基于突变算法的高压带电检测方法与流程

本发明涉及通信技术及电力传输技术领域，具体涉及一种高压带电检测的方法。

背景技术：

高压带电显示装置是电力系统用来指示高压设备和输电线路是否带有高压电的检测及指示设备，主要通过三相传感器与主机间的通讯连接，实现高压带电的检测与指示功能。

因为高压带电显示装置的安装环境比较复杂，所以对于传感器带电安装和安装便捷化有极高的要求。主机与传感器两者之间传统的有线连接方式成为主要障碍，需要通过无线技术方式完成连接。同时，对于未来带电显应用，除与接地刀闸连接，产生联锁关系外，还应考虑可以将设备带电信息与变电站内其他系统进行信息共享，因此，也需要便捷的连接方式。

无线传输相比较于有线传输需要较大的功耗，这对于使用电池方案的装置来说是个巨大的挑战，因此主机与传感器之间合理的通信策略就成为设计的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高压带电检测方法，旨在通过设计合理的通信策略，有效降低主机与传感器之间的通信功耗。本发明的该目的由以下技术方案实现：

一种基于突变算法的高压带电检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)控制三相传感器对被测设备的电压信号进行周期性采样；

(2)判断各传感器在连续两个采样周期间采样的电压信号是否发生周期间突变，或者判断各传感器在t个采样周期内采样的电压信号是否发生累积突变，是则进入步骤(3)，否则各传感器不主动向主机发送采样数据；

(3)发生周期间突变或累积突变的传感器发送突变数据给所述主机，所述主机基于突变数据向三相传感器发送获取三相传感器采样数据的指令；

(4)三相传感器响应所述指令，将当前采样数据下发给所述主机，所述主机进行三相带电判断。

作为具体的技术方案，所述当前采样数据为发生周期间突变或累积突变所在采样周期的下一个采样周期的采样数据。

作为具体的技术方案，所述三相传感器与所述主机之间还设置有心跳包通信机制，三相传感器每到设定的心跳包周期向所述主机下发心跳包数据，心跳包数据包含三相传感器的心跳包周期内最后一个采样周期的采样数据，所述主机基于心跳包数据中的采样数据进行三相带电判断。

作为具体的技术方案，所述周期间突变的具体判断方法为：判断连续两个采样周期的采样数据的幅值变化是否超出预设值，是则判断为发生周期间突变。

作为具体的技术方案，所述累积突变的具体判断方法为：在周期t内，t＝1,2,3....,n，从周期1到周期n的采样数据都与一个比较基准进行比较，比较结果超出预设值则判断为发生累积突变。

作为具体的技术方案，所述累积突变的具体判断方法中，所述比较基准为相应传感器上一次向所述主机下发的采样数据。

作为具体的技术方案，所述比较基准为相应传感器上一次发生周期间突变、发生累积突变或上一次发送心跳包时向所述主机下发的采样数据。

作为具体的技术方案，所述采样周期为1秒，每个采样周期的采样时间为20毫秒，所述心跳包周期为10秒。

本发明的有益效果在于：通过突变算法在传感器端进行预判断的操作，大大降低主机与传感器的通信频率并且可以快速对线路带电情况做出反应。本发明使得无线高压带电显示装置可以适用各种复杂环境，也让无线高压带电显示装置相对于市场上的同类产品更有优势，更有市场潜力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的高压带电检测方法的流程图。

具体实施方式

为达到低功耗的目的，就得降低传感器与主机之间通信的频率，而同时还需要满足带电线路状态变化时可以快速响应的条件下，对线路带电状态的进行预判，若两个采样周期内传感器采样数据变化较大，则与主机进行通信，主机再发送采样需求到三个传感器，三个传感器各自接收到采样需求指令后，下发当前的采样数据，从而达到低功耗的目的。本实施例是基于上述主旨思想做出的，具体如下：

如图1所示，本实施例提供的一种基于突变算法的高压带电检测方法，其包括以下步骤：

(1)控制三相传感器对被测设备的电压信号进行周期性采样；

(2)判断各传感器在连续两个采样周期间采样的电压信号是否发生周期间突变，或者判断各传感器在t个采样周期内采样的电压信号是否发生累积突变，是则进入步骤(3)，否则各传感器不主动向主机发送采样数据；

(3)发生周期间突变或累积突变的传感器发送突变数据给所述主机，所述主机基于突变数据向三相传感器发送获取三相传感器采样数据的指令；

(4)三相传感器响应所述指令，将当前采样数据下发给所述主机，主机进行三相带电判断。由于存在通讯耗时，所述当前采样数据为发生周期间突变或累积突变所在采样周期的下一个采样周期的采样数据。

作为附加的步骤，三相传感器与主机之间还设置有心跳包通信机制，三相传感器每到设定的心跳包周期与所述主机通信一次，心跳包数据包含三相传感器的当前采样数据，主机基于心跳包数据中的采样数据进行三相带电判断。

本实施例提供的基于突变算法的高压带电检测方法，其具体的的工作原理及过程说明如下：

因为输电线的交流信号都是50hz的频率，本实施例方法每隔1秒进行一次采样，每次采样时间为20毫秒，即在20毫秒内对传感器信号进行一个周期的数据采样，然后通过采样数据还原成正弦波形。当线路的电压发生变化时，还原的正弦波形的幅值变化相对于相位比较明显，所以只要判断连续两个采样周期的采样数据的幅值变化就可以判断出电压的变化情况即可，本申请中将判断连续两个采样周期电压变化情况的算法称为周期间突变算法。如果电压变化是比较缓慢的过程，那么通过两个采样的间隔的变化就可能无法判断。为了解决电压缓慢变化无法判断的问题，增加多个采样周期的电压变化情况判断。在周期t内，t＝1,2,3....,n，从周期1到周期n的采样数据都与一个比较基准进行比较，比较结果超出预设值则判断为发生累积突变。比较基准为相应传感器上一次向所述主机下发的采样数据，上一次向所述主机下发的采样数据可以是相应传感器上一次发生周期间突变、发生累积突变或上一次发送心跳包时向所述主机下发的采样数据。本申请中将判断多个采样周期的电压变化情况的算法称为累积突变算法。通过周期间突变算法和累积突变算法可以判断出电压快速变化和缓慢变化情况。

本实施例中，在无线高压带电显示装置中使用的突变算法需要同时满足快速变化和缓慢变化，因此突变可以分成周期间突变和累积突变两种类型。

周期间突变算法是通过两次采样周期数据的幅值变化达到一定差值时就判断突变产生，从而产生一次突变事件。突变事件的处理流程如下，产生突变的传感器就发送突变数据给主机。主机收到后，发送获取三相传感器的数据的指令给三相传感器。各个传感器收到指令后，把当前采样的数据发送给主机，进行三相带电判断。传感器间隔一段时间(例如10秒)会下发心跳包给主机，心跳包包含了该心跳周期中最后一个采样周期(即当前1秒)的采样数据幅值。主机基于心跳包数据中的采样数据幅值进行三相带电判断。

累积突变算法是通过当前周期的采样数据幅值与传感器上一次下发采样数据(上一次下发心跳包采样数据或者上一次周期突变时下发采样数据)幅值之间的变化来比较得到的，若累积突变达到一定的差值就判断突变的产生，从而产生一次突变事件，处理流程与周期间突变一样。

相比现有技术，可见本实施例提供的高压带电检测方法的优势：现有技术中，无论输电线电压变化情况如何，其主机与传感器之间每个设定的采样周期(1秒)都得进行一次通信。而本申请引入突变算法的无线高压带电检测方案，在电压没有变化时，只需在心跳包周期(10秒)通信一次；电压变化时，只需要进行两次通信。现场使用环境中输电线的电压变化情况较少，所以通过突变算法的无线高压带电检测方法通信频率可以降低90％左右，大大降低了功耗。

以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、未经创造性劳动即可等到的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。