[發(fā)明專利]一種無線電波測距技術電力設備故障搜索方法

有效

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• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115134222B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設計）人: 張軍
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)甘肅省電力公司經(jīng)濟技術研究院;國網(wǎng)甘肅省電力公司
• 主分類號: H04L41/0677
• 分類號: H04L41/0677;H04W24/04;H04W84/18;G06Q50/06;G01S11/02;G01R31/00
• 代理公司: 北京深川專利代理事務所(普通合伙) 16058
• 代理人: 李娜

本發(fā)明公開一種無線電波測距技術電力設備故障搜索方法，涉及電力設備故障搜索技術領域，解決的技術問題是無法精確的對電力設備故障點進行測距定位。采用的方法是：在電力設備區(qū)域內(nèi)不同位置設置無線傳感器作為錨節(jié)點，采用基于錨節(jié)點的接收信號強度指示測距和雙程測距融合測距的故障定位算法確定電力設備故障點位置，當錨節(jié)點接收到故障點信號并通過RSSI計算距離值；當距離值小于10m時，記錄通過RSSI所測量出的距離值；當距離值大于等于10m小于通信半徑R時，采用TWR測距算法測量故障點距離值并記錄下來。本發(fā)明提高了電力設備故障點定位的準確性。

技術領域

本發(fā)明涉及電力設備故障搜索方法，具體涉及一種無線電波測距技術電力設備故障搜索方法。

背景技術

電力設備是保證配電網(wǎng)正常運行的重要部分，這些設備在運行過程中，一旦出現(xiàn)故障問題，直接影響電力電網(wǎng)的安全，嚴重時，出現(xiàn)電氣火災或者危及生命安全。尤其在高壓開關柜中，當其內(nèi)設置的一二次隔離開關、電壓互感器、電流互感器、耦合器、絕緣子等部件出現(xiàn)故障時，將直接造成無法估計的嚴重后果，因此就需要及時對電力設備進行故障搜索測距定位。

現(xiàn)有技術在電力設備故障搜索測距定位方面，仍存在許多不足。基于到達時間（Time of Arrival，簡稱TOA）的測距定位技術原理是在無線傳感器網(wǎng)絡中通過給傳感器節(jié)點配備紅外線等測量儀器，利用信號的傳播速度和節(jié)點信號發(fā)射端到接收端的傳播數(shù)據(jù)的乘積，求出節(jié)點發(fā)送端到接收端的距離值，TOA方法簡單，但是對硬件系統(tǒng)有較高的要求，并且容易受時鐘誤差的影響，影響測量距離準確性；基于錨節(jié)點的接收信號強度指示測距（Received Signal Strength Indication，簡稱RSSI）的測距定位技術通過計算從錨節(jié)點開始發(fā)送信號，到未知節(jié)點收到信號之間信號可能產(chǎn)生的損耗值，再利用計算出來的損耗值，將其換算成已知節(jié)點到未知節(jié)點的距離，本方法低成本，容易實現(xiàn)，但是容易受環(huán)境等因素的限制，結果波動大，穩(wěn)定性差。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術的不足，本發(fā)明公開一種無線電波測距技術電力設備故障搜索方法，能夠通過無線電波技術對電力設備故障進行搜索測距定位。

為了實現(xiàn)上述技術效果，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種無線電波測距技術電力設備故障搜索方法，包括以下步驟：

步驟一：在電力設備區(qū)域內(nèi)不同位置設置無線傳感器建立無線傳感器網(wǎng)絡，并把傳感器作為錨節(jié)點，采用基于錨節(jié)點的接收信號強度指示測距（Received SignalStrength Indication，簡稱RSSI）和雙程測距（Two-Way Ranging，簡稱TWR）融合測距的故障定位算法確定電力設備故障點位置；

步驟二：錨節(jié)點接收到故障點信號并通過RSSI計算距離值；

步驟三：當距離值小于10m時，記錄通過RSSI所測量出的距離值；

步驟四：當距離值大于等于10m小于通信半徑R時，采用TWR測距算法測量故障點距離值并記錄下來。

所述基于錨節(jié)點的RSSI和TWR融合測距的故障定位算法具體流程如下：

在電力設備檢測區(qū)域內(nèi)，隨機部署n個無線傳感器建立可以覆蓋電力設備檢測區(qū)域的無線傳感器網(wǎng)絡，無線傳感器錨節(jié)點表示為，其中，規(guī)定電力設備檢測區(qū)域內(nèi)的無線傳感器都具有相同的通信半徑R；當電力設備發(fā)生故障時，無線傳感器進行發(fā)送無線電波，此時先采用RSSI測距算法對故障點進行距離測量，當故障點在錨節(jié)點通信范圍內(nèi)并且與錨節(jié)點的距離小于10m時，記錄該距離值；無線電波信號在空氣中傳播的過程由于傳播距離的變化，接收到的無線電波信號會有不同程度的衰減，RSSI無線電波信號衰減與傳播距離之間的關系可以表示為：

（1）