本发明专利技术公开了一种多导体架空线路电压非接触测量方法及装置，所述方法包括：获取架空线路中目标导体的差分电压信号；对差分电压信号进行三相电压解耦得到感应电压子信号；对感应电压子信号进行处理，得到架空线路中目标导体的电压。本发明专利技术依赖于多个感应节点，通过电场耦合得到多个感应信号，其每个感应节点的电压传感器形成阵列，传感器阵列按弧形分布，结构简单，易于操作；通过三相解耦方法解决线路串扰问题，适用于多导体架空线路测量；其电压传感器用差分探头的共模抑制作用消除了由测量电路本身引起的对地的潜在误差和测量过程中的其他误差。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电压测量，尤其涉及一种多导体架空线路电压非接触测量方法及装置。
技术介绍
1、通过破坏电网线缆的绝缘层，以实现传统的电网电压接触式测量系统及所依赖的测量装置的安装，以便测量装置或电网电压接触式测量系统进行电压测量。在一些不能或者不方便破坏绝缘层的测量点则通过电压非接触测量装置进行电压测量。目前非接触电压测量的研究主要包含传统的电压互感器、电子式电压互感器、电容耦合分压式电压传感器，以及电致发光效应的光学电压传感器等。电压互感器将线路电压降低至适合测量表计测量的范围内，从互感器二次侧获得电压信息。然而，传统的电压互感器存在体积大、绝缘结构复杂、价格昂贵及不易安装等缺点，这无疑限制了其应用场景。电容耦合式非接触电压传感器，其原理是导体和地面之间形成电容网络，通过电容分压求解未知电压，但其输出受到测量电路和传感器各种寄生参数的影响。光学电压互感器内部不具有铁芯和绕组，不存在铁磁谐振和铁芯饱和，体积小巧，测量的动态范围大，频带范围宽。随着材料和制作工艺的不断改进，其在智能电网的自动化和数字化发展中有着重要作用和巨大潜力，但同时也有着一些缺点：受温度影响大，长时间运行时可靠性低，晶体受到电磁场环境和外界因素影响会发生折射率变化等。
2、目前，针对电网内的单相线路的电压非接触测量方法已经趋于成熟，虽然能满足多数电压测量需求的测量方法。但在多导体架空线路的复杂环境中，因不同相导体之间会形成串扰，使电压测量难度增大，传统的电压非接触测量方法一般不能满足这样的测试要求。所以需要一种能够适用于到导体架空线路的解耦测量方法</p>
技术实现思路
1、本专利技术目的在于克服现有技术的不足，提高理论深度，提供一种架空线路电压非接触测量方法及装置，通过多个感应节点感应待测架空线路周围空间所产生的电场强度，以此获取多个与待测线路自身对地电位相关的感应电压信号，通过三相解耦得到每一相线路所对应得感应电压子信号，得到多个关于待测架空线路三相电压及未知位置参数的非线性代数方程，以迭代法求解非线性方程组得到待测架空线路每一相的对地电压信号，完成架空线路电压的非接触测量。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种多导体架空线路电压非接触测量方法，所述方法包括：
4、获取架空线路中目标导体的差分电压信号；
5、对差分电压信号进行三相电压解耦得到感应电压子信号；
6、对感应电压子信号进行处理，得到架空线路中目标导体的电压。
7、进一步地，所述获取架空线路中目标导体的差分电压信号包括：
8、通过架空线路中目标导体周边的差分式双探针电压传感器，获取架空线路中目标导体的差分电压信号；其中，差分式双探针电压传感器的数量n个n≥3；
9、所述差分式双探针电压传感器呈弧形分布阵列。
10、进一步地，所述对差分电压信号进行三相感应电压解耦得到感应电压子信号，包括：
11、随机选取三个传感器并确定其所得3个差分电压信号的幅值与相位；
12、对确定复制和相位后的差分电压信号进行三相电压解耦得到感应电压子信号。
13、进一步地，基于架空线路中目标导体半径r0，传感器差分探头间距d1，传感器感应节点与接地层之间的距离d2，空气的介电常数ε0，传感器弧形阵列所在圆半径r，架空线路中目标导体与第i个传感器所在感应节点的距离r目标ii＝1，2，3，架空线路中目标导体所对应的感应电压子信号u目标i，以及目标导体与第i个传感器所在感应节点的距离r目标i与第i个传感器方向上传感阵列所在圆半径连线的夹角θ目标i建立与所述架空线路中目标导体的电压的关联关系；
14、基于所述关联关系确定所述架空线路中目标导体的电压。
15、进一步地，所述关联关系为：
16、
17、进一步地，cosθ目标i的计算公式：
18、cosθ目标i＝(-x目标2-y目标2+r目标i2+r2)/(2rr目标i)
19、式中，x目标表示目标导体轴心的横坐标，y目标表示目标导体轴心的纵坐标；
20、所述r目标i表示为：
21、
22、
23、
24、式中，θ为传感器之间夹角；
25、u目标i的计算公式：
26、
27、式中，u目标i表示架空线路中目标导体所对应的感应电压子信号，i＝1，2，…，n；ai、bi、ci为三相线路中目标导线分解电压子信号幅值的比例系数。
28、进一步地，所述方法还包括，
29、重复一次或多次随机选取并确定3组差分电压信号的相位；
30、对确定相位后的差分电压信号进行三相电压解耦得到感应电压子信号；
31、对感应电压子信号进行处理，得到多组架空线路中目标导体的电压；
32、对多组架空线路中目标导体的电压求平均值，确定架空线路中目标导体的电压。
33、本专利技术还提供了一种多导体架空线路电压非接触测量装置，所述装置包括：n个差分式双探针电压传感器，n≥3、电压解耦单元和信号处理单元；其中，
34、所述差分式双探针电压传感器呈弧形分布阵列，用于获取架空线路中目标导体的差分电压信号；
35、电压解耦单元，用于对差分电压信号进行三相电压解耦得到感应电压子信号；
36、信号处理单元，用于对感应电压子信号进行处理，得到架空线路中目标导体的电压。
37、进一步地，所述电压解耦单元所执行的步骤，包括：
38、随机选取并确定3组差分电压信号的相位；
39、对确定相位后的差分电压信号进行三相电压解耦得到感应电压子信号。
40、进一步地，所述架空线路中目标导体的电压的计算公式为：
41、
42、其中，r0表示架空线路中目标导体半径，d1表示传感器差分探头间距，d2表示传感器感应节点与接地层之间的距离，ε0表示空气的介电常数，r表示传感器弧形阵列所在圆半径，r目标i表示架空线路中目标导体与第i个传感器所在感应节点的距离i＝1，2，…，n，u目标i表示架空线路中目标导体所对应的感应电压子信号，θ目标i表示目标导体到第i个传感器所在感应节点的距离与第i个传感器方向上所在圆半径的夹角。
43、本专利技术的技术效果和优点：
44、(1)其依赖于多个感应节点，通过电场耦合得到多个感应信号，其每个感应节点的电压传感器形成阵列，传感器阵列按弧形分布，结构简单，易于操作；
45、(2)其可通过三相解耦方法解决线路串扰问题，适用于多导体架空线路测量；
46、(3)其电压传感器用差分探头的共模抑制作用消除了由测量电路本身引起的对地的潜在误差和测量过程中的其他误差；
47、(4)电压测量时可以通过n个感应节点(一个传感器对应一个感应节点)同时得到n个差分感应电压信号，通过三相感应电压解耦本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种多导体架空线路电压非接触测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种多导体架空线路电压非接触测量方法，其特征在于，所述获取架空线路中目标导体的差分电压信号包括：
3.根据权利要求2所述的一种多导体架空线路电压非接触测量方法，其特征在于，所述对差分电压信号进行三相感应电压解耦得到感应电压子信号，包括：
4.根据权利要求3所述的一种多导体架空线路电压非接触测量方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的一种多导体架空线路电压非接触测量方法，其特征在于，所述关联关系为：
6.根据权利要求3所述的一种多导体架空线路电压非接触测量方法，其特征在于，所述方法还包括，
7.一种多导体架空线路电压非接触测量装置，其特征在于，所述装置包括：N个差分式双探针电压传感器，N≥3、电压解耦单元和信号处理单元；其中，
8.根据权利要求7所述的一种多导体架空线路电压非接触测量装置，其特征在于，所述电压解耦单元所执行的步骤，包括：
9.根据权利要求7所述的一种多导体架空线路电压非接触测量装置，其特征在于，所述架空线路中目标导体的电压的计算公式为：
10.一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，其特征在于，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述方法。
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【技术特征摘要】
1.一种多导体架空线路电压非接触测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种多导体架空线路电压非接触测量方法，其特征在于，所述获取架空线路中目标导体的差分电压信号包括：
3.根据权利要求2所述的一种多导体架空线路电压非接触测量方法，其特征在于，所述对差分电压信号进行三相感应电压解耦得到感应电压子信号，包括：
4.根据权利要求3所述的一种多导体架空线路电压非接触测量方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的一种多导体架空线路电压非接触测量方法，其特征在于，所述关联关系为：
6.根据权利要求3所述的一种多导体架...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶子阳，李坚，李福超，刘金璞，罗睿希，邢雁凯，刘苏婕，杜永永，周一飞，张光斗，井实，胡维昊，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：
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