A (zh) | 基于电缆频域反射的时域波形恢复方法 | |
| KR101224862B1 (ko) | 케이블의 고장 위치 탐지 장치 및 방법 | |
| US11362743B1 (en) | Systems and methods for TDR using standing waves and an injected test signal | |
| CN106352821B (zh) | 一种基于低频超声波的钢丝绳长度测量方法及装置 | |
| CN115128404A (zh) | 一种非接触式电缆故障定位方法 | |
| KR20070120451A (ko) | 주파수 도메인 반사계측기를 사용한 네트워크 기기 검출 | |
| JP7073826B2 (ja) | 長周期ノイズ捕捉性能評価システム及び長周期ノイズ捕捉性能評価方法 | |
| Zhang et al. | Research on the Influence Mechanism of Thermal Aging Degree of Cable on Frequency Domain Reflectometry and Defect Location Accuracy | |
| CN112611938A (zh) | 一种电缆离线局放检测中信号传播衰减系数的计算方法及装置 | |
| CN113376486B (zh) | 一种电缆端头放电故障定位方法及装置 |