技术摘要：
本发明给出一种基于导线磁场的检测方法及装置，所述方法包括：获取部署在导线周边且相对位置为已知的N个磁传感单元的磁感应强度测量数据，其中，N为大于或等于3的整数；使用磁感应强度测量数据确定导线电流参数、导线震动参数和安装松动状态中的至少一种。安装便捷，抗  全部
背景技术：
智能电网需要对关键电气参数和环境参数做实时检测，以保证电网的高效可靠运 行。输电线的电流检测是电网检测的一项基本内容，输电线的震动或舞动检测也是保证电 网正常工作的重要项目，如何在不改变、不损坏输电线现有物理形态或结构的前提下，实现 对输电线电流的检测、对输电线的震动检测，并且实现检测装置的经济快速部署，目前仍然 是一个需要进一步研究的问题。 用磁场、电场对输电线进行定位，或对输电线的电流测量，是电力领域采用的基本 技术途径，从技术潜力看，磁电阻效应在输电线电流测量及定位方面具有较大的应用前景。 磁电阻效应（MR：Magnetoresistance）指的是一些铁、钴、镍等铁磁金属和金属合 金在外界磁场作用下其电阻发生变化的现象。磁电阻效应包括各向异性磁阻效应、巨磁电 阻效应（GMR：Giant  Magnetoresistance）、隧道结磁电阻效应、氧化物庞磁电阻效应等。基 于磁电阻效应的传感器可以用于直接测量磁场，具有很高的灵敏度。各向异性磁电阻传感 器已经用于磁盘磁头取代灵敏度低的感应式磁头，实现了磁盘容量的飞跃；而后德、法两国 科学家发现的巨磁阻效应器件被用于磁盘磁头，再次给信息存储带来了深刻变革。 在专利申请领域，产生了如下一些利用磁场或电场对导线进行定位的技术，或利 用磁场进行电流测量的技术： 申请号为CN201510809406.9，发明名称为“一种电流传感器”的专利申请公开了一种电 流传感器，包括多个串联的传感单元，所述传感单元环绕待测导线m圈，每一圈上相邻的传 感单元之间的距离相等，每圈上的传感单元的个数均相同；其中，m≥1。此发明还公开了一 种电流传感器，包括多个并联的传感单元，所述传感单元环绕待测导线m圈，每一圈上相邻 的传感单元之间的距离相等，每圈上的传感单元的个数均相同；其中，m≥1。此发明采用各 向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件或磁性隧道结元件为敏感元件的电流传感器，该传感器 具有高精度、高灵敏度、成本低的特点。 申请号为CN201110457028.4，发明名称为“一种高压线高度测试方法”的专利申请 公开了一种高压线高度测试方法，包括如下步骤：a)设置第一测试点测得电场强度E1；b)设 置第二测试点测得电场强度E2，所述第二测试点和第一测试点位于高压线和地面的垂直平 面上，所述第二测试点和第一测试点的高度差为h；c)根据E1*H＝E2*(H h)计算出高压线高 度H。此发明提供的高压线高度测试方法，通过两次测量不同高度处的电场强度，利用差分 法测出高压线高度，从而无需知道或测量高压线的电压等级，更加便捷安全，并提高了精 度。 这个专利申请利用两点测量电场来确定导线的位置。 申请号为CN201310406924.7  ，发明名称为“一种基于矢量磁场探测的地下电缆定 位方法及装置”的专利申请公开一种基于矢量磁场探测的地下电缆定位方法及装置，通过 7 CN 111596119 A 说　明　书 2/22 页 三轴磁强计测量交流电缆产生的磁场范围内任意两点的电压信号，通过锁相放大器进行放 大后输入计算机中；由计算机得到两测量点三个方向的磁感应强度；随后得到两个测量点 的磁场矢量；随后过两测量点做垂直于测量点磁感应强度的平面，分别得到两个平面方程； 最终联立两平面方程得到的直线方程即为交流电缆所在位置；此发明方法通过电磁感应原 理，实现了将磁信息转化为电信息，通过数据采样与计算，解决了快速对电缆进行定位的问 题；且利用放大信号和滤波去噪技术，提高了定位的灵敏度和精确度。此发明装置，无源、简 单、快速，可操作性强。 申请号为CN201610398868.0，发明名称为“一种架空输电线路巡线无人机的电磁 场定位方法及装置”  一种架空输电线路巡线无人机的电磁场定位方法及装置，通过测量无 人机所处位置的磁场矢量和电场矢量，依据电磁场矢量与距离的数学关系，确定无人机与 输电线路之间的空间位置。通过无线传输设备将所获取的无人机与输电线路之间的空间位 置数据，传递至终端控制系统。采用三分量法测量磁场矢量，采用三轴正交法测量电场矢 量。此发明可有效提高对巡线无人机定位的准确性，避免了肉眼观察带来的不确定性，达到 安全高效的效果，同时提高了巡线的智能化程度。 申请号为CN201710097572.X，发明名称为“一种基于两个探测位置处磁场空间梯 度的潜艇定位方法”  此发明提出一种基于两个探测位置处磁场空间梯度的潜艇定位方法， 属于远距离潜艇探测领域和磁偶极子定位领域。本方法首先使用若干个单轴矢量磁力计组 成一个磁异常探测阵列；使用该磁异常探测阵列在初始探测位置和通过预设路径到达的第 二探测位置分别测量磁场，获得两个探测位置的阵列测量值并进行差分运算，得到两个探 测位置的潜艇附加磁场的梯度张量矩阵及其全部独立分量；根据潜艇附加磁场梯度张量的 表达式，代入两个探测位置的潜艇附加磁场的梯度张量矩阵的全部独立分量得到定位方程 并求解，最终得出潜艇的位置信息，完成定位。此发明方法能够在变化的地磁场背景下远距 离定位潜艇，避免了地磁场日变化的影响，定位精度高。 发明名称为“一种电流传感器”给出的多个传感器串联的测量方法可以提高测量 灵敏度，但是，易出现安装偏心导致的测量误差，也不具备测量导线中心线位置的能力；发 明名称为“一种高压线高度测试方法”给出的两点法测量高压线高度的方法不能准确获取 高压线在水平方向的位置信息，而且不能实现实时在线测量；发明名称为“一种基于矢量磁 场探测的地下电缆定位方法及装置”的专利申请利用两测量点三个方向的磁感应强度得到 两个测量点的磁场矢量，再利用两测量点磁场矢量进行电缆定位的方法的缺点是：设备复 杂且不适合对架空输电线进行实时在线测量；发明名称为“一种架空输电线路巡线无人机 的电磁场定位方法及装置”采用了采用三分量法测量磁场矢量和三轴正交法测量电场矢量 来确定电力线的位置，该方法用于输电线的电流测量则测量误差大，且不具备测量导线毫 米量级的震动所需要的测量精度；发明名称为“一种基于两个探测位置处磁场空间梯度的 潜艇定位方法”  不适合对架空输电线进行实时在线测量，也达不到输电线毫米量级的震动 所需要的测量精度。 现有的导线震动技术规范中采用的是机械接触式振动测量方法，在距离导线固定 点规定的距离上布设一个应力感应轮，感应轮将导线的震动应力传导到应力片，应力片检 测应力的大小来确定震动的大小。这种机械式感应轮的缺点是：与导线／输电线存在机械摩 擦；只能对导线的二维震动（上下震动或水平震动）进行检测，不适合对三维震动进行检测。 8 CN 111596119 A 说　明　书 3/22 页 此外，由于导线的震动和舞动，会导致固定其上的传感器与导线间的固定机构产 生松动，这种松动会使得电流测量无法正常进行，需要及时识别出这种松动，以保障电流测 量的可靠性和真实性。 总之，现在的利用磁场、电场对输电线或目标进行定位或对输电线的电流测量的 方法，存在测量误差大、不能对导线电流、导线震动和安装松动中的两项做综合检测、安装 复杂、设备造价高、不满足智能电网要求的实时在线检测的缺点；现有的机械接触式震动检 测方法存在对导线的机械摩擦，易产生漏电／爬电，不适合对导线三维震动的检测。 本发明实施例给出的方法及装置，可以克服现有技术存在的安装复杂、测量精度 低、抗干扰能力差、不能对导线电流、导线震动和安装松动中的两项做综合检测这些缺点中 的至少一种。安装便捷，抗干扰能力强，可用于导线电流检测、导线震动检测以及安装松动 检测。 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。
技术实现要素：
本发明给出一种基于导线磁场的检测方法及装置，用于克服现有技术存在的安装 复杂、测量精度低、抗干扰能力差、不能对导线电流、导线震动和安装松动中的两项做综合 检测这些缺点中的至少一种。 本发明给出一种基于导线磁场的检测方法,包括如下步骤： 获取部署在导线周边且相对位置为已知的N个磁传感单元的磁感应强度测量数据，其 中，N为大于或等于3的整数； 使用磁感应强度测量数据确定导线电流参数、导线震动参数和安装松动状态中的至少 一种。 一种基于导线磁场的检测装置,包含如下模块： 感知模块（7），处理模块（4）；其中， 感知模块（7）用于获取导线电流产生的的磁感应强度数据，包含部署在导线周边且相 对位置为已知的N个磁传感单元，每个磁传感单元包含至少一个磁传感元件，其中，N为大于 或等于3的整数； 处理模块（4）用于使用磁感应强度测量数据确定导线电流参数、导线震动参数和安装 松动状态中的至少一种，包含信号调理模块（41）和数据处理模块（42）； 感知模块（7）还包含传感元件支架（5）或传感元件支架（6）； 传感元件支架（5）与导线、导线外壳或熔断器壳体之间存在支撑连接； 传感元件支架（6）与导线固定支座（34）间存在支撑连接。 本发明实施例给出的方法及装置，可以克服现有技术存在的安装复杂、测量精度 低、抗干扰能力差、不能对导线电流、导线震动和安装松动中的两项做综合检测这些缺点中 的至少一种。安装便捷，抗干扰能力强，可用于导线电流检测、导线震动检测以及安装松动 检测。 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。 9 CN 111596119 A 说　明　书 4/22 页 附图说明 图1为本发明实施例给出的一种基于导线磁场的检测方法流程图； 图2为本发明实施例给出的磁场感应强度测量中测量点空间布设示意图； 图3为本发明实施例给出的导线位置及导线电流计算方法示意图； 图4为本发明实施例给出的导线电流测量装置构成示意图； 图5为本发明实施例给出的导线震动测量及电流测量装置构成示意图； 图6为本发明实施例给出的电路组成示意图。 图中，1、第一平面；2、第二平面；3、导线；  4、处理模块；5、传感元件支架；6、传感元 件支架；7、感知模块；8、通信模块；9、供电模块； 11、磁传感器；12、磁传感器；13、磁传感器；14、磁传感器； 21、磁传感器；22、测量点的投影点； 31、导线中心线；32、导线偏角；33、水平基准线；34、导线固定支座； 41、信号调理模块；42、数据处理模块； 51、传感元件支架紧固件；52、传感元件支架紧固件； 61、传感元件支架支撑件；62、电路壳体。 实施例 本发明给出一种基于导线磁场的检测方法及装置，用于克服现有技术存在的安装 复杂、测量精度低、抗干扰能力差、不能对导线电流、导线震动和安装松动中的两项做综合 检测这些缺点中的至少一种。 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明 的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中 的特征可以相互任意组合。 下面结合附图，对本发明提供的方法、装置举例加以说明。 实施例一，一种基于导线磁场的检测方法举例 参见图1所示，本发明提供的一种基于导线磁场的检测方法实施例,包括如下步骤： 步骤S110，获取部署在导线周边且相对位置为已知的N个磁传感单元的磁感应强度测 量数据，其中，N为大于或等于3的整数； 步骤S120，使用磁感应强度测量数据确定导线电流参数、导线震动参数和安装松动状 态中的至少一种。 所述相对位置为已知的N个磁传感单元包括：在具体坐标系内的位置坐标为已知， 或相互间的间距及空间布局为已知的磁传感元件；所述磁传感元件与测量点相对应； 其中，所述具体坐标系包括位于磁传感单元的测量点所在平面的的坐标系； 一种易于计算的坐标系设置方法包括：将二维直角坐标系的原点设置在一种一个测量 点上，并且，让该坐标系的横轴穿过另外一个测量点；这样设置坐标系的优点是简化了测量 点的坐标值的数值描述，便于计算。 所述N个磁传感单元，N等于3是计算导线中心线位置所需要的最少数量，当N小于3 时，可以进一步提高导线中心线位置的估计精度，并且，可以通过干扰识别来剔除部分受干 扰的测量点从而抑制干扰磁场对导线中心线位置估计精度的干扰； 10 CN 111596119 A 说　明　书 5/22 页 所述计算导线中心线位置，具体包括计算导线中心线与磁传感单元所在测量点确定的 平面的交点在所述坐标系中的位置坐标。 本实施例中，将导线中心线与磁传感单元的测量点所在平面的交点作为参照点或 基准点； 导线中心线也可以称之为导线中轴线。 所述磁传感单元的测量点包括磁传感单元包含的磁传感元件的感应区域的中心 点所在点。 所述磁传感元件为各向异性磁电阻元件，巨磁电阻元件和磁性隧道结元件中的任 一种。 所述导线包括电网电力线，设备电源线和保险丝。 流过导线的电流为直流电流或交流电流。 一种对保险丝进行电流测量的应用方式是将N个磁传感单元布设在电网使用的熔 断器上，用于测量熔断器包含的保险丝的电流的测量。 本实施例给出的方法，其中， 所述部署在导线周边且相对位置为已知的N个磁传感单元，具体布设方式包括如下任 一种： 布设方式一，N个磁传感单元部署在与导线中心线相垂直的第一平面内，使用传感单元 支架为N个磁传感单元提供支撑，该传感单元支架由导线或导线壳体提供支撑； 布设方式二，N个磁传感单元部署在与导线中心线相垂直的第一和第二平面内，第一平 面内的磁传感单元在第二平面内的垂直投影的位置坐标与第二平面内磁传感单的位置坐 标不重叠，或，第二平面内的磁传感单元在第一平面内的垂直投影的位置坐标与第一平面 内磁传感单的位置坐标不重叠，使用传感单元支架为N个磁传感单元提供支撑，该传感单元 支架由导线或导线壳体提供支撑； 布设方式三，N个磁传感单元部署在与水平面相垂直的第一平面内，使用传感单元支架 为N个磁传感单元提供支撑，该传感单元支架由导线固定座提供支撑，当导线震动时产生相 对于传感单元支架的位移，在该布设方式下，N个磁传感单元被用于确定导线电流参数、导 线震动参数和安装松动状态中的至少一种； 布设方式四，N个磁传感单元部署在与水平面相垂直的第一和第二平面内，第一平面内 的磁传感单元在第二平面内的垂直投影的位置坐标与第二平面内磁传感单的位置坐标不 重叠，或，第二平面内的磁传感单元在第一平面内的垂直投影的位置坐标与第一平面内磁 传感单的位置坐标不重叠，使用传感单元支架为N个磁传感单元提供支撑，该传感单元支架 由导线固定座提供支撑，当导线震动时产生相对于传感单元支架的位移，在该布设方式下， N个磁传感单元被用于确定导线电流参数、导线震动参数和安装松动状态中的至少一种。 所述N个磁传感单元，安装在由聚磁材料或非聚磁材料构成的传感元件支架上，该 传感元件支架用于： 保持传感单元包含的磁传感元件间具有确定的位置关系；或 保持传感单元包含的磁传感元件至传感元件支架包含的通孔中心线的距离相等或距 离不变；或 使N个磁传感单元随传感元件支架做整体位移，从而调整传感单元包含的磁传感元件 11 CN 111596119 A 说　明　书 6/22 页 至传感元件支架包含的通孔内的导线中心线的距离；或 使N个磁传感单元与导线固定座间保持硬性支撑，使得使N个磁传感单元不随导线的震 动而震动，或抑制导线震动对N个磁传感单元位置的扰动。 具体地，布设方式一用于测量导线的电流值，此种方式下，磁传感元件布设在传感 元件支架上，传感单元对应的测量点的空间布局和相对间距为已知，并且，传感元件支架与 导线或导线外表面之间存在支撑连接，通常情况下，该支撑连接由紧固件实现，在紧固件的 作用下，传感元件支架与导线间不会发生位移，从而保障了导线中心线到测量点的距离不 会改变。 布设方式二用于测量导线的电流值，此种方式下，磁传感元件布设在传感元件支 架的两个相互平行的平面上，或者说，测量点分布在传感元件支架的两个相互平行的平面 上； 进一步地，导线中心线至少在所述两个相互平行的平面间保持直线状态，并且与两个 平面垂直，这种布局状态允许将其中一个平面内的测量点的坐标投影到另一个平面上进行 处理； 将其中一个平面内的测量点的坐标投影到另一个平面上进行处理，包括在投影到的平 面内使用安培环流定律计算导线中心线的位置坐标或计算电流值。 布设方式二为在更大空间内实现磁感应强度测量，尽可能避免测量点间的磁场相 互干扰和耦合提供了条件。 布设方式三用于测量导线的震动参数，也可以用于测量导线的电流值，此种方式 下，磁传感元件布设在不随导线晃动而晃动的传感元件支架上； 具体地，该方式可以实现导线震动参数和导线电流值的综合测量。 进一步地，由于导线在垂直平面内的下垂和上扬，或者由于导线在水平面内的方 位摆动，都会导致导致导线中心线不再与测量点所在平面的严格垂直，但是，在震动幅度较 小时，比如震动幅度小于3毫米时，导线震动引发的导线中心线与测量点所在平面的角度变 化量不大，可以忽略该角度变化，仍然使用垂直关系来紧似计算导线中心线的位置坐标，并 且基于该计算出的位置坐标进行电流值和震动幅度的计算。 布设方式四用于测量导线的电流值，此种方式下，磁传感元件布设在传感元件支 架的两个相互平行的平面上，或者说，测量点分布在传感元件支架的两个相互平行的平面 上； 类似于方式三，布设方式四中，由于导线在垂直平面内的下垂和上扬，或者由于导线在 水平面内的方位摆动，都会导致导致导线中心线不再与测量点所在平面的严格垂直，但是， 在震动幅度较小时，比如震动幅度小于3毫米时，导线震动引发的导线中心线与测量点所在 平面的角度变化量不大，可以忽略该角度变化，仍然使用垂直关系来紧似计算导线中心线 的位置坐标，并且基于该计算出的位置坐标进行电流值和震动幅度的计算。 布设方式四为在更大空间内实现磁感应强度测量，尽可能避免测量点间的磁场相 互干扰和耦合提供了条件，并且，布设方式四可用于对距离导线固定支座不同距离上的导 线震动参数，比如震动幅度，进行测量。 本实施例给出的方法，其中， 所述使用磁感应强度测量数据确定导线电流参数，包括： 12 CN 111596119 A 说　明　书 7/22 页 确定比例关系：使用安培环路定律确定两个不同位置的测量点间的磁感应强度之比与 这两个测量点各自到导线中心线与测量点所在平面交点的距离之比的关系； 确定间距关系：使用测量点位置坐标及导线中心线位置坐标表示该测量点到导线中心 线的距离； 使用所述比例关系、间距关系以及在测量点处获取的磁感应强度的测量值求解导线中 心线与测量点所在平面交点的坐标； 使用所述导线中心线与测量点所在平面交点的坐标和至少一个测量点的坐标确定导 线电流值； 所述使用磁感应强度测量数据确定导线震动参数，包括： 确定比例关系：使用安培环路定律确定两个不同位置的测量点间的磁感应强度之比与 这两个测量点各自到导线中心线与测量点所在平面交点的距离之比的关系； 确定间距关系：使用测量点位置坐标及导线中心线与测量点所在平面交点的位置坐标 表示该测量点到导线中心线的距离； 使用所述比例关系和间距关系求解导线中心线与测量点所在平面交点的坐标； 使用在不同时间区间内获取的所述导线中心线的坐标值确定导线震动参数。 根据安培环路定律，圆形导线的外部磁感应强度与离导线中心线的距离、导线上 的电流值的关系为： B  =μ0I/2πr                            (1) 其中，B是磁感应强度；μ0是介质的磁常数；I是导线内的电流值；r是测量点与导线中心 线的距离。 所述确定比例关系，具体包括：在使用三个测量点T1,T2,T3的情况下，测量点T1、T2、、 T3到导线中心线的距离依次为r1、r2、r3，使用式（1）可以到到如下关系： r1/r2=B2/B1                            (2) r1/r3=B3/B1                            (3) 所述确定间距关系，具体包括：利用欧氏距离关系，使用测量点T1、T2、、T3的坐标值将r1、 r2、r3表示为： r1=[(x0-x1)2 (y0-y1)2]^(1/2)                    (4) r2=[(x0-x2)2 (y0-y2)2]^(1/2)                    (5) r3=[(x0-x3)2 (y0-y3)2]^(1/2)                    (6) 式中， r1,r2,r3为测量点T1,T2,T3到导线中心线的距离；测量点T1,T2,T3位于同一个平面P 内，平面P与导线中心线相垂直。 （x0,y0）为导线中心线与平面P的交点的坐标，平面P为测量点T1,T2,T3所在平面； （x1,y1）为测量点T1在平面P内的直角坐标系内的坐标； （x2,y2）为测量点T2在平面P内的直角坐标系内的坐标； （x3,y3）为测量点T3在平面P内的直角坐标系内的坐标。 进一步地，坐标（x1,y1）、（x2,y2）和（x3,y3）的坐标值为已知。 一种设置坐标系的方法是，以测量点T1（x1,y1）为原点，使得（x1,y1）=（0,0）。 此处讨论的方法适用于测量点共面、测量点不共面，以及测量点间的相对位置任 13 CN 111596119 A 说　明　书 8/22 页 意的场景下导线中心点位置的计算； 为了使问题简化，假设这三个测量点位于同一个直线上。 使用安培环路定律（1）计算导线电流的公式为： I  =  2πrB/μ0                            (7) 本实施例给出的方法，其中， 对应于导线中的电流为交流的情况，在执行使用磁感应强度测量数据确定导线电流参 数的操作之前，执行如下干扰识别的操作： 确定交流电流的零值点出现的时间点，在零值点出现的时间点上获取磁传感单元的测 量值，若磁传感单元的测量值小于预定零值门限，则将磁传感单元所在位置判为不存在干 扰磁场；若磁传感单元的测量值大于或等于预定零值门限，则将磁传感单元所在位置判为 存在干扰磁场；或 获取磁传感单元测量值的正值最大值和负值最大值，计算正值最大值与负值最大值的 绝对值的差值，若该差值的绝对值小于预定的正负峰值绝对值差值门限，则将磁传感单元 所在位置判为不存在干扰磁场；若该差值的绝对值大于预定的正负峰值绝对值差值门限， 则将磁传感单元所在位置判为存在干扰磁场。 具体地，导线中的交流电流产生的交变磁场作用在磁传感单元包含的磁传感元件 上，在不存在外界磁场干扰的情况下，导线中的交流电流产生的交变磁场具有如下特点： 1、在磁传感元件上产生方向相反幅度相同的磁场，即在一个方向上（假设为正方向）的 极大值（假设为正值）与在相反方向上（假设为负方向）产生的极大值（假设为负值）的绝对 值是相等的；当存在干扰磁场时，这种相等关系将被破坏； 2、在磁传感元件上产生的磁感应强度是以与导线电流相同的波形出现的，即以正弦波 的形式出现的，在不存在外界磁场干扰的情况下，当导线中的电流处于过零点时，磁传感元 件测量出的磁感应强度也是处于过零点。 具体地，确定交流电流的零值点出现的时间点，包括： 在交流电流一个变化周期内，使用磁传感单元对磁场进行两次或两次以上的测量，使 用正弦曲线对所述测量值进行曲线拟合，得到拟合曲线，从拟合曲线上确定交流电流的零 值点出现的时间点； 从拟合曲线上确定交流电流的零值点出现的时间点的方法包括： 直接将拟合得到的正弦曲线的零值点作为交流电流的零值点出现的时间点；或 将拟合得到的正弦曲线的正值最大值点（波峰）和负值最大值点（波谷）之间的中间点 作为交流电流的零值点出现的时间点。 类似地，获取磁传感单元测量值的正值最大值和负值最大值的方法包括： 在交流电流一个变化周期内，使用磁传感单元对磁场进行两次或两次以上的测量，使 用正弦曲线对所述测量值进行曲线拟合，得到拟合曲线，从拟合曲线上确定磁传感单元测 量值的正值最大值和负值最大值；进一步地，确定从拟合曲线上确定磁传感单元测量值的 正值最大值和负值最大值的出现时刻。 进一步地，在确定了感单元测量值的正值最大值和负值最大值的出现时刻之后， 在所述正值最大值和负值最大值中的至少一个的出现时刻上进行磁感应强度测量，并使用 该磁感应强度值计算导线电流值。 14 CN 111596119 A 说　明　书 9/22 页 预定零值门限在0～1特斯拉范围内取值； 优选地，预定零值门限在0～10^(-3)特斯拉范围内取值。 预定的正负峰值绝对值差值门限为一个比例值，该比例值为正负峰值绝对值差值 与正负峰值间幅度值之比值，将该比值作为预定的正负峰值绝对值差值门限，该门限在0~ 0.1之间取值； 优选地，预定的正负峰值绝对值差值门限在在0~0.01之间取值。 本实施例给出的方法，其中， 对应于导线中的电流为直流或交流的情况，在执行使用磁感应强度测量数据确定导线 电流参数的操作之前，执行如下干扰识别的操作： 使用测量点到参照点的距离r1、r2、r3、、、rN 确定一组测量点距离比值：r1/r2、r1/r3、r1/ r4、、、r1/rN,所述参照点为导线中心线与测量点所在平面交点，参照点的坐标为已知值或为 假设值； 使用所述测量点距离比值中的测量点处获取的场强测量值确定一组测量点场强比值：  B2/B1、B  3/  B  1、B  4/  B  1、...  B  n/  B  1； 使用数组R=[  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]与数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]对应项的差值，或使用数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]确定是否 存在干扰。 所述参照点的坐标为已知值，包括无磁场干扰状态下的坐标标定值，或以往通过 现场测量获取的参照点坐标值； 所述参照点的坐标为假设值，包括在距离参照点真值可能出现的区域范围内假设的参 照点的坐标值； 所述在距离参照点真值可能出现的区域范围内假设的参照点的坐标值可以包括一个 或一个以上的假设的参照点的坐标值。 干扰识别用于判断测量点处是否存在干扰磁场，当存在干扰磁场时，磁传感元件 感知的磁感应强度将包含干扰成分，为了在存在干扰的情况下实现对导线中心线位置的正 确估计，需要抑制或滤除干扰磁场的影响，这就需要进行干扰识别，在识别出存在干扰的情 况下，进一步采用干扰处理措施； 本实施例给出的方法，其中， 所述使用数组R=[  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]与数组B=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]对应项的差值确定是否存在干扰，包括如下干扰识别步骤： 计算对应项的差值的导出值，该导出值为对应项的差值的绝对值之和，或为对应项的 差值的平方和； 将所述导出值与导出值门限相比较，若导出值大于或等于导出值门限，则将数组B包含 的磁感应强度测量数据判为受干扰测量数据，并进行干扰处理；如果导出值小于导出值门 限，则将数组M包含的磁感应强度测量数据判为无干扰测量数据，并使用该测量数据确定导 线电流值和导线震动参数中的至少一种； 所述使用数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]确定是否存在干扰，包括如 下至少一种步骤： 对数组M进行曲线拟合，并将拟合误差与拟合误差门限进行比较，若拟合误差大于或等 15 CN 111596119 A 说　明　书 10/22 页 于拟合误差门限，则判为存在干扰，并进行干扰处理；若拟合误差小于拟合误差门限，则判 为不存在干扰； 对数组M进行曲线拟合，并将拟合曲线上的数据构成数组F=[f1,f2,  ...  fn],将F与R= [  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]，求取数组F与数组R的欧氏距离D（F,R），使用所述欧氏距离 计算数组F与数组R的相似度Sf=1/(1 D) ,将Sf与相似度门限THf进行比较，当Sf小于或等于 相似度门限THf时，则判为存在干扰，并进行干扰处理；当Sf大于相似度门限THf时，则判为 不存在干扰；以及 求取数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]与数组R的欧氏距离D（M,R），使 用所述欧氏距离计算数组M与数组R的相似度S=1/(1 D) ,将Sm与相似度门限THm进行比较， 当Sm小于或等于相似度门限THm时，则判为存在干扰，并进行干扰处理；当Sm大于相似度门限 THm时，则判为不存在干扰。 具体地，在计算相似度时，将n维数组F与n维数组R看作n维空间中的两个点的坐 标，利用欧几里德距离公式求解欧氏距离D（F,R）；将n维数组M与n维数组R看作n维空间中的 两个点的坐标; 利用欧几里德距离公式求解欧氏距离D（F,R）或D（M,R）； 所述相似度门限为在[0,1]区间内取值的正实数，相似度门限THf或THm不包含数值0和 数值1。 所述进行干扰处理，包括： 不使用此次测量数据进行电流中心线坐标计算；或 剔除强干扰数据，使用剔除强干扰数据后的测量数据进行电流中心线坐标计算。 具体地，所述剔除强干扰数据的步骤包括： 对应于将所述导出值与导出值门限相比较，若导出值大于或等于导出值门限，则将数 组B包含的磁感应强度测量数据判为受干扰测量数据，并进行干扰处理，进一步包括如下剔 除强干扰数据的步骤： 获取数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中与R=[  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]中对应项间的差值的绝对值构成的数组DABS=[d1,d2,d3,  ...dn],从DABS中确定最大 值的项的位置序号，将M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中具有同样位置序号的 项中作为分母的磁感应强度测量值判为受干扰测量项，不将该受干扰测量项用于求解导线 中心线与测量点所在平面交点的位置坐标。 对应于将拟合误差与拟合误差门限进行比较，若拟合误差大于或等于拟合误差门 限，则判为存在干扰，并进行干扰处理，进一步包括如下剔除强干扰数据的步骤： 获取数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中与F=[f1,f2,  ...  fn]中对应 项间的差值的绝对值构成的数组DABS=[d1,d2,d3,  ...dn],从DABS中确定最大值的项的位置 序号，将M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中具有同样位置序号的项中作为分母 的磁感应强度测量值判为受干扰测量项，不将该受干扰测量项用于求解导线中心线与测量 点所在平面交点的位置坐标。 对应于当Sf小于或等于相似度门限THf时，则判为存在干扰，并进行干扰处理，进 一步包括如下剔除强干扰数据的步骤： 获取数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中与F=[f1,f2,  ...  fn]中对应 16 CN 111596119 A 说　明　书 11/22 页 项间的差值的绝对值构成的数组DABS=[d1,d2,d3,  ...dn],从DABS中确定最大值的项的位置 序号，将M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中具有同样位置序号的项中作为分母 的磁感应强度测量值判为受干扰测量项，不将该受干扰测量项用于求解导线中心线与测量 点所在平面交点的位置坐标。 对应于当当Sm小于或等于相似度门限THm时，则判为存在干扰，并进行干扰处理， 进一步包括如下剔除强干扰数据的步骤： 获取数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中与R=[  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]中对应项间的差值的绝对值构成的数组DABS=[d1,d2,d3,  ...dn],从DABS中确定最大 值的项的位置序号，将M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中具有同样位置序号的 项中作为分母的磁感应强度测量值判为受干扰测量项，不将该受干扰测量项用于求解导线 中心线与测量点所在平面交点的位置坐标。 具体实施过程中，所述的导线中心线坐标计算、导线电流计算、导线震动计算及干 扰识别的操作，可以在测量现场进行，也可以发送到网络侧进行。 一种实施方式是，将测量数据发送到网络侧，由网路侧使用测量数据进行处理，这 样做的好处是可以获得原始的磁感应强度测量数据，有利于对测量数据的深入处理，比如， 可以结合历史数据和相邻测量点的数据来判断测量数据是否异常； 一种实施方式是，在测量现场进行导线电流计算、导线震动计算，将计算结果发送给网 络侧，这样处理的缺点是丢掉了原始测量数据，网络侧无法从磁感应强度的层面做进一步 的分析。 具体地，导出值门限为一个比值，包括如下任一种比例关系： 当导出值为R=[  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]与数组B=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]对应项的差值的绝对值之和时，导出值门限为对应项的差值的绝对值之和与 B=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中各项绝对值之和的比值Rsum；Rsum在0～0.1 范围内取值；优选地，Rsum在0～0.01范围内取值； 当导出值为R=[  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]与数组B=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]  对应项的差值的平方和时，导出值门限为对应项的差值的平方和与B=[  B2/ B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中各项的平方和的比值Rsumsq；Rsumsq在0～0.1范围 内取值；优选地，Rsumsq在0～0.01范围内取值。 具体地，拟合误差门限为一个比值，包括如下比例关系： 拟合误差门限为拟合残差平方和与B=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中各 项平方和的比值Fsumsq,Fsumsq在0～0.1范围内取值；优选地，Fsumsq在0～0.01范围内取 值。 本实施例给出的方法，其中， 所述使用磁感应强度测量数据确定安装松动状态，包括如下步骤： 确定比例关系：使用安培环路定律确定两个不同位置的测量点间的磁感应强度之比与 这两个测量点各自到导线中心线与测量点所在平面交点的距离之比的关系； 确定间距关系：使用测量点位置坐标及导线中心线位置坐标表示该测量点到导线中心 线的距离； 使用所述比例关系、间距关系以及在测量点处获取的磁感应强度的测量值求解导线中 17 CN 111596119 A 说　明　书 12/22 页 心线与测量点所在平面交点的坐标； 判断所述交点的坐标的变化量，若所述交点的坐标的变化量大于或等于预定的位置变 化量门限，则将磁传感元件的安装判为出现松动；若所述交点的坐标的变化量小于预定的 位置变化量门限，则将磁传感元件的安装判为没有出现松动。 通常，导线的震动或舞动会导致磁传感元件与导线间的安装连接产生松动，安装 连接件的老化变形或断裂也会导致磁传感元件与导线间的安装连接产生松动； 为了保障导线电流测量值的真实性，需要及时检测出磁传感元件与导线间的安装连接 松动。 具体地，所述位置变化量门限为当前测量计算出的所述交点位置Pn到之前测量计 算出的所述交点位置Pb的距离值△d； 所述Pb为初始安装阶段测量计算出的所述交点的位置坐标，或为初始安装阶段之后的 某个时间区间内测量计算出的所述交点的位置坐标； 位置变化量门限△d在0.01毫米至5毫米范围内取值； 优选地，位置变化量门限△d在0.01毫米至1毫米范围内取值。 本实施例讨论的使用磁感应强度测量数据确定安装松动状态，适用于磁传感元件 安装在导线外壳或熔断器外壳的应用场景，参见图4所示，在此应用场景下，使用图4所示的 传感元件支架（5）。 实施例二，一种基于导线磁场的检测装置举例 参见图2～6所示，本发明提供的一种基于导线磁场的检测装置实施例,包括： 感知模块（7），处理模块（4）；其中， 感知模块（7）用于获取导线电流产生的的磁感应强度数据，包含部署在导线周边且相 对位置为已知的N个磁传感单元，每个磁传感单元包含至少一个磁传感元件，其中，N为大于 或等于3的整数； 处理模块（4）用于使用磁感应强度测量数据确定导线电流参数、导线震动参数和安装 松动状态中的至少一种，包含信号调理模块（41）和数据处理模块（42）； 感知模块（7）还包含传感元件支架（5）或传感元件支架（6）； 传感元件支架（5）与导线、导线外壳或熔断器壳体之间存在支撑连接； 传感元件支架（6）与导线固定支座（34）间存在支撑连接。 所述相对位置为已知的N个磁传感单元包括：在具体坐标系内的位置坐标为已知， 或相互间的间距及空间布局为已知的磁传感元件；所述磁传感元件与测量点相对应； 其中，所述具体坐标系包括位于磁传感单元的测量点所在平面的的坐标系； 一种易于计算的坐标系设置方法包括：将二维直角坐标系的原点设置在一种一个测量 点上，并且，让该坐标系的横轴穿过另外一个测量点；这样设置坐标系的优点是简化了测量 点的坐标值的数值描述，便于计算。 所述N个磁传感单元，N等于3是计算导线中心线位置所需要的最少数量，当N小于3 时，可以进一步提高导线中心线位置的估计精度，并且，可以通过干扰识别来剔除部分受干 扰的测量点从而抑制干扰磁场对导线中心线位置估计精度的干扰； 所述计算导线中心线位置，具体包括计算导线中心线与磁传感单元所在测量点确定的 平面的交点在所述坐标系中的位置坐标。 18 CN 111596119 A 说　明　书 13/22 页 本实施例中，将导线中心线与磁传感单元的测量点所在平面的交点作为参照点或 基准点； 导线中心线也可以称之为导线中轴线。 所述磁传感单元的测量点包括磁传感单元包含的磁传感元件的感应区域的中心 点所在点。 所述磁传感元件为各向异性磁电阻元件，巨磁电阻元件和磁性隧道结元件中的任 一种。 所述导线包括电网电力线，设备电源线和保险丝。 流过导线的电流为直流电流或交流电流。 一种对保险丝进行电流测量的应用方式是将N个磁传感单元布设在电网使用的熔 断器上，用于测量熔断器包含的保险丝的电流的测量。 具体地，参见图2所示，磁传感元件（11）至（14）布设在第一平面（1）内，磁传感元件 （21）布设在第二平面（2）内，第一平面（1）和第二平面（2）均与导线（3）的中心线（31）垂直； 导线中心线（31）与第一平面（1）的交点被称之为参照点或基准点，该点的坐标为（x0, y0）;  磁传感元件（11）至（14）的坐标依次为（x1,y1）、（x2,y2）（x3,y3）、（x4,y4）；位于第二 平面（2）内的磁传感元件（21）对应的测量点在第一平面（1）内的投影的坐标为（x5,y5）。 图2中，磁传感元件（11）至（14），以及磁传感元件（21），用方框表示，这些磁传感元 件所对应的测量点用方框内的圆点表示。 本实施例给出的装置，其中， 感知模块（7）包含的部署在导线周边且相对位置为已知的N个磁传感单元，具体布设方 式包括如下任一种： 布设方式一，布设在传感元件支架（5）上，N个磁传感单元部署在与导线中心线相垂直 的第一平面内，使用传感单元支架（5）为N个磁传感单元提供支撑，该传感单元支架（5）由导 线、导线壳体或熔断器壳体提供支撑； 布设方式二，布设在传感元件支架（5）上，N个磁传感单元部署在与导线中心线相垂直 的第一和第二平面内，第一平面内的磁传感单元在第二平面内的垂直投影的位置坐标与第 二平面内磁传感单的位置坐标不重叠，或，第二平面内的磁传感单元在第一平面内的垂直 投影的位置坐标与第一平面内磁传感单的位置坐标不重叠，使用传感单元支架（5）为N个磁 传感单元提供支撑，该传感单元支架（5）由导线、导线壳体或熔断器壳体提供支撑； 布设方式三，布设在传感元件支架（6）上，调整传感元件支架（6）的角度使得N个磁传感 单元部署在与水平面相垂直的第一平面内，使用传感单元支架（6）为N个磁传感单元提供支 撑，该传感单元支架（6）由导线固定座（34）提供支撑，当导线震动时产生相对于传感单元支 架的位移，在该布设方式下，N个磁传感单元被用于确定导线电流参数、导线震动参数和安 装松动状态中的至少一种； 布设方式四，布设在传感元件支架（6）上，调整传感元件支架（6）的角度使得N个磁传感 单元部署在与水平面相垂直的第一和第二平面内，第一平面内的磁传感单元在第二平面内 的垂直投影的位置坐标与第二平面内磁传感单的位置坐标不重叠，或，第二平面内的磁传 感单元在第一平面内的垂直投影的位置坐标与第一平面内磁传感单的位置坐标不重叠，使 用传感单元支架（6）为N个磁传感单元提供支撑，该传感单元支架（6）由导线固定座（34）提 19 CN 111596119 A 说　明　书 14/22 页 供支撑，当导线震动时产生相对于传感单元支架的位移，在该布设方式下，N个磁传感单元 被用于确定导线电流参数、导线震动参数和安装松动状态中的至少一种。 所述N个磁传感单元，安装在由聚磁材料或非聚磁材料构成的传感元件支架上，该 传感元件支架用于： 保持传感单元包含的磁传感元件间具有确定的位置关系；或 保持传感单元包含的磁传感元件至传感元件支架包含的通孔中心线的距离相等或距 离不变；或 使N个磁传感单元随传感元件支架做整体位移，从而调整传感单元包含的磁传感元件 至传感元件支架包含的通孔内的导线中心线的距离；或 使N个磁传感单元与导线固定座间保持硬性支撑，使得使N个磁传感单元不随导线的震 动而震动，或抑制导线震动对N个磁传感单元位置的扰动。 具体地，布设方式一用于测量导线的电流值，此种方式下，磁传感元件布设在传感 元件支架上，传感单元对应的测量点的空间布局和相对间距为已知，并且，传感元件支架与 导线或导线外表面之间存在支撑连接，通常情况下，该支撑连接由紧固件实现，在紧固件的 作用下，传感元件支架与导线间不会发生位移，从而保障了导线中心线到测量点的距离不 会改变。 布设方式二用于测量导线的电流值，此种方式下，磁传感元件布设在传感元件支 架的两个相互平行的平面上，或者说，测量点分布在传感元件支架的两个相互平行的平面 上； 进一步地，导线中心线至少在所述两个相互平行的平面间保持直线状态，并且与两个 平面垂直，这种布局状态允许将其中一个平面内的测量点的坐标投影到另一个平面上进行 处理； 将其中一个平面内的测量点的坐标投影到另一个平面上进行处理，包括在投影到的平 面内使用安培环流定律计算导线中心线的位置坐标或计算电流值。 布设方式二为在更大空间内实现磁感应强度测量，尽可能避免测量点间的磁场相 互干扰和耦合提供了条件。 布设方式三用于测量导线的震动参数，也可以用于测量导线的电流值，此种方式 下，磁传感元件布设在不随导线晃动而晃动的传感元件支架上； 具体地，该方式可以实现导线震动参数和导线电流值的综合测量。 进一步地，由于导线在垂直平面内的下垂和上扬，或者由于导线在水平面内的方 位摆动，都会导致导致导线中心线不再与测量点所在平面的严格垂直，但是，在震动幅度较 小时，比如震动幅度小于3毫米时，导线震动引发的导线中心线与测量点所在平面的角度变 化量不大，可以忽略该角度变化，仍然使用垂直关系来紧似计算导线中心线的位置坐标，并 且基于该计算出的位置坐标进行电流值和震动幅度的计算。 布设方式四用于测量导线的电流值，此种方式下，磁传感元件布设在传感元件支 架的两个相互平行的平面上，或者说，测量点分布在传感元件支架的两个相互平行的平面 上； 类似于方式三，布设方式四中，由于导线在垂直平面内的下垂和上扬，或者由于导线在 水平面内的方位摆动，都会导致导致导线中心线不再与测量点所在平面的严格垂直，但是， 20 CN 111596119 A 说　明　书 15/22 页 在震动幅度较小时，比如震动幅度小于3毫米时，导线震动引发的导线中心线与测量点所在 平面的角度变化量不大，可以忽略该角度变化，仍然使用垂直关系来紧似计算导线中心线 的位置坐标，并且基于该计算出的位置坐标进行电流值和震动幅度的计算。 布设方式四为在更大空间内实现磁感应强度测量，尽可能避免测量点间的磁场相 互干扰和耦合提供了条件，并且，布设方式四可用于对距离导线固定支座不同距离上的导 线震动参数，比如震动幅度，进行测量。 具体地，磁传感单元的布设方式一，参见图4所示，包括布设在同一个平面内的磁 传感元件（11）至（14），所述平面为第一平面（1），磁传感元件（11）至（14）布设在传感元件支 架（5）上； 磁传感单元的布设方式二，参见图4所示，包括布设在同一个平面内的磁传感元件（11） 至（14），所述平面为第一平面（1），以及布设在第二平面（2）内的磁传感元件（21），磁传感元 件（21）布设在传感元件支架（5）上； 图4中，传感元件支架（5）包含处理模块（4），处理模块（4）包含的信号调理模块（41）布 设在传感元件支架（5）上，而处理模块（4）包含的数据处理模块（42）则有两种布设方式： 一种是数据处理模块（42）布设在传感元件支架（5）上，该模块在传感现场执行计算导 线电流值所需要的数据处理； 一种是数据处理模块（42）布设在网络侧，该模块在在网络侧执行计算导线电流值所需 要的数据处理。 进一步地，传感元件支架（5）与传感元件支架紧固件（51）和传感元件支架紧固件 （52）中的至少一个存在物理连接，通过传感元件支架紧固件（51）和传感元件支架紧固件 （52）中的至少一个实现导线与传感元件支架之间的安装固定。 具体地，磁传感单元的布设方式三，参见图5所示，包括布设在同一个平面内的磁 传感元件（11）至（13），所述平面为第一平面（1），该平面与水平面垂直，磁传感元件（11）至 （13）布设在传感元件支架（6）上； 磁传感单元的布设方式四没有在图5中示出。 图5中，传感元件支架（6）包含处理模块（4），处理模块（4）包含的信号调理模块 （41）布设在传感元件支架（6）上，而处理模块（4）包含的数据处理模块（42）则有三种布设方 式： 一种是数据处理模块（42）布设在传感元件支架（6）上，该模块在传感现场执行计算导 线电流值和导线震动参数所需要的数据处理； 一种是数据处理模块（42）布设在电路壳体（62）内，电路壳体（62）由导线固定支座（34） 提供支撑，并且，传感元件支架支撑件（61）也由导线固定支座（34）提供支撑，在这种布设方 式下，数据处理模块（42）在传感现场执行计算导线电流值和导线震动参数所需要的数据处 理； 一种是数据处理模块（42）布设在网络侧，该模块在在网络侧执行计算导线电流值所需 要的数据处理。 进一步地，传感元件支架（6）与导线固定支座（34）之间通过传感元件支架支撑件 （61）进行连接，由传感元件支架支撑件（61）为传感元件支架（6）提供支撑。 作为实现震动参数计算的一种具体实现方式，数据处理模块（42）使用感知模块 21 CN 111596119 A 说　明　书 16/22 页 （7）包含的磁传感元件在不同时间区间内测量得到的磁感应强度值来计算导线中心线在不 同时间区间内的位置，得到一组导线中心线的位置数据，使用该组未知数据计算出导线的 震动波形参数。 导线的震动体现在导线中心线31偏离水平基准线（33）的导线偏角（32），而计算出 导线的震动波形参数是以水平基准线（33）为基准进行描述。 水平基准线（33）为概念上的直线，水平基准线（33）为穿过处于静止状态的导线中 心线与磁传感元件对应的测量点所在平面的交点的水平线。 本实施例给出的装置，其中， 所述数据处理模块（42），用于使用磁感应强度测量数据确定导线电流参数，其执行的 操作步骤包括： 确定比例关系：使用安培环路定律确定两个不同位置的测量点间的磁感应强度之比与 这两个测量点各自到导线中心线与测量点所在平面交点的距离之比的关系； 确定间距关系：使用测量点位置坐标及导线中心线位置坐标表示该测量点到导线中心 线的距离； 使用所述比例关系、间距关系以及在测量点处获取的磁感应强度的测量值求解导线中 心线与测量点所在平面交点的坐标； 使用所述导线中心线与测量点所在平面交点的坐标和至少一个测量点的坐标确定导 线电流值； 所述数据处理模块（42），用于使用磁感应强度测量数据确定导线震动参数，其执行的 操作步骤包括： 确定比例关系：使用安培环路定律确定两个不同位置的测量点间的磁感应强度之比与 这两个测量点各自到导线中心线与测量点所在平面交点的距离之比的关系； 确定间距关系：使用测量点位置坐标及导线中心线与测量点所在平面交点的位置坐标 表示该测量点到导线中心线的距离； 使用所述比例关系和间距关系求解导线中心线与测量点所在平面交点的坐标； 使用在不同时间区间内获取的所述导线中心线的坐标值确定导线震动参数。 根据安培环路定律，圆形导线的外部磁感应强度与离导线中心线的距离、导线上 的电流值的关系为： B  =μ0I/2πr                            (1) 其中，B是磁感应强度；μ0是介质的磁常数；I是导线内的电流值；r是测量点与导线中心 线的距离。 所述确定比例关系，具体包括：在使用三个测量点T1,T2,T3的情况下，测量点T1、T2、、 T3到导线中心线的距离依次为r1、r2、r3，使用式（1）可以到到如下关系： r1/r2=B2/B1                            (2) r1/r3=B3/B1                            (3) 所述确定间距关系，具体包括：利用欧氏距离关系，使用测量点T1、T2、、T3的坐标值将r1、 r2、r3表示为： r1=[(x0-x1)2 (y0-y1)2]^(1/2)                    (4) r2=[(x0-x2)2 (y0-y2)2]^(1/2)                    (5) 22 CN 111596119 A 说　明　书 17/22 页 r3=[(x0-x3)2 (y0-y3)2]^(1/2)                    (6) 式中， r1,r2,r3为测量点T1,T2,T3到导线中心线的距离；测量点T1,T2,T3位于同一个平面P 内，平面P与导线中心线相垂直。 （x0,y0）为导线中心线与平面P的交点的坐标，平面P为测量点T1,T2,T3所在平面； （x1,y1）为测量点T1在平面P内的直角坐标系内的坐标； （x2,y2）为测量点T2在平面P内的直角坐标系内的坐标； （x3,y3）为测量点T3在平面P内的直角坐标系内的坐标。 进一步地，坐标（x1,y1）、（x2,y2）和（x3,y3）的坐标值为已知。 一种设置坐标系的方法是，以测量点T1（x1,y1）为原点，使得（x1,y1）=（0,0）。 此处讨论的方法适用于测量点共面、测量点不共面，以及测量点间的相对位置任 意的场景下导线中心点位置的计算； 为了使问题简化，假设这三个测量点位于同一个直线上。 使用安培环路定律（1）计算导线电流的公式为： I  =  2πrB/μ0                            (7) 具体地，以布设在第一平面（1）内的三个磁传感元件为例，参见图3所示，这三个磁传感 元件（11）、（12）和（13）位于一条直线上，且这条直线与坐标轴X轴重合，磁传感元件（11）位 于直角坐标系的原点；r1、r2和r3表示导线中心线31与第一平面（1）的交点到三个磁传感元 件（11）、（12）和（13）所对应的测量点的距离，该交点被称之为参照点，其坐标为（x0,y0）。 作为导线电流值测量和导线震动测量的一种电路实现方式，参见图6所示，测量电 路包括： 感知模块（7）、处理模块（4）、通信模块（8）和供电模块（9）；其中， 通信模块（8）包含有天线、射频电路和调制器； 供电模块（9）包含电池、太阳能电池板或电源变换适配器。 处理模块（4）包含信号调理模块（41），信号调理模块（41）包含电桥电路，振荡电 路，放大电路和模数转换电路中的至少一种。 感知模块（7）与处理模块（4）存在电连接，感知模块（7）通过该电连接将其对磁场 的应变信号传送给处理模块（4）中的信号调理模块（41）。 信号调理模块（41）与数字处理模块（42）之间存在电连接，或者与通信模块（8）存 在电连接； 信号调理模块（41）将其处理后的携带磁场感应强度信息的电信号送往数字处理模块 （42），或信号调理模块（41）将其处理后的携带磁场感应强度信息的电信号直接送往通信模 块（8）。 通信模块（8）与数字处理模块（42）之间存在电连接，或与信号调理模块（41）之间 存在电连接，通信模块（8）使用该连接接收数字处理模块（42）输出的数据信号，或接收信号 调理模块（41）输出的数据信号，然后将接收到的数据信号发送给网络侧。 供电模块（9）与感知模块（7）、信号调理模块（41）以及通信模块（8）之间存在电连 接，通过该电连接向所述模块供电。 供电模块（9）包含电池、太阳能电池模块、电力线取电模块和电源适配器模块中的 23 CN 111596119 A 说　明　书 18/22 页 至少一种。 本实施例给出的装置，其中， 所述数据处理模块（42），对应于导线中的电流为交流的情况，在执行使用磁感应强度 测量数据确定导线电流参数的操作之前，执行如下干扰识别的操作： 确定交流电流的零值点出现的时间点，在零值点出现的时间点上获取磁传感单元的测 量值，若磁传感单元的测量值小于预定零值门限，则将磁传感单元所在位置判为不存在干 扰磁场；若磁传感单元的测量值大于或等于预定零值门限，则将磁传感单元所在位置判为 存在干扰磁场；或 获取磁传感单元测量值的正值最大值和负值最大值，计算正值最大值与负值最大值的 绝对值的差值，若该差值的绝对值小于预定的正负峰值绝对值差值门限，则将磁传感单元 所在位置判为不存在干扰磁场；若该差值的绝对值大于预定的正负峰值绝对值差值门限， 则将磁传感单元所在位置判为存在干扰磁场。 具体地，导线中的交流电流产生的交变磁场作用在磁传感单元包含的磁传感元件 上，在不存在外界磁场干扰的情况下，导线中的交流电流产生的交变磁场具有如下特点： 1、在磁传感元件上产生方向相反幅度相同的磁场，即在一个方向上（假设为正方向）的 极大值（假设为正值）与在相反方向上（假设为负方向）产生的极大值（假设为负值）的绝对 值是相等的；当存在干扰磁场时，这种相等关系将被破坏； 2、在磁传感元件上产生的磁感应强度是以与导线电流相同的波形出现的，即以正弦波 的形式出现的，在不存在外界磁场干扰的情况下，当导线中的电流处于过零点时，磁传感元 件测量出的磁感应强度也是处于过零点。 具体地，确定交流电流的零值点出现的时间点，包括： 在交流电流一个变化周期内，使用磁传感单元对磁场进行两次或两次以上的测量，使 用正弦曲线对所述测量值进行曲线拟合，得到拟合曲线，从拟合曲线上确定交流电流的零 值点出现的时间点； 从拟合曲线上确定交流电流的零值点出现的时间点的方法包括： 直接将拟合得到的正弦曲线的零值点作为交流电流的零值点出现的时间点；或 将拟合得到的正弦曲线的正值最大值点（波峰）和负值最大值点（波谷）之间的中间点 作为交流电流的零值点出现的时间点。 类似地，获取磁传感单元测量值的正值最大值和负值最大值的方法包括： 在交流电流一个变化周期内，使用磁传感单元对磁场进行两次或两次以上的测量，使 用正弦曲线对所述测量值进行曲线拟合，得到拟合曲线，从拟合曲线上确定磁传感单元测 量值的正值最大值和负值最大值；进一步地，确定从拟合曲线上确定磁传感单元测量值的 正值最大值和负值最大值的出现时刻。 进一步地，在确定了感单元测量值的正值最大值和负值最大值的出现时刻之后， 在所述正值最大值和负值最大值中的至少一个的出现时刻上进行磁感应强度测量，并使用 该磁感应强度值计算导线电流值。 具体地，预定零值门限在0～1特斯拉范围内取值； 优选地，预定零值门限在0～10^(-3)特斯拉范围内取值。 预定的正负峰值绝对值差值门限为一个比例值，该比例值为正负峰值绝对值差值 24 CN 111596119 A 说　明　书 19/22 页 与正负峰值间幅度值之比值，将该比值作为预定的正负峰值绝对值差值门限，该门限在0~ 0.1之间取值； 优选地，预定的正负峰值绝对值差值门限在在0~0.01之间取值。 本实施例给出的装置，其中， 所述数据处理模块（42），对应于导线中的电流为直流或交流的情况，在执行使用磁感 应强度测量数据确定导线电流参数的操作之前，执行如下干扰识别的操作： 使用测量点到参照点的距离r1、r2、r3、、、rN 确定一组测量点距离比值：r1/r2、r1/r3、r1/ r4、、、r1/rN,所述参照点为导线中心线与测量点所在平面交点，参照点的坐标为已知值或为 假设值； 使用所述测量点距离比值中的测量点处获取的场强测量值确定一组测量点场强比值：  B2/B1、B  3/  B  1、B  4/  B  1、...  B  n/  B  1； 使用数组R=[  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]与数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]对应项的差值，或使用数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]确定是否 存在干扰。 所述参照点的坐标为已知值，包括无磁场干扰状态下的坐标标定值，或以往通过 现场测量获取的参照点坐标值； 所述参照点的坐标为假设值，包括在距离参照点真值可能出现的区域范围内假设的参 照点的坐标值； 所述在距离参照点真值可能出现的区域范围内假设的参照点的坐标值可以包括一个 或一个以上的假设的参照点的坐标值。 干扰识别用于判断测量点处是否存在干扰磁场，当存在干扰磁场时，磁传感元件 感知的磁感应强度将包含干扰成分，为了在存在干扰的情况下实现对导线中心线位置的正 确估计，需要抑制或滤除干扰磁场的影响，这就需要进行干扰识别，在识别出存在干扰的情 况下，进一步采用干扰处理措施； 本实施例给出的装置，其中， 所述数据处理模块（42）执行的使用数组R=[  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]与数组B= [  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]对应项的差值确定是否存在干扰，包括如下干扰 识别步骤： 计算对应项的差值的导出值，该导出值为对应项的差值的绝对值之和，或为对应项的 差值的平方和； 将所述导出值与导出值门限相比较，若导出值大于或等于导出值门限，则将数组B包含 的磁感应强度测量数据判为受干扰测量数据，并进行干扰处理；如果导出值小于导出值门 限，则将数组M包含的磁感应强度测量数据判为无干扰测量数据，并使用该测量数据确定导 线电流值和导线震动参数中的至少一种； 所述数据处理模块（42）执行的使用数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1] 确定是否存在干扰，包括如下至少一种步骤： 对数组M进行曲线拟合，并将拟合误差与拟合误差门限进行比较，若拟合误差大于或等 于拟合误差门限，则判为存在干扰，并进行干扰处理；若拟合误差小于拟合误差门限，则判 为不存在干扰； 25 CN 111596119 A 说　明　书 20/22 页 对数组M进行曲线拟合，并将拟合曲线上的数据构成数组F=[f1,f2,  ...  fn],将F与R= [  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]，求取数组F与数组R的欧氏距离D（F,R），使用所述欧氏距离 计算数组F与数组R的相似度Sf=1/(1 D) ,将Sf与相似度门限THf进行比较，当Sf小于或等于 相似度门限THf时，则判为存在干扰，并进行干扰处理；当Sf大于相似度门限THf时，则判为 不存在干扰；以及 求取数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]与数组R的欧氏距离D（M,R），使 用所述欧氏距离计算数组M与数组R的相似度S=1/(1 D) ,将Sm与相似度门限THm进行比较， 当Sm小于或等于相似度门限THm时，则判为存在干扰，并进行干扰处理；当Sm大于相似度门限 THm时，则判为不存在干扰。 具体地，在计算相似度时，将n维数组F与n维数组R看作n维空间中的两个点的坐 标，利用欧几里德距离公式求解欧氏距离D（F,R）；将n维数组M与n维数组R看作n维空间中的 两个点的坐标; 利用欧几里德距离公式求解欧氏距离D（F,R）或D（M,R）； 所述相似度门限为在[0,1]区间内取值的正实数，相似度门限THf或THm不包含数值0和 数值1。 所述进行干扰处理，包括： 不使用此次测量数据进行电流中心线坐标计算；或 剔除强干扰数据，使用剔除强干扰数据后的测量数据进行电流中心线坐标计算。 具体地，所述剔除强干扰数据的步骤包括： 对应于将所述导出值与导出值门限相比较，若导出值大于或等于导出值门限，则将数 组B包含的磁感应强度测量数据判为受干扰测量数据，并进行干扰处理，进一步包括如下剔 除强干扰数据的步骤： 获取数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中与R=[  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]中对应项间的差值的绝对值构成的数组DABS=[d1,d2,d3,  ...dn],从DABS中确定最大 值的项的位置序号，将M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中具有同样位置序号的 项中作为分母的磁感应强度测量值判为受干扰测量项，不将该受干扰测量项用于求解导线 中心线与测量点所在平面交点的位置坐标。 对应于将拟合误差与拟合误差门限进行比较，若拟合误差大于或等于拟合误差门 限，则判为存在干扰，并进行干扰处理，进一步包括如下剔除强干扰数据的步骤： 获取数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中与F=[f1,f2,  ...  fn]中对应 项间的差值的绝对值构成的数组DABS=[d1,d2,d3,  ...dn],从DABS中确定最大值的项的位置 序号，将M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中具有同样位置序号的项中作为分母 的磁感应强度测量值判为受干扰测量项，不将该受干扰测量项用于求解导线中心线与测量 点所在平面交点的位置坐标。 对应于当Sf小于或等于相似度门限THf时，则判为存在干扰，并进行干扰处理，进 一步包括如下剔除强干扰数据的步骤： 获取数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中与F=[f1,f2,  ...  fn]中对应 项间的差值的绝对值构成的数组DABS=[d1,d2,d3,  ...dn],从DABS中确定最大值的项的位置 序号，将M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中具有同样位置序号的项中作为分母 26 CN 111596119 A 说　明　书 21/22 页 的磁感应强度测量值判为受干扰测量项，不将该受干扰测量项用于求解导线中心线与测量 点所在平面交点的位置坐标。 对应于当当Sm小于或等于相似度门限THm时，则判为存在干扰，并进行干扰处理， 进一步包括如下剔除强干扰数据的步骤： 获取数组M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中与R=[  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]中对应项间的差值的绝对值构成的数组DABS=[d1,d2,d3,  ...dn],从DABS中确定最大 值的项的位置序号，将M=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中具有同样位置序号的 项中作为分母的磁感应强度测量值判为受干扰测量项，不将该受干扰测量项用于求解导线 中心线与测量点所在平面交点的位置坐标。 具体实施过程中，所述的导线中心线坐标计算、导线电流计算、导线震动计算及干 扰识别的操作，可以在测量现场进行，也可以发送到网络侧进行。 一种实施方式是，将测量数据发送到网络侧，由网路侧使用测量数据进行处理，这 样做的好处是可以获得原始的磁感应强度测量数据，有利于对测量数据的深入处理，比如， 可以结合历史数据和相邻测量点的数据来判断测量数据是否异常； 一种实施方式是，在测量现场进行导线电流计算、导线震动计算，将计算结果发送给网 络侧，这样处理的缺点是丢掉了原始测量数据，网络侧无法从磁感应强度的层面做进一步 的分析。 具体地，导出值门限为一个比值，包括如下任一种比例关系： 当导出值为R=[  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]与数组B=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]对应项的差值的绝对值之和时，导出值门限为对应项的差值的绝对值之和与 B=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中各项绝对值之和的比值Rsum；Rsum在0～0.1 范围内取值；优选地，Rsum在0～0.01范围内取值； 当导出值为R=[  r1/r2，r1/r3，r1/r4，...  r1/rN]与数组B=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]  对应项的差值的平方和时，导出值门限为对应项的差值的平方和与B=[  B2/ B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中各项的平方和的比值Rsumsq；Rsumsq在0～0.1范围 内取值；优选地，Rsumsq在0～0.01范围内取值。 具体地，拟合误差门限为一个比值，包括如下比例关系： 拟合误差门限为拟合残差平方和与B=[  B2/B1,B  3/  B  1,B  4/  B  1  ,  ...  B  n/  B  1]中各 项平方和的比值Fsumsq,Fsumsq在0～0.1范围内取值；优选地，Fsumsq在0～0.01范围内取 值。 本实施例给出的装置，其中， 所述数据处理模块（42）执行使用磁感应强度测量数据确定安装松动状态的操作，具体 包括如下操作步骤： 确定比例关系：使用安培环路定律确定两个不同位置的测量点间的磁感应强度之比与 这两个测量点各自到导线中心线与测量点所在平面交点的距离之比的关系； 确定间距关系：使用测量点位置坐标及导线中心线位置坐标表示该测量点到导线中心 线的距离； 使用所述比例关系、间距关系以及在测量点处获取的磁感应强度的测量值求解导线中 心线与测量点所在平面交点的坐标； 27 CN 111596119 A 说　明　书 22/22 页 判断所述交点的坐标的变化量，若所述交点的坐标的变化量大于或等于预定的位置变 化量门限，则将磁传感元件的安装判为出现松动；若所述交点的坐标的变化量小于预定的 位置变化量门限，则将磁传感元件的安装判为没有出现松动。 通常，导线的震动或舞动会导致磁传感元件与导线间的安装连接产生松动，安装 连接件的老化变形或断裂也会导致磁传感元件与导线间的安装连接产生松动； 为了保障导线电流测量值的真实性，需要及时检测出磁传感元件与导线间的安装连接 松动。 具体地，所述位置变化量门限为当前测量计算出的所述交点位置Pn到之前测量计 算出的所述交点位置Pb的距离值△d； 所述Pb为初始安装阶段测量计算出的所述交点的位置坐标，或为初始安装阶段之后的 某个时间区间内测量计算出的所述交点的位置坐标； 位置变化量门限△d在0.01毫米至5毫米范围内取值； 优选地，位置变化量门限△d在0.01毫米至1毫米范围内取值。 本实施例讨论的使用磁感应强度测量数据确定安装松动状态，适用于磁传感元件 安装在导线外壳或熔断器外壳的应用场景，参见图4所示，在此应用场景下，使用图4所示的 传感元件支架（5）。 本发明实施例提供的方法及装置可以全部或者部分地使用电子技术实现；本发明 实施例提供的方法，可以全部或者部分地通过软件指令和/或者硬件电路来实现；本发明实 施例提供的装置包含的模块或单元，可以采用电子元器件实现。 以上所述，只是本发明的较佳实施方案而已，并非用来限定本发明的保护范围。任 何本发明所述领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在 实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的保护范围以所附权利要求的界定 范围为准。 本发明实施例给出的方法及装置，克服了现有技术存在的安装复杂、测量精度低、 抗干扰能力差、不能对导线电流、导线震动和安装松动中的两项做综合检测这些缺点中的 至少一种。安装便捷，抗干扰能力强，可用于导线电流检测、导线震动检测以及安装松动检 测。 28 CN 111596119 A 说　明　书　附　图 1/3 页 图1 图2 29 CN 111596119 A 说　明　书　附　图 2/3 页 图3 图4 30 CN 111596119 A 说　明　书　附　图 3/3 页 图5 图6 31