CN111458573A - 导线电力参数测量方法、装置、系统和计算机设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种导线电力参数测量方法、装置、系统和计算机设备。该系统包括多个三轴传感器，多个三轴传感器至少包括第一三轴磁场传感器、第二三轴磁场传感器和三轴电场传感器，第一三轴磁场传感器、第二三轴磁场传感器和三轴电场传感器三者不共线围绕待测导线设置，且第一三轴磁场传感器与第二三轴磁场传感器的感应敏感面不同向；第一三轴磁场传感器用于获取待测导线在第一三轴磁场传感器位置处产生的第一磁感应强度；第二三轴磁场传感器用于获取待测导线在第二三轴磁场传感器位置处产生的第二磁感应强度；三轴电场传感器用于获取待测导线在三轴电场传感器位置处产生的电场强度。采用本系统能够提高导线电力参数测量精确度。

Description

导线电力参数测量方法、装置、系统和计算机设备

技术领域

本申请涉及导线检测技术领域，特别是涉及一种导线电力参数测量方法、装置、系统和计算机设备。

背景技术

随着电力系统的发展，出现了导线电力参数检测技术，以反映电力系统的运行状态。传统的导线电力参数检测技术中采用电流互感器和电压互感器对导线中的电流和电压进行测量，但电流互感器、电压互感器体积大、重量重，安装要求高，且基于互感原理的电流互感器和电压互感器对于测量导线中电流和电压的精确度较低。

近年来，随着传感芯片相关材料和制作工艺的进步，出现了利用单个单轴磁场传感器测量导线电流的方法，但是利用单轴磁场传感器测量电流时，需要预先获知该传感器与导线间的空间位置关系，即由该空间位置关系与测量的磁场强度，计算得到导线电流，因此，该磁场传感器安装难度大，一旦安装时磁场传感器与导线的空间位置关系有偏差，就会影响测量结果的准确性，且根据单轴磁场传感器也无法检测导线电压。

因此，如何对导线的电力参数进行准确检测，成为亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种导线电力参数测量方法、装置、系统和计算机设备。

一种导线电力参数测量方法，所述方法应用于导线电力参数测量系统，所述系统包括多个三轴传感器，所述多个三轴传感器至少包括第一三轴磁场传感器、第二三轴磁场传感器和三轴电场传感器，所述第一三轴磁场传感器、所述第二三轴磁场传感器和所述三轴电场传感器三者不共线围绕待测导线设置，且所述第一三轴磁场传感器与所述第二三轴磁场传感器的感应敏感面不同向，所述方法包括：

获取第一磁感应强度、第二磁感应强度、电场强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标和三轴电场传感器空间位置坐标，所述第一磁感应强度为所述待测导线在所述第一三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，所述第二磁感应强度为所述待测导线在所述第二三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，所述电场强度为所述待测导线在所述三轴电场传感器位置处产生的电场强度；

根据所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度、所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标、所述第二三轴磁场传感器空间位置坐标，得到所述待测导线的电流值和所述待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系，其中所述目标点为所述任意一个三轴传感器到所述待测导线的垂点；

根据所述电场强度、所述三轴电场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述待测导线电压值。

在其中一个实施例中，所述根据所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度、所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标、所述第二三轴磁场传感器空间位置坐标，得到所述待测导线的电流值和所述待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系，包括：

根据所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标及所述第一三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定所述第一三轴磁场传感器的第一法平面；

根据所述第二三轴磁场传感器空间位置坐标及所述第二三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定所述第二三轴磁场传感器的第二法平面；

根据所述第一法平面、所述第二法平面，得到所述待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系；

根据任意一个三轴磁场传感器的空间位置坐标、所述三轴磁场传感器的磁感应强度、所述空间距离关系及预设的比奥-萨伐尔定律得到所述待测导线的电流值。

在其中一个实施例中，所述任意一个三轴磁场传感器为第一三轴磁场传感器，所述根据任意一个三轴磁场传感器的空间位置坐标、所述三轴磁场传感器的磁感应强度、所述空间距离关系及预设的比奥-萨伐尔定律得到所述待测导线的电流值，包括：

根据所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述第一三轴磁场传感器到所述待测导线的空间距离；

根据所述空间距离、所述第一磁感应强度及预设的比奥-萨伐尔定律得到所述待测导线的电流值。

在其中一个实施例中，所述根据所述电场强度、所述三轴电场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述待测导线电压值，包括：

根据所述三轴电场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述三轴电场传感器到所述待测导线的空间距离；

根据所述空间距离、所述电场强度及预设的导线电压与空间电场对应关系算法，得到所述待测导线的电压值。

一种导线电力参数测量装置，所述装置应用于导线电力参数测量系统，所述系统包括多个三轴传感器，所述多个三轴传感器至少包括第一三轴磁场传感器、第二三轴磁场传感器和三轴电场传感器，所述第一三轴磁场传感器、所述第二三轴磁场传感器和所述三轴电场传感器三者不共线围绕待测导线设置，且所述第一三轴磁场传感器与所述第二三轴磁场传感器的感应敏感面不同向，所述装置包括：

获取模块，用于获取第一磁感应强度、第二磁感应强度、电场强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标和三轴电场传感器空间位置坐标，所述第一磁感应强度为所述待测导线在所述第一三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，所述第二磁感应强度为所述待测导线在所述第二三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，所述电场强度为所述待测导线在所述三轴电场传感器位置处产生的电场强度；

第一处理模块，用于根据所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度、所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标、所述第二三轴磁场传感器空间位置坐标，得到所述待测导线的电流值和所述待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系，其中所述目标点为所述任意一个三轴传感器到所述待测导线的垂点；

第二处理模块，用于根据所述电场强度、所述三轴电场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述待测导线电压值。

在其中一个实施例中，所述第一处理模块具体用于根据所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标及所述第一三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定所述第一三轴磁场传感器的第一法平面；

根据所述第二三轴磁场传感器空间位置坐标及所述第二三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定所述第二三轴磁场传感器的第二法平面；

根据所述第一法平面、所述第二法平面，得到所述待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系；

根据任意一个三轴磁场传感器的空间位置坐标、所述三轴磁场传感器的磁感应强度、所述空间距离关系及预设的比奥-萨伐尔定律得到所述待测导线的电流值。

在其中一个实施例中，所述第一处理模块具体用于根据所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述第一三轴磁场传感器到所述待测导线的空间距离；

根据所述空间距离、所述第一磁感应强度及预设的比奥-萨伐尔定律得到所述待测导线的电流值。

在其中一个实施例中，所述第二处理模块具体用于根据所述三轴电场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述三轴电场传感器到所述待测导线的空间距离；

根据所述空间距离、所述电场强度及预设的导线电压与空间电场对应关系算法，得到所述待测导线的电压值。

一种导线电力参数测量系统，所述系统包括多个三轴传感器，所述多个三轴传感器至少包括第一三轴磁场传感器、第二三轴磁场传感器和三轴电场传感器，所述第一三轴磁场传感器、所述第二三轴磁场传感器和所述三轴电场传感器三者不共线围绕待测导线设置，且所述第一三轴磁场传感器与所述第二三轴磁场传感器的感应敏感面不同向；

所述第一三轴磁场传感器用于获取所述待测导线在所述第一三轴磁场传感器位置处产生的第一磁感应强度；

所述第二三轴磁场传感器用于获取所述待测导线在所述第二三轴磁场传感器位置处产生的第二磁感应强度；

所述三轴电场传感器用于获取所述待测导线在所述三轴电场传感器位置处产生的电场强度。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取第一磁感应强度、第二磁感应强度、电场强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标和三轴电场传感器空间位置坐标，所述第一磁感应强度为所述待测导线在所述第一三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，所述第二磁感应强度为所述待测导线在所述第二三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，所述电场强度为所述待测导线在所述三轴电场传感器位置处产生的电场强度；

根据所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度、所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标、所述第二三轴磁场传感器空间位置坐标，得到所述待测导线的电流值和所述待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系，其中所述目标点为所述任意一个三轴传感器到所述待测导线的垂点；

根据所述电场强度、所述三轴电场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述待测导线电压值。

上述导线电力参数测量方法、装置、系统和计算机设备，通过计算机设备获取第一磁感应强度、第二磁感应强度、电场强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标和三轴电场传感器空间位置坐标，其中，第一磁感应强度为待测导线在第一三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，第二磁感应强度为待测导线在第二三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，电场强度为待测导线在三轴电场传感器位置处产生的电场强度；然后，计算机设备根据第一磁感应强度、第二磁感应强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标，得到待测导线的电流值和待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系，其中，目标点为任意一个三轴传感器到待测导线的垂点；最后，计算机设备根据电场强度、三轴电场传感器空间位置坐标和空间距离关系，得到待测导线电压值。通过上述方法、装置、系统和计算机设备，可以在无法确定传感器与待测导线的空间位置关系的情况下，得到导线电力参数的准确结果，即导线的电流、电压测量结果不受各三轴传感器与待测导线的空间距离参量值的影响，以降低传感器设备的安装难度，提高了导线电力参数的测量准确性。

附图说明

图1为一个实施例中导线电力参数测量方法的应用环境图；

图2为一个实施例中导线电力参数测量方法的流程示意图；

图3为一个实施例中确定目标点与三轴传感器空间距离关系步骤流程图；

图4为另一个实施例中测量待测导线电压值方法的流程示意图；

图5为一个实施例中导线电力参数测量装置的结构框图；

图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的导线电力参数测量方法，可以应用于如图1所示的导线电力参数测量系统100中。该导线电力参数测量系统100包括多个三轴传感器，其中，多个三轴传感器至少包括第一三轴磁场传感器110、第二三轴磁场传感器120和三轴电场传感器130，第一三轴磁场传感器110、第二三轴磁场传感器120和三轴电场传感器130三者不共线围绕待测导线200设置，且第一三轴磁场传感器110与第二三轴磁场传感器120的感应敏感面不同向。通过该导线电力参数测量系统，可以在无法确定传感器与待测导线的空间位置关系的情况下，得到导线电力参数的准确结果，以降低传感器设备的安装难度，提高了导线电力参数的测量准确性。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种导线电力参数测量方法，以该方法应用于导线电力参数测量系统为例进行说明，包括以下步骤：

步骤201，获取第一磁感应强度、第二磁感应强度、电场强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标和三轴电场传感器空间位置坐标，第一磁感应强度为待测导线在第一三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，第二磁感应强度为待测导线在第二三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，电场强度为待测导线在三轴电场传感器位置处产生的电场强度。

在实施中，待测导线在第一三轴磁场传感器、第二三轴磁场传感器所在位置处会产生磁感应强度，分别为第一磁感应强度和第二磁感应强度；待测导线在三轴电场传感器所在位置处会产生电场强度。并且第一三轴磁场传感器、第二三轴磁场传感器和三轴电场传感器具有各自的空间位置，其空间位置可以表示为根据基准坐标系得到的空间位置坐标。

具体的，由于第一三轴磁场传感器、第二三轴磁场传感器和三轴电场传感器的感应敏感面分别包括三个感应敏感方向，故第一磁感应强度、第二磁感应强度分别为具有三个方向上磁感应强度的第一磁感应强度向量和第二磁感应强度向量；电场强度为具有三个方向电场强度的电场强度向量。进而，计算机设备可以获取到第一磁感应强度、第二磁感应强度、电场强度、第一三轴磁场传感器的空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标和三轴电场传感器空间位置坐标。

步骤202，根据第一磁感应强度、第二磁感应强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标，得到待测导线的电流值和待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系，其中目标点为任意一个三轴传感器到待测导线的垂点。

在实施中，任意一个三轴传感器与待测导线的水平垂线在待测导线上均具有垂点，计算机设备将该垂点定义为目标点。然后，计算机设备可以根据第一磁感应强度、第二磁感应强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标，得到待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系，进而得到待测导线的电流值。

步骤203，根据电场强度、三轴电场传感器空间位置坐标和空间距离关系，得到待测导线电压值。

在实施中，计算机设备根据电场强度、三轴电场传感器的空间位置坐标和待测导线上的目标点与对应的任意一个三轴传感器的空间距离关系，得到待测导线的电压值。

上述导线电力参数测量方法中，计算机设备获取第一磁感应强度、第二磁感应强度、电场强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标和三轴电场传感器空间位置坐标；然后，计算机设备根据第一磁感应强度、第二磁感应强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标，得到待测导线的电流值和待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系，最后，计算机设备根据电场强度、三轴电场传感器空间位置坐标和空间距离关系，得到待测导线电压值，通过该导线电力参数测量方法，可以在无法确定传感器与待测导线的空间位置关系的情况下，得到导线电力参数的准确结果，即导线的电流、电压测量结果不受各三轴传感器与待测导线的空间距离参量值的影响，以降低传感器设备的安装难度，提高了导线电力参数的测量准确性。

在一个实施例中，如图3所示，步骤202包括的具体处理过程如下所示：

步骤2021，根据第一三轴磁场传感器空间位置坐标及第一三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定第一三轴磁场传感器的第一法平面。

在实施中，计算机设备根据第一三轴磁场传感器的空间位置坐标及第一三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定第一三轴磁场传感器的第一法平面。具体的，第一三轴磁场传感器所处位置为P点，其空间位置坐标为P(x₁,y₁,z₁)，第一三轴磁场传感器对应的三个测量方向分别为m₁,n₁,p₁，计算机设备根据P(x₁,y₁,z₁)和m₁,n₁,p₁结合预设的法平面算法，可以得到第一三轴磁场传感器感应敏感面对应的第一法平面s₁，具体的法平面计算公式如下所示：

m₁·(x-x₁)+n₁·(y-y₁)+p₁·(z-z₁)＝0 (1)

其中，x,y,z分别表示第一法平面上任意一点的横坐标、纵坐标和竖坐标。

可选的，待测导线在该位置坐标点P(x₁,y₁,z₁)处产生的第一磁感应强度为

(简称为B₁)，其中，B_1x,B_1y,B_1z分别为待测导线在第一三轴磁场传感器对应的三个感应敏感方向(即三个测量方向)上产生的磁感应强度，且由于第一三轴磁场传感器在坐标点P(x₁,y₁,z₁)处对应的三个测量方向是固定的，因此，三个测量方向间的比例关系是固定的，进而确定第一法平面所需的三个测量方向数据值可以等同于对应的三个方向上的磁感应强度，无需进一步测量，即m₁＝B_1x,n₁＝B_1y,p₁＝B_1z。

步骤2022，根据第二三轴磁场传感器空间位置坐标及第二三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定第二三轴磁场传感器的第二法平面。

在实施中，计算机设备根据第二三轴磁场传感器空间位置坐标及第二三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定第二三轴磁场传感器的第二法平面。具体的，第二三轴磁场传感器所处位置为Q点，其空间位置坐标为Q(x₂,y₂,z₂)，第二三轴磁场传感器对应的三个测量方向分别为m₂,n₂,p₂，计算机设备根据Q(x₂,y₂,z₂)和m₂,n₂,p₂结合预设的法平面算法，确定第二三轴磁场传感器感应敏感面对应的第二法平面s₂，具体的法平面计算公式如下所示：

m₂·(x-x₂)+n₂·(y-y₂)+p₂·(z-z₂)＝0 (2)

其中，x,y,z分别表示第二法平面上任意一点的横坐标、纵坐标和竖坐标。

可选的，待测导线在该位置坐标点Q(x₁,y₁,z₁)处产生的第二磁感应强度为

(简称为B₂)，其中，B_2x,B_2y,B_2z分别为待测导线在第二三轴磁场传感器对应的三个感应敏感方向(即三个测量方向)上产生的磁感应强度，与第一法平面方法类似，确定第二法平面s₂所需的三个测量方向数据也可以由对应的第二三轴磁场传感器三个方向上的磁感应强度B_2x,B_2y,B_2z来代替，本实施例不再赘述。

步骤2023，根据第一法平面、第二法平面，得到待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系。

在实施中，计算机设备根据确定出的第一法平面、第二法平面，得到待测导线上的目标点与任意一个三轴磁场传感器的空间距离关系。其中，目标点为为任意一个三轴传感器到待测导线的垂点。

具体的，首先，计算机设备将第一法平面公式、第二法平面公式联立，可以得到法平面交线(也即如图1中待测导线对应的空间直线l)的方程为：

然后，计算机设备根据公式(3)中交线的方程可以得到该交线(空间直线)的方向向量

如下所示：

其中，i代表该方向向量对应的横坐标正方向单位向量，j代表该方向向量对应的纵坐标正方向单位向量，k代表该方向向量对应的竖坐标正方向单位向量。

为了便于计算，计算机设备引入中间变量c₁,c₂,k_x,k_y,k_z，则公式(4)可以有如下转化：

则该交线的方程及其方向向量就可以表示为：

进一步地，计算机设备可以确定交线的点法式参数方程，根据点法式方程的计算方法，计算机设备确定交线经过的一点：令公式(6)中的z＝0，求解公式(6)，可得：

进而，计算机设备确定出的z＝0这一点的坐标(x₀,y₀,0)，其中的x₀,y₀分别为上述公式(8)中得到的表达式，具体为：

然后，计算机设备根据交线l经过的该点(x₀,y₀,0)及中间变量t，得到交线l的点法式参数方程，具体可以有如下表示：

进一步地，计算机设备确定目标点，目标点为任意一个三轴传感器到待测导线的垂点，本实施例以三轴磁场传感器为第一三轴磁场传感器为例进行说明，则计算机设备设第一三轴磁场传感器到待测导线对应的交线l的垂点为目标点，该目标点坐标为(x_c,y_c,z_c)。因为，目标点在该待测导线上，则有如下等式：

计算机设备对该公式(11)变形可得：

则第一三轴磁场传感器所在位置处P点到交线l的水平垂线的方向向量为(x₁-x_c,y₁-y_c,z₁-z_c)，并且由于该方向向量与交线l垂直，故该方向向量与交线l的方向向量

的内积等于0，即：

k_x(x₁-x_c)+k_y(y₁-y_c)+k_z(z₁-z_c)＝0 (13)

将公式(12)代入到公式(13)中，可得中间变量t的公式为：

进而，计算机设备将公式(14)回代入公式(12)，可以求得该垂点(目标点)坐标值。进一步，计算机设备确定出该目标点与该第一三轴磁场传感器的空间距离关系，具体如下：

其中，d₁代表第一三轴磁场传感器到待测导线的空间距离。

同样的，当目标点确定为第二三轴磁场传感器到待测导线的垂点，则计算机设备可以得到待测导线与第二三轴磁场传感器的空间距离关系为

其中d₂为第二三轴磁场传感器到待测导线的空间距离。进一步，当将第二三轴磁场传感器的空间位置坐标Q(x₂,y₂,z₂)代入该空间距离关系后，即可求得第二三轴磁场传感器到待测导线的空间距离值，具体求解过程与第一三轴磁场传感器类似，本实施例不再赘述。

同样的，当目标点确定为三轴电场传感器到待测导线的垂点，则计算机设备可以得到待测导线与三轴电场传感器的空间距离关系为

其中d₃为三轴电场传感器到待测导线的空间距离。当将三轴电场传感器所处位置R点的空间位置坐标R(x₃,y₃,z₃)代入该空间距离关系后，即可求得三轴电场传感器到待测导线的空间距离值，具体求解过程与第一三轴磁场传感器类似，本实施例不再赘述。

步骤2024，根据任意一个三轴磁场传感器的空间位置坐标、三轴磁场传感器的磁感应强度、空间距离关系及预设的比奥-萨伐尔定律得到待测导线的电流值。

在实施中，计算机设备根据任意一个三轴磁场传感器的空间位置坐标、三轴磁场传感器的磁感应强度、空间距离关系及预设的比奥-萨法尔定律，可以得到待测导线的电流值。

采用上述方法，可以在无法确定传感器与待测导线的空间位置关系的情况下，得到导线电流的准确结果，即排除了任意一个三轴传感器设备与待测导线间空间距离关系值对计算待测导线电流值结果的干扰，提高了导线电力参数测量中电流测量的准确性。同时，通过该方法还可以得到待测导线与任意一个三轴传感器的空间距离关系，以便于后续待测导线电力参数中电压值的计算。

可选的，以任意一个三轴磁场传感器为第一三轴磁场传感器为例进行说明，第二三轴磁场传感器的情况与之类似，本实施例不再赘述，则步骤2024具体包括：

根据第一三轴磁场传感器空间位置坐标和空间距离关系，得到第一三轴磁场传感器到待测导线的空间距离。根据空间距离、第一磁感应强度及预设的比奥-萨伐尔定律得到待测导线的电流值。

在实施中，计算机设备将第一三轴磁场传感器空间位置坐标P(x₁,y₁,z₁)代入到空间距离关系

中，得到第一三轴磁场传感器到待测导线的空间距离值d₁。然后，计算机设备根据该空间距离值d₁、第一磁感应强度B₁及预设的比奥-萨法尔定律，得到待测导线电流I，计算公式如下：

其中，第一磁感应强度

μ₀为介电常数，一般取值接近于1。

采用上述方法，可以在无法确定传感器与待测导线的空间位置关系的情况下，得到导线电力参数的准确结果，即排除了任意一个三轴传感器设备与待测导线间空间距离关系值对计算待测导线电流值结果的干扰，提高了导线电力参数测量中电流测量的准确性。同时，通过该方法还可以得到待测导线与任意一个三轴传感器的空间距离关系，以便于后续待测导线电力参数中电压值的计算。

以

在一个实施例中，如图4所示，步骤203包括的具体处理过程如下：

步骤2031，根据三轴电场传感器空间位置坐标和空间距离关系，得到三轴电场传感器到待测导线的空间距离。

在实施中，计算机设备根据三轴电场传感器的空间位置坐标和空间距离关系，得到该三轴电场传感器到待测导线的空间距离。具体的，三轴电场传感器的空间位置坐标为R(x₃,y₃,z₃)，计算机设备将三轴电场传感器的位置坐标代入空间距离关系

中，得到该三轴电场传感器到待测导线的空间距离值d₃。

步骤2032，根据空间距离、电场强度及预设的导线电压与空间电场对应关系算法，得到待测导线的电压值。

在实施中，计算机设备根据得到的三轴电场传感器到待测导线的空间距离值、电场强度及预设的导线电压与空间电场对应关系算法，得到待测导线的电压值。

具体的，待测导线在三轴电场传感器位置处产生的电场强度为

其中，E_1x,E_1y,E_1z分别为待测导线在三轴电场传感器感应敏感面对应的三个感应敏感方向上产生的电场强度。则计算机设备根据该电场强度、三轴电场传感器到待测导线的空间距离d₃及预设的导线电压与空间电场对应关系可以得到待测导线的电压值，如下所示：

其中，E₁为电场强度

U为待测导线电压，R₀为导线半径，x₀为预设的电位参考点与待测导线的已知距离，d₃为三轴电场传感器到待测导线的空间距离。

采用上述方法计算待测导线的电压值，即通过测量电流和测量电压空间位置间的耦合关系，利用求解电流时得到的待测导线与任意一个三轴传感器间的空间距离关系，直接求解待测导线的电压值，提高了导线电力参数测量中电压测量的准确性。

应该理解的是，虽然图2-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种导线电力参数测量装置500，以该装置应用于导线电力参数测量系统进行说明，包括：获取模块510、第一处理模块520和第二处理模块530，其中：

获取模块510，用于获取第一磁感应强度、第二磁感应强度、电场强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标和三轴电场传感器空间位置坐标，第一磁感应强度为待测导线在第一三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，第二磁感应强度为待测导线在第二三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，电场强度为待测导线在三轴电场传感器位置处产生的电场强度。

第一处理模块520，用于根据第一磁感应强度、第二磁感应强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标，得到待测导线的电流值和待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系，其中目标点为任意一个三轴传感器到待测导线的垂点。

第二处理模块530，用于根据电场强度、三轴电场传感器空间位置坐标和空间距离关系，得到待测导线电压值。

在一个实施例中，第一处理模块520具体用于根据第一三轴磁场传感器空间位置坐标及第一三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定第一三轴磁场传感器的第一法平面。

根据第二三轴磁场传感器空间位置坐标及第二三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定第二三轴磁场传感器的第二法平面。

根据第一法平面、第二法平面，得到待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系。

根据任意一个三轴磁场传感器的空间位置坐标、三轴磁场传感器的磁感应强度、空间距离关系及预设的比奥-萨伐尔定律得到待测导线的电流值。

在一个实施例中，第一处理模块520具体用于根据第一三轴磁场传感器空间位置坐标和空间距离关系，得到第一三轴磁场传感器到待测导线的空间距离。

根据该空间距离、第一磁感应强度及预设的比奥-萨伐尔定律得到待测导线的电流值。

在一个实施例中，第二处理模块530具体用于根据三轴电场传感器空间位置坐标和空间距离关系，得到三轴电场传感器到待测导线的空间距离。

根据空间距离、电场强度及预设的导线电压与空间电场对应关系算法，得到待测导线的电压值。

上述导线电力参数测量装置，可以在无法确定传感器与待测导线的空间位置关系的情况下，得到导线电力参数的准确结果，即可得到待测导线的电流值和电压值，使导线的电流、电压检测结果不受各三轴传感器与待测导线的空间距离参量值的影响，以降低传感器设备的安装难度，提高了导线电力参数的测量准确性。

关于导线电力参数测量装置的具体限定可以参见上文中对于导线电力参数测量方法的限定，在此不再赘述。上述导线电力参数测量装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种导线电力参数测量系统100，该系统100包括多个三轴传感器，多个三轴传感器至少包括第一三轴磁场传感器110、第二三轴磁场传感器120和三轴电场传感器130，第一三轴磁场传感器110、第二三轴磁场传感器120和三轴电场传感器130三者不共线围绕待测导线200设置，且第一三轴磁场传感器120与第二三轴磁场传感器130的感应敏感面不同向；

第一三轴磁场传感器110用于获取待测导线200在第一三轴磁场传感器位置处产生的第一磁感应强度。

第二三轴磁场传感器120用于获取待测导线200在第二三轴磁场传感器位置处产生的第二磁感应强度。

三轴电场传感器130用于获取待测导线200在三轴电场传感器位置处产生的电场强度。

通过上述导线电力参数测量系统100，可以在无法确定传感器与待测导线的空间位置关系的情况下，得到导线电力参数的准确结果，即可得到导线电力参数中的电流值和电压值，使导线的电流、电压测量结果不受各三轴传感器与待测导线的空间距离参量值的影响，以降低传感器设备的安装难度，提高了导线电力参数的测量准确性。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储第一磁感应强度、第二磁感应强度、电场强度等传感器测量数据和各传感器空间位置坐标数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种导线电力参数测量方法。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种导线电力参数测量方法，其特征在于，所述方法应用于导线电力参数测量系统，所述系统包括多个三轴传感器，所述多个三轴传感器至少包括第一三轴磁场传感器、第二三轴磁场传感器和三轴电场传感器，所述第一三轴磁场传感器、所述第二三轴磁场传感器和所述三轴电场传感器三者不共线围绕待测导线设置，且所述第一三轴磁场传感器与所述第二三轴磁场传感器的感应敏感面不同向，所述方法包括：

获取第一磁感应强度、第二磁感应强度、电场强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标和三轴电场传感器空间位置坐标，所述第一磁感应强度为所述待测导线在所述第一三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，所述第二磁感应强度为所述待测导线在所述第二三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，所述电场强度为所述待测导线在所述三轴电场传感器位置处产生的电场强度；

根据所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度、所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标、所述第二三轴磁场传感器空间位置坐标，得到所述待测导线的电流值和所述待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系，其中所述目标点为所述任意一个三轴传感器到所述待测导线的垂点；

根据所述电场强度、所述三轴电场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述待测导线电压值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度、所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标、所述第二三轴磁场传感器空间位置坐标，得到所述待测导线的电流值和所述待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系，包括：

根据所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标及所述第一三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定所述第一三轴磁场传感器的第一法平面；

根据所述第二三轴磁场传感器空间位置坐标及所述第二三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定所述第二三轴磁场传感器的第二法平面；

根据所述第一法平面、所述第二法平面，得到所述待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系；

根据任意一个三轴磁场传感器的空间位置坐标、所述三轴磁场传感器的磁感应强度、所述空间距离关系及预设的比奥-萨伐尔定律得到所述待测导线的电流值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述任意一个三轴磁场传感器为第一三轴磁场传感器，所述根据任意一个三轴磁场传感器的空间位置坐标、所述三轴磁场传感器的磁感应强度、所述空间距离关系及预设的比奥-萨伐尔定律得到所述待测导线的电流值，包括：

根据所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述第一三轴磁场传感器到所述待测导线的空间距离；

根据所述空间距离、所述第一磁感应强度及预设的比奥-萨伐尔定律得到所述待测导线的电流值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电场强度、所述三轴电场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述待测导线电压值，包括：

根据所述三轴电场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述三轴电场传感器到所述待测导线的空间距离；

根据所述空间距离、所述电场强度及预设的导线电压与空间电场对应关系算法，得到所述待测导线的电压值。

5.一种导线电力参数测量装置，其特征在于，所述装置应用于导线电力参数测量系统，所述系统包括多个三轴传感器，所述多个三轴传感器至少包括第一三轴磁场传感器、第二三轴磁场传感器和三轴电场传感器，所述第一三轴磁场传感器、所述第二三轴磁场传感器和所述三轴电场传感器三者不共线围绕待测导线设置，且所述第一三轴磁场传感器与所述第二三轴磁场传感器的感应敏感面不同向，所述装置包括：

获取模块，用于获取第一磁感应强度、第二磁感应强度、电场强度、第一三轴磁场传感器空间位置坐标、第二三轴磁场传感器空间位置坐标和三轴电场传感器空间位置坐标，所述第一磁感应强度为所述待测导线在所述第一三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，所述第二磁感应强度为所述待测导线在所述第二三轴磁场传感器位置处产生的磁场强度，所述电场强度为所述待测导线在所述三轴电场传感器位置处产生的电场强度；

第一处理模块，用于根据所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度、所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标、所述第二三轴磁场传感器空间位置坐标，得到所述待测导线的电流值和所述待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系，其中所述目标点为所述任意一个三轴传感器到所述待测导线的垂点；

第二处理模块，用于根据所述电场强度、所述三轴电场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述待测导线电压值。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块具体用于根据所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标及所述第一三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定所述第一三轴磁场传感器的第一法平面；

根据所述第二三轴磁场传感器空间位置坐标及所述第二三轴磁场传感器对应的三个测量方向，确定所述第二三轴磁场传感器的第二法平面；

根据所述第一法平面、所述第二法平面，得到所述待测导线上的目标点与任意一个三轴传感器的空间距离关系；

根据任意一个三轴磁场传感器的空间位置坐标、所述三轴磁场传感器的磁感应强度、所述空间距离关系及预设的比奥-萨伐尔定律得到所述待测导线的电流值。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块具体用于根据所述第一三轴磁场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述第一三轴磁场传感器到所述待测导线的空间距离；

根据所述空间距离、所述第一磁感应强度及预设的比奥-萨伐尔定律得到所述待测导线的电流值。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块具体用于根据所述三轴电场传感器空间位置坐标和所述空间距离关系，得到所述三轴电场传感器到所述待测导线的空间距离；

根据所述空间距离、所述电场强度及预设的导线电压与空间电场对应关系算法，得到所述待测导线的电压值。

9.一种导线电力参数测量系统，其特征在于，所述系统包括多个三轴传感器，所述多个三轴传感器至少包括第一三轴磁场传感器、第二三轴磁场传感器和三轴电场传感器，所述第一三轴磁场传感器、所述第二三轴磁场传感器和所述三轴电场传感器三者不共线围绕待测导线设置，且所述第一三轴磁场传感器与所述第二三轴磁场传感器的感应敏感面不同向；

所述第一三轴磁场传感器用于获取所述待测导线在所述第一三轴磁场传感器位置处产生的第一磁感应强度；

所述第二三轴磁场传感器用于获取所述待测导线在所述第二三轴磁场传感器位置处产生的第二磁感应强度；

所述三轴电场传感器用于获取所述待测导线在所述三轴电场传感器位置处产生的电场强度。

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。

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