基于高压电线杆的线路异常检测系统及其异常点检测方法与流程

本申请涉及高压电线杆，具体而言，涉及一种基于高压电线杆的线路异常检测系统及其异常点检测方法。

背景技术：

1、线路异常点检测是电力公司需要花费大量人力物力进行检测的一项工作。主要是排查每个高压电线杆之间的线路中是否存在断裂的现象；如果，线路存在断裂情况，不仅仅是会导致用户断电，还容易在断裂部分产生电火花，从而引起火灾。为此供电公司需要花费大量人力来排查线路异常点。

2、现有的异常点检测都是通过人工排查的方式，这种排查方式难度很高；需要采用无人机到野外进行探测，但是无人机只能够发现线路表面的裂痕，无法发现内部的列横，并且探测过程也容易受到线路表面污物的影响。

3、综上所述：目前市面上缺乏一种能够准确判断是否存在线路异常点的基于高压电线杆的线路异常检测系统及其异常点检测方法。

技术实现思路

1、本申请的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本申请的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

2、为了解决以上背景技术部分提到的技术问题，本申请的一些实施例提供了一种基于高压电线杆的线路异常检测系统，包括：起始节点、终点节点、第一换能器，以及第二换能器；

3、起始节点和终点节点之间的通过输电线路连接，每根连接起始节点和终点节点的输电线路的起始端和结束端都分别布置有第一换能器和第二换能器；

4、第一换能器设置在起始节点上，位于输电线路的起始端，第二换能器设置终点节点上，位于输电线路的结束端；第一换能器和第二换能器周期性的相互发送超声波信号；

5、检测第一换能器和第二换能器接收到的超声波信号，当接收到的超声波信号强度小于预设阈值时，则发出警报，表明该条输电线路存在异常状况。

6、本申请通过在输电线路的起始端和结束端分别放置了换能器，然后两个换能器互相发送超声波信号，从而能够对输电线路进行检测。如果，输电线路出现断点、裂缝，则超声波信号就会出现异常的衰减现象，进而第一换能器和第二换能器接收到的超声波信号，则会降低至预设阈值的下方，从而及时的发出预警。

7、进一步的，预设阈值为第一换能器和第二换能器在每次发射相同的超声波信号的强度下，第一换能器和第二换能器接收到的信号强度的平均数与预设比例α的乘积。

8、预设阈值设置为和超声波信号的强度相关，能够最大限度的便面线路老化、热胀冷缩等现象，对于预设阈值的影响。例如，在高温环境下和低温环境下，输电线路对于超声波的衰减率不一样，相应的预设阈值就应当设置不同。而本申请是根据超声波信号的信号强度来控制预设阈值，所在气温高的夏天，输电线路的衰减率变高之后，相应的超声波信号的平均值就会降低，而预设阈值也会相应的降低。

9、进一步的，预设比例α＜0.8。

10、进一步的，第一换能器与起始节点信号连接，第二换能器和终点节点信号连接。

11、终点节点和起始节点之间存在信号连接，并且终点节点和起始节点都内置有mcu，所以第一换能器和第二换能器分别和起始节点、终点节点信号连接，也能够同步配合工作。

12、进一步的，第一换能器包括振动源和信号连接器，振动源和信号连接器信号连接，振动源用于产生振动，以输出超声波信号，信号连接器用于控制振动源，以产生所需强度的超声波信号，信号连接器连接至终点节点或者起始节点。

13、进一步的，第一换能器上设置有通孔，输电线路穿过通孔，通孔内设置有绝缘材料，以使得输电线路可以和第一换能器的信号连接器相互接触。

14、输电线路穿过通孔，能够使得第一换能器均匀的给输电线路传递超声波信号，或者接收输电线路上的超声波信号。

15、作为本申请的第二个方面，提供了一种异常点检测方法，应用于前述的基于高压电线杆的线路异常检测系统中，其特征在于：包括如下步骤：

16、步骤1：第一换能器以时间间隔t1，周期性的向第二换能器发送强度为a的超声波信号，第二换能器接收第一换能器发送的超声波信号，并计算接收到的超声波信号的信号强度的平均值a’；

17、步骤2：第二换能器以时间间隔t2，周期性的向第一换能器发送强度为b的超声波信号，第一换能器接收第二换能器发送的超声波信号，并计算接收到的超声波信号的信号强度的平均值b’；

18、步骤3：预设比例α，当第一换能器接收的超声波信号的信号强度小于αb’；或者，第二换能器接收的超声波信号的信号强度小于αa’时，起始节点向服务器发送第一换能器和第二换能器所在线路出现异常接入点的警报信息；

19、步骤4：当第一换能器接收的超声波信号的信号强度小于αb’；或者，第二换能器接收的超声波信号的信号强度小于αa’时，起始节点控制第一超声波和第二超声波分别作为信号源，发送一次信号，以计算出异常接入点的位置。

20、本申请通过让第一换能器和第二换能器分别作为发送信号和接收信号，能够更加精准的对检测点进行检测，保证对比检测的准确性。加入，固定是由第一换能器发送信号，第二换能器接收信号，当异常点靠近第二换能器时，因为超声波信号在输电线路上已经经过了很严重的衰减，再在异常点衰减时，因为异常点的衰减就不明显，而第一换能器和第二换能器都作为信号源，就可以避免该问题。

21、进一步的，步骤4包括如下步骤：

22、步骤41：计算输电线路未接入异常检测点之前的正向衰减率a，a＝(a-a’)/l；

23、步骤42：计算输电线路未接入异常异常检测点之前的反向衰减率a’，a’＝(b-b’)/l；

24、步骤43：在发现异常接入点之后，第一换能器发送强度为a的超声波信号，第二换能器接收到强度为c的超声波信号，则得到等式1，等式1为：

25、c＝(a-ax1)β-ax2，

26、其中，x1+x2＝l，x1为第一换能器距离异常接入点的距离，x2为第二换能器距离异常接入点的距离，β为异常接入点对于超声波信号的衰减率；

27、步骤44：在发现异常接入点之后，第二换能器发送强度为a的超声波信号，第二换能器接收到强度为d的超声波信号，则得到等式2，等式1为：

28、d＝(a-a’x2)β-a’x1；

29、联立等式1、等式2以及x1+x2＝l，计算x1、x2以及β的值，并将x1、x2发送给服务器。

30、本申请通过联立等式1和等式2，可以大致的推断出异常点的位置，从而减少排查时的难度，增加了排查的工作效率。

31、进一步的，当衰减率大于50％时，向服务器发送线路存在断裂风险的信号；

32、当衰减率小于50％时，向服务器发送线路存在断裂点的信号。

33、通过计算得到衰减率，能够判断出断裂点还是异常接线，使得巡检人员能够携带相对应的工具。

技术特征：

1.一种基于高压电线杆的线路异常检测系统，包括：起始节点、终点节点、第一换能器，以及第二换能器；起始节点和终点节点之间的通过输电线路连接；

2.根据权利要求1所述的基于高压电线杆的线路异常检测系统，其特征在于：预设阈值为第一换能器和第二换能器在每次发射相同的超声波信号的强度下，第一换能器和第二换能器接收到的信号强度的平均数与预设比例α的乘积。

3.根据权利要求2所述的基于高压电线杆的线路异常检测系统，其特征在于：预设比例α＜0.8。

4.根据权利要求1所述的基于高压电线杆的线路异常检测系统，其特征在于：第一换能器与起始节点信号连接，第二换能器和终点节点信号连接；第一换能器和第二换能器分别设置在输电线路的起始端和结束端。

5.根据权利要求1所述的基于高压电线杆的线路异常检测系统，其特征在于：第一换能器和第二换能器与起始节点或者终点节点信号连接，第一换能器和第二换能器均位于输电线路的起始端或者结束端。

6.根据权利要求5所述的基于高压电线杆的线路异常检测系统，其特征在于：第一换能器和第二换能器周期性的发送不同强度的超声波信号，并根据监测接收到的超声波信号，判断是否存在异常接入点。

7.一种异常点检测方法，应用于权利要求1～6中任一项所述的基于高压电线杆的线路异常检测系统中，其特征在于：包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的基于高压电线杆的线路异常检测系统，其特征在于：步骤4包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的基于高压电线杆的线路异常检测系统，其特征在于：当衰减率大于50％时，向服务器发送线路存在断裂风险的信号；

技术总结
本申请公开了一种基于高压电线杆的线路异常检测系统及其异常点检测方法，一种基于高压电线杆的线路异常检测系统，包括：起始节点、终点节点、第一换能器，以及第二换能器；第一换能器设置在起始节点上，位于输电线路的起始端，第二换能器设置终点节点上，位于输电线路的结束端；第一换能器和第二换能器周期性的相互发送超声波信号；检测第一换能器和第二换能器接收到的超声波信号，当接收到的超声波信号强度小于预设阈值时，则发出警报，表明该条输电线路存在异常状况。本申请提供了一种能够准确判断是否存在线路异常点的基于高压电线杆的线路异常检测系统及其异常点检测方法。

技术研发人员：申国颜
受保护的技术使用者：江西谨程电力设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/12