[发明专利]基于快速成像的接地网故障监测方法与装置

说明书

基于快速成像的接地网故障监测方法与装置，其步骤包括：1、通过接地网下引线，向接地网注入恒幅异频电流；2、通过磁场采集装置，收集地表磁感应数据与位置数据，并发送到数据网关处；3、数据网关利用改进的小波变换算法，对电磁感应数据进行滤波处理得到滤波之后的电磁感应信号序列；4、生成电磁感应数据矩阵，并将其与对应的位置数据矩阵进行关联；5、绘制接地网磁感应强度分布立体图以展示接地网状况。本发明省略了复杂的数据建模过程与仿真环节，克服了传统方法中需要预先了解或假设接地网结构的问题。本发明公开的装置可以直接通过电磁感应数据的有无判断是否存在接地网导体，同时结合位置信息获得接地网拓扑结构。

技术领域

本发明涉及接地网监测技术领域，尤其涉及基于快速成像的接地网故障监测方法与装置。

背景技术

接地网是电力设施安全运行的重要保证，其接地性能一直受到生产运行部门的重视，能够快速准确的标定出故障及故障发生的位置，对于提升现场人员和设备安全性，具有重要的工程应用价值。国内通常采用的办法是对接地网进行定期的测量，在测量过程中，需要投入大量的人力物力，测试时间长、成本高，导致定期检测的时间间隔很长，不能够及时反应接地网的运行状况，严重威胁电力系统的安全运行和工作人员的人身安全。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供本发明提出了一种基于快速成像的接地网故障监测方法与装置，不依赖于接地网设计图纸，利用部署在接地网地表的信号采集装置，收集磁感应信息与位置信息，绘制信号强度分布立体图像，利用图像信息可以直观的发现故障，并定位故障发生位置，指导现场的维护工作。

本发明采用如下的技术方案：

基于快速成像的接地网故障监测方法，包括以下步骤：

步骤1：通过接地网下引线，向接地网注入恒幅异频电流；

步骤2：收集地表磁感应数据与位置数据，并发送到数据网关处；

步骤3：数据网关利用改进的小波变换算法，对电磁感应数据进行滤波处理得到滤波之后的电磁感应信号序列；

步骤4：使用步骤3生成的电磁感应信号序列生成电磁感应数据矩阵，并将其与对应的位置数据矩阵进行关联；

步骤5：利用步骤4的电磁感应数据矩阵与位置数据矩阵绘制接地网磁感应强度分布立体图以展示接地网状况。

在步骤1中，注入电流的优选幅值为10A-20A，频率需与工频不同。

在步骤2中，所述地表感应数据指在步骤1向接地网注入恒幅异频电流之后，在地表由该电流所激励产生的电磁感应数据，该数据中包含掺杂着的噪声信号；

位置数据为采集装置的位置数据，与采集的磁感应数据对应，其包括相对位置数据与绝对位置数据。

相对位置数据为根据所选参照物的相对位置，包括方向与距离，即角度与距离；利用接地网周边已有参照物将其设定为位置数据的原点，记录每个测量点与原点的相对位置数据；选用相对位置数据采集的场景为需要长期、固定点位的在线监测时；

绝对位置数据为直接记录地球坐标系下的物理坐标数据，可以是GPS定位数据；选用绝对位置数据采集的场景为当需要频繁移动设备时，或者周期性的巡查短期测量时。

步骤3中的改进的小波变换算法包括信号的分解与重构。

信号分解包括以下内容：

步骤301.1：选定高通滤波器g(n)与低通滤波器h(n)系数，令x(n)＝h(n)-ig(n)，其中，x(n)为高通滤波器与低通滤波器系数的差值，为一个复数序列；i表示虚数单位；

步骤301.2：利用快速傅里叶变换计算得x(n)的傅里叶变换：