[发明专利]一种配网不停电作业毫米波距离监测装置及其监测方法

说明书

本发明提出了一种配网不停电作业毫米波距离监测装置及其监测方法，该装置包括壳体，设于壳体内部的控制板、供电模块和收发天线，控制板包括依次相连的混频器、低通滤波器、AD采样模块和处理器，及与混频器相连的波形发生器，和与处理器相连的通信模块，收发天线包括发射天线阵列和接收天线阵列，发射天线阵列与波形发生器相连，接收天线阵列与混频器相连，收发天线用于向目标发射毫米波，并接收目标反射回波，供电模块与控制板相连，用于供电，通信模块连接有报警器，用于响应报警通知。本发明能够识别并判断出人体双臂和头部是否处于安全距离线之外，而且可以通过记录移动速度和目标距离的超限次数，规范人员操作行为。

技术领域

本发明涉及毫米波雷达技术领域，具体而言，涉及一种配网不停电作业毫米波距离监测装置及其监测方法。

背景技术

针对架空线路的不停电作业是指由现场操作人员乘坐绝缘绝缘斗的绝缘斗在空中运动到架空线路附近,对架空的通电线缆进行维修等作业。其特点为作业过程中无需停电，不影响用户的供电可靠性，且作业时间灵活，可实现全天候方式作业。

在架空线作业过程中，作业人员穿戴绝缘防护用具后，随绝缘斗上升至合适高度，随后使用绝缘杆对作业区域附近的带电体开展带电作业。在绝缘杆作业法中，绝缘杆为相地之间主绝缘，绝缘防护用具为辅助绝缘。依据国家标准GB/T18857-2019《配电线路带电作业技术导则》规定，在配电线路上采用绝缘杆作业法时，问人体与带电体的最小安全距离(不包括人体活动范围)应符合表1的规定，即在3000m海拔高度内，10kV作业中最小安全距离应不小于0.4m；1000m海拔高度内，20kV作业中最小安全距离应不小于0.5m。

目前，在现有实际作业过程中都是在地面上配备专门的观察指挥人员，通过人力肉眼观测和判断作业人员及其乘用绝缘斗运动的位置区域，无法实时准确掌握具体不停电作业位置的区域范围，更无法判断操作人员上肢与带电体的距离，从而无法保证作业人员及其乘用绝缘斗处于安全区域内，使不停电作业存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配网不停电作业毫米波距离监测装置及其监测方法，解决了现有技术中无法准确判断操作人员上肢与带电体距离的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种配网不停电作业毫米波距离监测装置，可拆卸安装于三相线缆上，包括壳体，设于所述壳体内部的控制板、供电模块和收发天线，所述控制板包括依次相连的混频器、低通滤波器、AD采样模块和处理器，及与所述混频器相连的波形发生器，和与所述处理器相连的通信模块，所述收发天线包括发射天线阵列和接收天线阵列，所述发射天线阵列与波形发生器相连，所述接收天线阵列与混频器相连，所述收发天线用于向目标发射毫米波，并接收目标反射回波，所述供电模块与控制板相连，用于供电，所述通信模块连接有报警器，用于响应报警通知。

作为优选方案，所述目标包括设于人体双臂和头部的目标A、B和C，所述目标A、B和C采用不同反射率材料制成。

作为优选方案，所述监测装置与三相线缆之间的连接方式为卡扣式、缠绕式或夹持式。

本发明还提供了一种如上任一项所述的配网不停电作业毫米波距离监测装置的监测方法，包括如下步骤：利用绝缘操作杆将监测装置安装于三相线缆上，并调整监测装置处于水平状态；向三相线缆下方发射线性调频连续毫米波，并实时接收反射回波，所述反射回波包括人体回波信号、绝缘斗回波信号和环境回波信号；对所述反射回波进行预处理，并从中分离出人体回波信号；根据所述人体回波信号的波形特征，计算出目标距离和对应的回波方向角；根据所述目标距离和对应的回波方向角，获得目标与三相线缆之间的最短距离，若所述最短距离小于安全距离，则输出报警通知。

作为优选方案，所述对所述反射回波进行预处理，包括：采用混频器对所述反射回波进行混频，并经低通滤波器处理后获得中频信号；将所述中频信号进行AD采样，并进行逆傅里叶变换，获得时域信号；对所述时域信号依次进行数字滤波处理、空间多径干扰消除和空间噪声处理。