CN104714161B - 一种电缆绝缘化数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆绝缘化数据处理方法，包括分别对电缆芯对地电压和漏电流进行周期性采样，得到m组电缆芯对地电压和漏电流并分别进行相除处理，对应得到对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m，其中，m为正整数；依据趋势化处理公式对对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m进行趋势化处理，得到对应的趋势化阻抗值θ’₁、θ’₂、θ’₃、…、θ’_m，其中，趋势化处理公式为θ’_n＝θ’_n‑1*0.9+θ_n*0.1，其中，θ’₁＝θ₁，n为2至m中的任意整数；对趋势化阻抗值进行波形转换，得到趋势化阻抗波形图，通过趋势化处理，降低了采集数据的信号干扰以及噪声影响，使得运检人员能够直观有效地了解变化趋势，方便对电力电缆绝缘化程度进行趋势评估。本发明还公开了一种电缆绝缘化数据处理系统。

Description

一种电缆绝缘化数据处理方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种电缆绝缘化数据处理方法。

背景技术

我国作为煤炭大国，拥有众多的煤矿企业，煤矿企业的运转是离不开电的，电力系统经常出现的一个问题是电力电缆的绝缘老化。目前煤矿企业虽然能够实现对电力电缆运行状态的实时在线数据采集，但还没有对监测到的数据进行统筹趋势化处理的方法，使得无法得到监测数据的变化趋势。

因此，如何有效的对电力电缆监测数据进行趋势化处理，得到趋势化数据是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电缆绝缘化数据处理方法，降低了采集数据的信号干扰以及噪声影响，使得运检人员能够直观有效地了解变化趋势，方便对电力电缆绝缘化程度进行趋势评估；本发明的另一目的是提供一种电缆绝缘化数据处理系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电缆绝缘化数据处理方法，包括：

分别对电缆芯对地电压和漏电流进行周期性采样，得到m组所述电缆芯对地电压和漏电流并分别进行相除处理，对应得到对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m，其中，所述m为正整数；

依据趋势化处理公式对所述对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m进行趋势化处理，得到对应的趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇，其中，所述趋势化处理公式为θ_n＇＝θ_n-1＇*0.9+θ_n*0.1，其中，θ₁＇＝θ₁，所述n为2至m中的任意整数；

对所述趋势化阻抗值进行波形转换，得到趋势化阻抗波形图。

优选地，所述对电缆芯对地电压和漏电流进行周期性采样，得到m组所述电缆芯对地电压和漏电流过程具体为：

对电缆芯对地电压和漏电流进行实时测量，得到初始电缆芯对地电压和漏电流；

对所述初始电缆芯对地电压和漏电流进行AD周期性采样，得到m组所述电缆芯对地电压和漏电流。

优选地，所述对所述初始电缆芯对地电压和漏电流进行AD采样前，该方法还包括：

对所述初始电缆芯对地电压和漏电流进行放大处理。

优选地，该方法还包括：

对m个所述趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇进行存储。

优选地，所述对所述趋势化阻抗值进行波形转换，得到趋势化阻抗波形图过程具体为：

将m个所述趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇按照时间顺序进行编排，并转换为数组，再将数组转换为动态信号，并依据所述动态信号生成趋势化阻抗波形图。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种电缆绝缘化数据处理系统，包括采集模块、趋势化处理模块、波行数据转换模块以及波形显示模块，其中，

所述采集模块用于分别对电缆芯对地电压和漏电流进行周期性采样，得到m组所述电缆芯对地电压和漏电流；

所述趋势化处理模块用于对得到的m组所述电缆芯对地电压和漏电流并分别进行相除处理，对应得到对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m，其中，所述m为正整数；依据趋势化处理公式对所述对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m进行趋势化处理，得到对应的趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇，其中，所述趋势化处理公式为θ_n＇＝θ_n-1＇*0.9+θ_n*0.1，其中，θ₁＇＝θ₁，所述n为2至m中的任意整数；

所述波行数据转换模块用于对所述趋势化阻抗值进行波形转换；

所述波形显示模块用于对得到的趋势化阻抗波形图进行显示。

优选地，所述采集模块具体包括电压传感器、电流传感器以及AD采样器，其中，

所述电压传感器用于对电缆芯对地电压进行实时测量，得到初始电缆芯对地电压；

所述电流传感器用于对电缆芯对地漏电流进行实时测量，得到初始电缆芯对地漏电流；

AD采样器用于对所述初始电缆芯对地电压和漏电流进行AD周期性采样，得到m组所述电缆芯对地电压和漏电流。

优选地，该系统还包括：

调理电路，用于对所述初始电缆芯对地电压和漏电流进行放大处理。

优选地，该系统还包括：

ROM只读存储器，用于对m个所述趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇进行存储。

本发明提供的一种电缆绝缘化数据处理方法，在依据周期性采集得到的电缆芯对地电压和漏电流计算得到对地阻抗值后，对对地阻抗值进行趋势化处理得到趋势化阻抗值，并依据趋势化阻抗值进行波形绘制，得到趋势化阻抗波形图，通过趋势化处理，降低了采集数据的信号干扰以及噪声影响，使得运检人员能够直观有效地了解变化趋势，方便对电力电缆绝缘化程度进行趋势评估。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种电缆绝缘化数据处理方法的过程的流程图；

图2为本发明提供的另一种电缆绝缘化数据处理方法的过程的流程图；

图3为本发明提供的一种未经过趋势化处理的阻抗波形图；

图4为本发明提供的一种经过趋势化处理的趋势化阻抗波形图；

图5为本发明提供的一种电缆绝缘化数据处理系统的结构示意图；

图6为本发明提供的另一种电缆绝缘化数据处理系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电缆绝缘化数据处理方法，降低了采集数据的信号干扰以及噪声影响，使得运检人员能够直观有效地了解变化趋势，方便对电力电缆绝缘化程度进行趋势评估；本发明的另一核心是提供一种电缆绝缘化数据处理系统。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参照图1，图1为本发明提供的一种电缆绝缘化数据处理方法的过程的流程图，该方法包括：

步骤s101：分别对电缆芯对地电压和漏电流进行周期性采样，得到m组电缆芯对地电压和漏电流并分别进行相除处理，对应得到对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m，其中，m为正整数；

可以理解的是，首先设定好采样周期，分别对电缆芯对地电压和漏电流进行实时周期性采样直至得到m组数据，对采集到的电缆芯对地电压和漏电流进行相除计算，则对应地得到m组对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m。这里的m的具体数值由运检人员根据实际情况人为的来设定。

步骤s102：依据趋势化处理公式对对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m进行趋势化处理，得到对应的趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇，其中，趋势化处理公式为θ_n＇＝θ_n-1＇*0.9+θ_n*0.1，其中，θ₁＇＝θ₁，n为2至m中的任意整数；

可以理解的是，将对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m带入到趋势化处理公式θ_n＇＝θ_n-1＇*0.9+θ_n*0.1中，进行趋势化处理，则

θ₁＇＝θ₁；

θ₂＇＝θ₁＇*0.9+θ₂*0.1；

θ₃＇＝θ₂＇*0.9+θ₃*0.1；

……

θ_n＇＝θ_n-1＇*0.9+θ_n*0.1；

则可得到趋势化处理后的对应的趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇。

步骤s103：对趋势化阻抗值进行波形转换，得到趋势化阻抗波形图。

本发明提供的一种电缆绝缘化数据处理方法，在依据周期性采集得到的电缆芯对地电压和漏电流计算得到对地阻抗值后，对对地阻抗值进行趋势化处理得到趋势化阻抗值，并依据趋势化阻抗值进行波形绘制，得到趋势化阻抗波形图，通过趋势化处理，降低了采集数据的信号干扰以及噪声影响，使得运检人员能够直观有效地了解变化趋势，方便对电力电缆绝缘化程度进行趋势评估，从而有针对性地进行维护、检修，节省了定期排查所耗费的人力物力，提高了生产效益。

实施例二

请参照图2，图2为本发明提供的另一种电缆绝缘化数据处理方法的过程的流程图，该方法包括：

步骤s201：对电缆芯对地电压和漏电流进行实时测量，得到初始电缆芯对地电压和漏电流；

步骤s202：对初始电缆芯对地电压和漏电流进行放大处理；

可以理解的是，因为测量得到的初始电缆芯对地电压和漏电流的数值非常小，因此，在将其变换为数字信号进行处理之前需要将初始电缆芯对地电压和漏电流进行放大处理。

步骤s203：对初始电缆芯对地电压和漏电流进行AD周期性采样，得到m组电缆芯对地电压和漏电流；

步骤s204：对得到的m组电缆芯对地电压和漏电流分别进行相除处理，对应得到对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m，其中，m为正整数；

步骤s205：依据趋势化处理公式对对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m进行趋势化处理，得到对应的趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇，其中，趋势化处理公式为θ_n＇＝θ_n-1＇*0.9+θ_n*0.1，其中，θ₁＇＝θ₁，n为2至m中的任意整数；

步骤s206：对m个趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇进行存储；

将趋势化处理后得到的趋势化阻抗值按照时间顺序进行存储。

步骤s207：将m个趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇按照时间顺序进行编排，并转换为数组，再将数组转换为动态信号，并依据动态信号生成趋势化阻抗波形图。

趋势化处理后的数据方可进行波形转换，有效提供合适的、直观的趋势化阻抗波形图。

下面将结合更为具体的事例对本实施例提供的一种电缆绝缘化数据处理方法作介绍：

首先对电缆芯对地电压和漏电流的采样周期进行设定，假设每个月为30天，周期性采样的时间间隔为5分钟，即每5分钟采样一次，则一天共采样288次，一个月共采样8640次，一年则为103680次，10年则为1036800次。

值得注意的是，绝缘老化问题从电力电缆出厂到问题出现之间，是一个较长的时间段。所以短时间的趋势化阻抗值数据无法提供有效地变化趋势，运检人员仅凭借意识上的认识——绝缘降低，同样无法客观地给出有效实时相应的对策，因此，对数据需要进行一个较长时间的存储、编排、波形绘制。

现有一组以5分钟为周期，历时十年的对电缆芯对地电压和漏电流的采集并计算得到的一组对地阻抗值数据：

θ₁＝8000；

θ₂＝7650；

θ₃＝8030；

θ₄＝7930；

……

θ_1036797＝5307；

θ_1036798＝5250；

θ_1036799＝6000；

θ_1036800＝5242。

结合上述数据，绘制阻抗波形图，请参照图3，图3为本发明提供的一种未经趋势化处理的阻抗波形图。值得注意的是，图3为采用40多年数据绘制成的阻抗波形图，本实施例中10年的数据对应的波形在图3中的13600-17250天之间，图4与图3是相对应的，图4是将图3中的数据进行趋势化处理后得到的趋势化阻抗波形图。

下面将上述从θ₁对θ_1036800的对地阻抗值带入到趋势化处理公式为θ_n＇＝θ_n-1＇*0.9+θ_n*0.1中进行趋势化处理，并令θ’₁＝θ₁，则得到：

θ₁＇＝8000；

θ₂＇＝7965；

θ₃＇＝7965.5；

θ₄＇＝7967.35；

……

θ_1036799＇＝7024.653；

θ_1036800＇＝6846.3877。

则对进行趋势化处理后的趋势化阻抗值，按照时间顺序进行数据的存储和编排，并转换为数组，再将数组转换为动态信号，并依据动态信号生成趋势化阻抗波形图，请参照4，图4为本发明提供的一种经过趋势化处理的趋势化阻抗波形图。

很容易根据以上趋势化处理后的数据以及图看出，相邻数据的差值在数级上的减小，但保留了数值变化的基本趋势，因此，趋势化处理的方法能够有效减小噪声、信号干扰的影响，紧凑数值，使得毛刺减小。

本发明提供的一种电缆绝缘化数据处理方法，在实施例一的基础上，还增加了对初始电缆芯对地电压和漏电流的放大处理，以及对趋势化处理后的趋势化阻抗值的存储以及编排，进一步降低了采集数据的信号干扰以及噪声影响，使得运检人员能够更加直观有效地了解变化趋势，方便对电力电缆绝缘化程度进行趋势评估，避免了盲目地使用离线检测手段对电力电缆造成损伤。

与上述实施例提供的电缆绝缘化数据处理方法相对应的，本发明还提供了一种电缆绝缘化数据处理系统，请参照图5，图5为本发明提供的一种电缆绝缘化数据处理系统的结构示意图，该系统包括：

采集模块11、趋势化处理模块12、波行数据转换模块13以及波形显示模块14，其中，

采集模块11用于分别对电缆芯对地电压和漏电流进行周期性采样，得到m组电缆芯对地电压和漏电流；

趋势化处理模块12用于对得到的m组电缆芯对地电压和漏电流并分别进行相除处理，对应得到对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m，其中，m为正整数；依据趋势化处理公式对对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m进行趋势化处理，得到对应的趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇，其中，趋势化处理公式为θ_n＇＝θ_n-1＇*0.9+θ_n*0.1，其中，θ₁＇＝θ₁，n为2至m中的任意整数；

波行数据转换模块13用于对趋势化阻抗值进行波形转换；

波形显示模块14用于对得到的趋势化阻抗波形图进行显示。

本发明提供的一种电缆绝缘化数据处理方法，在依据周期性采集得到的电缆芯对地电压和漏电流计算得到对地阻抗值后，对对地阻抗值进行趋势化处理得到趋势化阻抗值，并依据趋势化阻抗值进行波形绘制，得到趋势化阻抗波形图，通过趋势化处理，降低了采集数据的信号干扰以及噪声影响，使得运检人员能够直观有效地了解变化趋势，方便对电力电缆绝缘化程度进行趋势评估，从而有针对性地进行维护、检修，节省了定期排查所耗费的人力物力，提高了生产效益。

请参照图6，图6为本发明提供的另一种电缆绝缘化数据处理系统的结构示意图，该系统在上述系统的结构基础上：

作为优选地，采集模块具体包括电压传感器111、电流传感器112以及AD采样器114，其中，

电压传感器111用于对电缆芯对地电压进行实时测量，得到初始电缆芯对地电压；

可以理解的是，这里的电压传感器111可以为霍尔电压传感器，当然，本发明在此并不做特别的限定，能实现本发明目的的电压采集器均在本发明的保护范围之内。

电流传感器112用于对电缆芯对地漏电流进行实时测量，得到初始电缆芯对地漏电流；

可以理解的是，这里的电流传感器112可以为霍尔电流传感器，当然，本发明在此并不做特别的限定，能实现本发明目的的电流采集器均在本发明的保护范围之内。

AD采样器114用于对初始电缆芯对地电压和漏电流进行AD周期性采样，得到m组电缆芯对地电压和漏电流。

进一步的，该系统还包括：

调理电路113，用于对初始电缆芯对地电压和漏电流进行放大处理。

进一步的，该系统还包括：

ROM只读存储器15，用于对m个趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇进行存储。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种电缆绝缘化数据处理方法，其特征在于，包括：

分别对电缆芯对地电压和漏电流进行周期性采样，得到m组所述电缆芯对地电压和漏电流并分别进行相除处理，对应得到对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m，其中，所述m为正整数；

依据趋势化处理公式对所述对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m进行趋势化处理，得到对应的趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇，其中，所述趋势化处理公式为θ_n＇＝θ_n-1＇*0.9+θ_n*0.1，其中，θ₁＇＝θ₁，所述n为2至m中的任意整数；

对所述趋势化阻抗值进行波形转换，得到趋势化阻抗波形图。

2.如权利要求1所述的电缆绝缘化数据处理方法，其特征在于，所述对电缆芯对地电压和漏电流进行周期性采样，得到m组所述电缆芯对地电压和漏电流过程具体为：

对电缆芯对地电压和漏电流进行实时测量，得到初始电缆芯对地电压和漏电流；

对所述初始电缆芯对地电压和漏电流进行AD周期性采样，得到m组所述电缆芯对地电压和漏电流。

3.如权利要求2所述的电缆绝缘化数据处理方法，其特征在于，所述对所述初始电缆芯对地电压和漏电流进行AD采样前，该方法还包括：

对所述初始电缆芯对地电压和漏电流进行放大处理。

4.如权利要求1所述的电缆绝缘化数据处理方法，其特征在于，该方法还包括：

对m个所述趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇进行存储。

5.如权利要求1所述的电缆绝缘化数据处理方法，其特征在于，所述对所述趋势化阻抗值进行波形转换，得到趋势化阻抗波形图过程具体为：

将m个所述趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇按照时间顺序进行编排，并转换为数组，再将数组转换为动态信号，并依据所述动态信号生成趋势化阻抗波形图。

6.一种电缆绝缘化数据处理系统，其特征在于，包括采集模块、趋势化处理模块、波行数据转换模块以及波形显示模块，其中，

所述采集模块用于分别对电缆芯对地电压和漏电流进行周期性采样，得到m组所述电缆芯对地电压和漏电流；

所述趋势化处理模块用于对得到的m组所述电缆芯对地电压和漏电流并分别进行相除处理，对应得到对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m，其中，所述m为正整数；依据趋势化处理公式对所述对地阻抗值θ₁、θ₂、θ₃、…、θ_m进行趋势化处理，得到对应的趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇，其中，所述趋势化处理公式为θ_n＇＝θ_n-1＇*0.9+θ_n*0.1，其中，θ₁＇＝θ₁，所述n为2至m中的任意整数；

所述波行数据转换模块用于对所述趋势化阻抗值进行波形转换；

所述波形显示模块用于对得到的趋势化阻抗波形图进行显示。

7.如权利要求6所述的电缆绝缘化数据处理系统，其特征在于，所述采集模块具体包括电压传感器、电流传感器以及AD采样器，其中，

所述电压传感器用于对电缆芯对地电压进行实时测量，得到初始电缆芯对地电压；

所述电流传感器用于对电缆芯对地漏电流进行实时测量，得到初始电缆芯对地漏电流；

AD采样器用于对所述初始电缆芯对地电压和漏电流进行AD周期性采样，得到m组所述电缆芯对地电压和漏电流。

8.如权利要求7所述的电缆绝缘化数据处理系统，其特征在于，该系统还包括：

调理电路，用于对所述初始电缆芯对地电压和漏电流进行放大处理。

9.如权利要求6所述的电缆绝缘化数据处理系统，其特征在于，该系统还包括：

ROM只读存储器，用于对m个所述趋势化阻抗值θ₁＇、θ₂＇、θ₃＇、…、θ_m＇进行存储。