CN105628250A - 基于灰色gm（1,1）模型的电力电缆故障监测方法 - Google Patents

Abstract

基于灰色GM(1,1)模型的电力电缆故障监测方法，涉及电力检测系统技术领域，其特征在于：包括测量层、链路层和主站层构成，通过以下操作步骤实现，确定操作模块、确定操作设备、确定工作步骤。本发明从提高电缆监测自动化水平，降低维护工作量的角度出发，以先进的光纤测温设备实现温度监测，以可靠的工业通信产品构建光缆通信网络，以IEC标准为电缆载流量分析的依据，实时监测了电缆的运行情况，并利用灰色GM(1，1)模型对电力电缆温度进行预测，设定合适的上限。当温度超过设定的上限值便报警，通知运维人员进行及时排查。该系统设计成本较低效果较好，且减少了人员投入，具有较大的经济效益。

Description

基于灰色GM（1,1）模型的电力电缆故障监测方法

技术领域：

本发明涉及电力检测系统技术领域，具体涉及基于灰色GM(1,1)模型的电力电缆故障监测方法。

背景技术：

近年来，电缆爆炸、起火等事故时有发生，究其原因，多为电缆本体绝缘老化或电缆接头接驳工艺不良，而这类事故的前兆均为电缆线路局部温度骤升。另外，电缆绝缘的老化过程与缆芯导体温度及敷设环境有很大的关系，而导体温度又随负荷而变化，难以由电流值利用热学模型推断电缆温度。因此，及时准确地获知电缆温度不仅能预防重大事故的发生，还能由实际温度曲线推算负载极限，具有实际意义。但城市配网大量使用的埋地电缆，由于其所处的环境复杂，监测其温度是一个难点。

传统的在线监测方法在国内应用较广，己经取得了一定的实绩，尤其是在对电缆绝缘系统的数学模型、换算公式、信号提取方式以及同步采集、谐波分析法的实现算法、损耗因数计算等问题，进行了大量研究。在传感器、信号分析仪研制方面，通过不断的改进和提高，在读数准确、抗干扰能力强等方面也取得了可喜成果。但是，随着大量的高压、长距离110kVXLPE电缆入网运行，对在线监测电缆传感器的抗干扰、准确性、及时性等方面，提出了更高的技术要求。将监测到的实时数据及时上传、及时处理，是

整个在线监测电缆系统的重要工作。可靠的数据传输方式可以确保上传数据的正确、及时，以及长期、安全运行；而及时组织、整合、处理好监测数据，不仅能为现场电缆安全运行提供技术保障，还能为优化电缆线路提供实时信息和辅助决策。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有的技术缺陷提供一种利用光纤测温技术获取电缆表面温度，通过光缆数据链路将采集的温度数据传输到处理计算机，主站软件根据IEC标准对数据进行分析，由电缆表面温度计算出电缆导体温度和载流量，预测电缆最大负荷能力，避免电缆长期过热运转而过早老化，同时又能最大限度地发挥电缆的输电能力。同时将数据进行实时的显示，对异常的路段通过邮件服务器通知运维人员进行排查，可以实现无人监督作业的基于灰色GM(1,1)模型的电力电缆故障监测方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

基于灰色GM(1,1)模型的电力电缆故障监测方法，其特征在于：包括测量层、链路层和主站层构成，通过以下操作步骤实现，

步骤一、确定操作模块：包括信号采集模块、通信模块、数据处理模块、数据可视化模块以及报警模块；

步骤二、确定操作设备：

Ⅰ信号采集模块包括光纤传感器、光纤测温仪以及数据采集器；

Ⅱ通信模块包括光缆以及通信服务器；

Ⅲ数据处理模块和数据可视化模块为基于灰色GM(1，1)的电力电缆故障监测及预警系统应用软件构成的数据库与Web服务器；

Ⅳ报警模块为邮件服务器；

步骤三、确定工作步骤：

Ⅰ将光纤传感器的一端间隔式并联安装在需要检测的电力电缆上，另一端接入光纤测温仪，构成电力电缆故障检测的测量层；

Ⅱ通过数据采集器采用RS-232/485通信口读取光纤测温仪采集的温度值，再将采集后的温度数据通过光缆利用TCP/IP协议将数据传输至通讯服务器，构成电力电缆故障监测的链路层；

Ⅲ通信服务器将传回的数据利用MySQL数据库进行存储，同时利用灰色GM(1，1)的电力电缆故障监测及预警系统应用软件对采集的温度值进行建模，建立电缆接头处温度预测值，并根据历史值建立电缆接头处温度阈值；

Ⅳ将采集回的温度值与基于灰色GM(1，1)的电力电缆故障监测及预警系统应用软件估算的阈值进行比较，若超出阈值范围且持续较长时间，便启动报警模块，通过邮件服务器自动给运维人员发送邮件，告知运维人员对电缆故障路段进行检查，并且可以通过Web服务器将数据可视化，进行实时动态显示，构成了电力电缆故障检测的主站层，方便分析监管。

本发明的有益效果为：从提高电缆监测自动化水平，降低维护工作量的角度出发，以先进的光纤测温设备实现温度监测，以可靠的工业通信产品构建光缆通信网络，以IEC标准为电缆载流量分析的依据，实时监测了电缆的运行情况，并利用灰色GM(1，1)模型对电力电缆温度进行预测，设定合适的上限。当温度超过设定的上限值便报警，通知运维人员进行及时排查。该系统设计成本较低效果较好，且减少了人员投入，具有较大的经济效益。

附图说明

图1为本发明的连接示意图。

图2为本发明的工作流程图。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示，进一步阐述本发明。

如图1以及图2所示，

基于灰色GM(1,1)模型的电力电缆故障监测方法，其特征在于：包括测量层、链路层和主站层构成，通过以下操作步骤实现，

步骤一、确定操作模块：包括信号采集模块、通信模块、数据处理模块、数据可视化模块以及报警模块；

步骤二、确定操作设备：

Ⅰ信号采集模块包括光纤传感器、光纤测温仪以及数据采集器；

Ⅱ通信模块包括光缆以及通信服务器；

Ⅲ数据处理模块和数据可视化模块为基于灰色GM(1，1)的电力电缆故障监测及预警系统应用软件构成的数据库与Web服务器；

Ⅳ报警模块为邮件服务器；

步骤三、确定工作步骤：

Ⅰ将光纤传感器的一端间隔式并联安装在需要检测的电力电缆上，另一端接入光纤测温仪，构成电力电缆故障检测的测量层；

Ⅱ通过数据采集器采用RS-232/485通信口读取光纤测温仪采集的温度值，再将采集后的温度数据通过光缆利用TCP/IP协议将数据传输至通讯服务器，构成电力电缆故障监测的链路层；

Ⅲ通信服务器将传回的数据利用MySQL数据库进行存储，同时利用灰色GM(1，1)的电力电缆故障监测及预警系统应用软件对采集的温度值进行建模，建立电缆接头处温度预测值，并根据历史值建立电缆接头处温度阈值；

Ⅳ将采集回的温度值与基于灰色GM(1，1)的电力电缆故障监测及预警系统应用软件估算的阈值进行比较，若超出阈值范围且持续较长时间，便启动报警模块，通过邮件服务器自动给运维人员发送邮件，告知运维人员对电缆故障路段进行检查，并且可以通过Web服务器将数据可视化，进行实时动态显示，构成了电力电缆故障检测的主站层，方便分析监管。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.基于灰色GM(1,1)模型的电力电缆故障监测方法，其特征在于：包括测量层、链路层和主站层构成，通过以下操作步骤实现，

步骤一、确定操作模块：包括信号采集模块、通信模块、数据处理模块、数据可视化模块以及报警模块；

步骤二、确定操作设备：

Ⅰ信号采集模块包括光纤传感器、光纤测温仪以及数据采集器；

Ⅱ通信模块包括光缆以及通信服务器；

Ⅲ数据处理模块和数据可视化模块为基于灰色GM(1，1)的电力电缆故障监测及预警系统应用软件构成的数据库与Web服务器；

Ⅳ报警模块为邮件服务器；

步骤三、确定工作步骤：

Ⅰ将光纤传感器的一端间隔式并联安装在需要检测的电力电缆上，另一端接入光纤测温仪，构成电力电缆故障检测的测量层；

Ⅱ通过数据采集器采用RS-232/485通信口读取光纤测温仪采集的温度值，再将采集后的温度数据通过光缆利用TCP/IP协议将数据传输至通讯服务器，构成电力电缆故障监测的链路层；

Ⅲ通信服务器将传回的数据利用MySQL数据库进行存储，同时利用灰色GM(1，1)的电力电缆故障监测及预警系统应用软件对采集的温度值进行建模，建立电缆接头处温度预测值，并根据历史值建立电缆接头处温度阈值；

Ⅳ将采集回的温度值与基于灰色GM(1，1)的电力电缆故障监测及预警系统应用软件估算的阈值进行比较，若超出阈值范围且持续较长时间，便启动报警模块，通过邮件服务器自动给运维人员发送邮件，告知运维人员对电缆故障路段进行检查，并且可以通过Web服务器将数据可视化，进行实时动态显示，构成了电力电缆故障检测的主站层，方便分析监管。