【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力输送及其维护，尤其涉及基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法。
技术介绍
1、导线舞动，即导线沿圆周方向覆冰不均匀的架空导线在侧向风力作用下产生的低频、大幅度自激振动现象。高压输电线路，尤其是特高压输电线路的导线舞动常引起事故，如线路发生闪络跳闸、塔材螺栓松动、绝缘子碰撞破损、跳线断裂、间隔棒等金具损坏断裂、掉串掉线、杆塔结构受损、倒塔等不同等级的事故，给电网造成了严重的灾害。
2、因此特高压输电线路常设有导线舞动监测装置，现有的导线舞动监测是在导线指定位置安装线夹，把装置主体位移传感器安装到线夹一侧，振动传感器安装到导线另一侧出口的指定距离，采用弯曲振幅法测量导线动弯应变，作为监测导线舞动的标准方式。
3、但现有导线舞动监测采用接触式测量方式，容易对被测导线产生干扰或影响，且测量范围有限，无法进行大范围的导线舞动监测。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法，包括以下步骤：
4、s100、系统部署：确定需要监测的导线段，选择合适的安装位置和角度，安装毫米波雷达系统，包括安装在导线上的反射板、安装在地面或移动设备上的发射设备和接收设备、信号处理单元以及运维平台；
5、s200、参数设置：根据具体监测需求，设置毫米波雷
6、s300、数据采集：启动毫米波雷达系统进行数据采集，发射器发送毫米波信号，天线接收反射回来的信号，持续采集数据，在足够的时间范围内进行采集，以获取全面的舞动信息；
7、s400、信号处理与分析：对采集到的数据进行信号处理和分析，使用合适的算法和技术，包括时域分析、频域分析、相位差测量，提取出导线舞动的振幅、频率、相位参数；
8、s500、结果展示与记录：将处理后的舞动数据进行展示和记录。可以通过可视化界面显示导线舞动的实时情况，并将数据存储下来以备后续分析和参考；
9、s600、报警与反馈：根据设定的阈值或规则，判断导线舞动是否超过预设范围，如果超过阈值，触发相应的报警机制，并采取适当的反馈措施，如发送警报通知相关人员或自动触发保护装置；
10、s700、数据分析与应用：对记录下来的舞动数据进行进一步分析和应用，利用数据来评估导线的健康状态、预测潜在问题、优化维护计划等。
11、优选地，s100的安装过程如下：将反射板等距安装在需要监测的导线段上，将带有发射天线和发射器的发射设备和带有接收天线和接收器的接收设备（发射设备和接收设备为同一雷达，也可为不同雷达，本专利技术设为同一雷达以简化运算）置于中间位置发射设备的下方（条件允许可设在正下方）。
12、优选地，s200的参数设置过程如下：
13、s201、初始阶段，发射设备采用线性调频脉冲（chirp信号，即所用信号的频率随时间变化呈线性升高），其起始频率fc、带宽b、一个信号周期的持续时间tc及斜率s(频率的变化率)，雷达发射天线发射chrip信号，经过时间τ后，接收天线收到目标反射回来的信号，其频率差为f0=sτ，即可得到中频信号（if信号），开启发射设备，依次开启各反射板（屏蔽其他反射板），则各反射板与接收设备之间的距离为d=f0c/2s，其中c为光速，即测得各反射板与接收设备之间的距离；
14、s202、通过傅里叶变换，将时域信号转为频域信号，时域中的正弦波在频域中产生一个峰值，对应于正弦波信号的频率；同时开启所有发射设备，接收设备通过接收不同反射板的反射信号，并转为if信号，利用傅里叶变换将产生一个具有不同的分离峰值的频谱，每个峰值表示在特定距离处存在物体，距离分辨率dres=c/2b，其中c为光速，重新调整反射板距离使其大于dres；
15、s203、最远探测距离dmax=fsc/2s，其中c为光速，fs为ad转换器的采样频率，调整ad转换器的采样频率使接收设备能够接收最多反射板的反射信号同时满足强度和清晰度要求；
16、s204、理想状态下（无导线舞动），匀速往复移动接收设备，观测不同接收设备位置下各反射板的d值以及d值随接收设备位置变化的dp曲线图（散点优化后的曲线），其中p为接收设备位置，dp曲线图原点为初始接收设备位置；取各d最小值的平均值d均，接收设备的移速u=nd均fs（单位为米/秒），其中20≤n≤50，记录各d值及dp曲线图作为标准值；
17、s205、检测时，以u为速度往复匀速移动接收设备，对该段目标导线各区域的发射板进行巡航监测。
18、优选地，s300的数据采集时间为接收设备匀速移动一个周期时间的整数倍。
19、优选地，s400的信号处理与分析如下：将巡航监测过程中采集到的各d值及dp曲线图，与标准值进行对比得δd，构造dpt三维曲线图（t为时间），取δd最大的p点位置，得出δdt；将各反射板的δd按顺序记录，得δdqt三维曲线图，其中q为各反射板的标记（等比例缩放在曲线图的横坐标中），即得导线动态舞动曲线，在运维平台的终端计算机上显示。
20、优选地，s600的报警与反馈过程如下：通过信号处理单元的差值计算器和差值放大器，并根据运维平台的历史数据库，设定各q点δd的阈值，如果三个以上反射板的δd在周期时间内的平均值超过阈值，则触发相应的报警机制，并发送警报通知相关人员或自动触发保护装置。
21、优选地，s700的数据分析与应用过程如下：通过实际反馈，对导线动态舞动曲线（即δdqt三维曲线图）进行修正，并绘制出安全区域（鼓形区域），当δd溢出半径为r的安全区域圆周时，即判定该反射板为异常情况。
22、进一步地，对反射板的异常情况进行分级：r＜δd≤110%r，为初级风险，需要进行数据核查和现场认证；110%r＜δd≤140%r，为中级风险，需要立即进行现场检修；140%r＜δd≤180%r，为高级风险，需要立即启动报警装置并疏散人员，设置隔离区进行检修；δd＞180%r，为终极风险，应考虑关闭变电站，进行停机检修。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
24、1.本专利技术利用可移动巡航的毫米波雷达系统对导线各段进行实时监测，并与标准值进行比对，构造δdqt三维曲线的导线动态舞动曲线，并形成安全区域及风险分级机制，可直观快速判定导线舞动的风险及风险级别，该监测方法适应力强，对于天气、光照以及物品表面特性的影响较小，在一定程度上可克服环境干扰；
25、2.本专利技术可实现对监测导线的高速测量与精准测量，毫米波雷达可以以高频率对被测导线进行扫描，从而实现对导线舞动形态快速变化的捕捉和监测；毫米波雷达工作频段在30ghz~300ghz之间，可提供更高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法，其特征在于，所述S100的安装过程如下：将反射板等距安装在需要监测的导线段上，将带有发射天线和发射器的发射设备和带有接收天线和接收器的接收设备置于中间位置发射设备的下方。
3.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法，其特征在于，所述S300的数据采集时间为接收设备匀速移动一个周期时间的整数倍。
4.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法，其特征在于，所述S400的信号处理与分析如下：将巡航监测过程中采集到的各d值及dp曲线图，与标准值进行对比得Δd，构造dpt三维曲线图，取Δd最大的p点位置，得出Δdt；将各反射板的Δd按顺序记录，得Δdqt三维曲线图，其中q为各反射板的标记，即得导线动态舞动曲线，在运维平台的终端计算机上显示。
5.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法，其特征在于，所述S600的报警与反馈过程如下：通过信号处理
6.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法，其特征在于，所述S700的数据分析与应用过程如下：通过实际反馈，对导线动态舞动曲线进行修正，并绘制出安全区域，当Δd溢出半径为r的安全区域圆周时，即判定该反射板为异常情况。
7.根据权利要求6所述的基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法，其特征在于，对反射板的异常情况进行分级：r＜Δd≤110%r，为初级风险，需要进行数据核查和现场认证；110%r＜Δd≤140%r，为中级风险，需要立即进行现场检修；140%r＜Δd≤180%r，为高级风险，需要立即启动报警装置并疏散人员，设置隔离区进行检修；Δd＞180%r，为终极风险，应考虑关闭变电站，进行停机检修。
...【技术特征摘要】
1.基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法，其特征在于，所述s100的安装过程如下：将反射板等距安装在需要监测的导线段上，将带有发射天线和发射器的发射设备和带有接收天线和接收器的接收设备置于中间位置发射设备的下方。
3.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法，其特征在于，所述s300的数据采集时间为接收设备匀速移动一个周期时间的整数倍。
4.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的输电线路导线舞动监测方法，其特征在于，所述s400的信号处理与分析如下：将巡航监测过程中采集到的各d值及dp曲线图，与标准值进行对比得δd，构造dpt三维曲线图，取δd最大的p点位置，得出δdt；将各反射板的δd按顺序记录，得δdqt三维曲线图，其中q为各反射板的标记，即得导线动态舞动曲线，在运维平台的终端计算机上显示。
5.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的输电线路导线舞...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁斐，吴俊华，陈天羽，
申请(专利权)人：江苏讯汇科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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