CN107271823A - 基于测温高压电缆的运行状态监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于测温高压电缆的运行状态监测方法，包括：当测温高压电缆正常运行时，收集若干组测温高压电缆的线芯温度与线芯电流值并建立对应关系，形成专家数据库，存储于标准数据库中；计算在某一线芯温度下实时检测的线芯电流值与标准数据库中的线芯电流值的电流差值；比较所述电流差值与预设的电流差阈值，并根据比较结果控制报警状态，根据所述报警状态对测温高压电缆的运行状态进行监测。本发明还提供了基于测温高压电缆的运行状态监测系统。本发明根据电流差值与电流差阈值的比较结果控制报警状态，通过对报警状态的查看可以有效的对测温高压电缆运行状态进行监测，并及时提示用户对测温高压电缆进行检修，保障电缆线路的安全运行。

Description

基于测温高压电缆的运行状态监测方法及系统

技术领域

本发明涉及电缆的技术领域，尤其涉及基于测温高压电缆的运行状态监测方法及系统。

背景技术

通过监测运行电缆导体线芯运行温度有助于监测电缆运行的健康状态。现有技术中通过一根多模光纤沿电缆线路纵向敷设的分布式光纤测温技术，实现整个电缆线路温度检测。分布式光纤测温系统主要是通过在电缆外护套表面敷设多模光纤，通过热传导模型计算导体温度进而推算出电流值。但是，电缆电流值与敷设方式、周边土壤温度、土壤热阻、埋设深度等敷设环境相关，且电缆沿线温度呈现空间分布式，不同位置温度有高低起伏，而一个电缆线路具有唯一电流值，则通过热传导模型计算出的导体温度与电流值并不具有对应关系。现有的分布式光纤测温系统计算出的导体温度并不能为提升电缆线路的运行电流值提供直接依据，也不能直接通过导体温度与电流值的关系对电缆运行状态进行监控。

因此，急需要测温高压电缆的运行状态监测方法及系统来克服上述存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供测温高压电缆的运行状态监测方法及系统，该测温高压电缆能够实现直接通过温度与电流值的关系对电缆运行状态进行监控的优点。

为实现上述目的，本发明提供了基于测温高压电缆的运行状态监测方法，包括：

A、当测温高压电缆正常运行时，收集若干组测温高压电缆的线芯温度与线芯电流值并建立对应关系，形成专家数据库，存储于标准数据库中；

B、计算在某一线芯温度下实时检测的线芯电流值与标准数据库中的线芯电流值的电流差值；

C、比较电流差值与预设的电流差阈值，并根据比较结果控制报警状态，根据报警状态对测温高压电缆的运行状态进行监测。

基于测温高压电缆的运行状态监测方法还包括：预先在标准数据库中设置电流差阈值。

步骤A具体包含：

A1、获取光纤温度解调仪检测到的测温高压电缆的线芯温度，及电流互感器检测到的测温高压电缆的线芯电流值；

A2、将多组线芯温度及其对应的线芯电流值形成对应的关系及专家数据库，并存储于标准数据库中。

步骤B具体包含：

B1、获取检测到的测温高压电缆的第一线芯温度及相应温度下的第一线芯电流值；

B2、在标准数据库中查找与第一线芯温度对应的第二线芯电流值；

B3、将第一线芯电流值与第二线芯电流值相减，得到电流差值。

步骤C具体包含：

C1、调用标准数据库中预设的电流差阈值；

C2、比较电流差值与预设的电流差阈值，并得到三种比较结果：电流差值大于或小于或等于电流差阈值；

C3、当电流差值大于设定的电流差阈值时，则进行报警；当电流差值小于或等于设定的电流差阈值时，则继续返回步骤B1；

C4、当出现报警时，则判断测温高压电缆运行状态异常；当未出现报警时，则判断测温高压电缆运行状态正常。

测温高压电缆包括：单芯电缆及测温光纤，测温光纤设于单芯电缆内。单芯电缆包含：导电线芯，测温光纤敷设于导电线芯内的几何中心位置。

基于测温高压电缆的运行状态监测系统，包括：

数据建立模块，用于在测温高压电缆正常运行时，收集若干组测温高压电缆的线芯温度与线芯电流值并建立对应关系，形成专家数据库，存储于标准数据库中；

计算模块，用于计算在某个线芯温度下实时检测的线芯电流值与标准数据库中的线芯电流值的电流差值；

状态监测模块，用于比较电流差值与预设的电流差阈值，并根据比较结果控制报警状态，根据报警状态对测温高压电缆的运行状态进行监测。

基于测温高压电缆的运行状态监测系统还包括：

阈值设置模块，用于预先在标准数据库中设置电流差阈值。

查询模块，用于查询存储在标准数据库中的线芯温度及线芯电流值；

显示模块，用于显示实时检测的线芯温度、线芯电流值，及显示在标准数据库中查询到的线芯温度、线芯电流值。

与现有技术相比，本发明公开了基于测温高压电缆的运行状态监测方法及系统，将收集的线芯温度与线芯电流值对应关系形成专家数据库存储于标准数据库中，利用标准数据库作为测温高压电缆在运行过程中线芯电流值是否超限的依据；根据电流差值与电流差阈值的比较结果控制报警状态，通过对报警状态的查看可以有效的对测温高压电缆运行状态进行监测，并及时提示用户对测温高压电缆进行检修，保障电缆线路的安全运行。

附图说明

图1为本发明的基于测温高压电缆的运行状态监测方法的流程图。

图2为本发明的基于测温高压电缆的运行状态监测系统的结构图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

测温高压电缆的线芯温度与线芯电流值具有对应关系，将某一线芯温度下实时检测的线芯电流值与标准的线芯电流值进行比较，如果两者没有差异则判定测温高压电缆的运行状态正常，否则判定测温高压电缆的运行状态异常，则可实现测温高压电缆的运行状态的监测。

在运行状态监测过程中，需提供满足线芯温度与线芯电流值对应关系的测温高压电缆，下面对该测温高压电缆的结构进行详细的描述。测温高压电缆包括单芯电缆及测温光纤，测温光纤设于单芯电缆内。优选的，单芯电缆包含导电线芯、内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽、金属护套、及外护层，导电线芯、内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽、金属护套、及外护层由内至外依次包裹敷设。将测温光纤敷设于测温高压电缆的导电线芯内的几何中心位置，测温光纤直接接触导体可准确测的线芯温度，且绝缘和护套等结构热导率较低，线芯温度几乎不受电缆敷设环境的影响。并不对单芯电缆的具体结构进行限定，不同电压等级和应用环境的电缆虽有差异，但均可以采用将测温光纤敷设于导电线芯内部的结构实现线芯温度的恒定。

基于上述结构的测温高压电缆，提供了基于测温高压电缆的监测方法，如图1所示，为本发明的基于测温高压电缆的运行状态监测方法的流程图，方法包括：

S1、当测温高压电缆正常运行时，收集若干组测温高压电缆的线芯温度与线芯电流值并建立对应关系，形成专家数据库，存储于标准数据库中；

S2、计算在某一线芯温度下实时检测的线芯电流值与标准数据库中的线芯电流值的电流差值；

S3、比较电流差值与预设的电流差阈值，并根据比较结果控制报警状态，根据报警状态对测温高压电缆的运行状态进行监测。

在进行测温高压电缆的运行状态监测方法之前还包括：预先在标准数据库中设置电流差阈值。在实际检测过程中，即使在相同的线芯温度下线芯电流值也不可能完全相等，因此，需设置一电流差阈值，当相同线芯温度下的实时检测的线芯电流值与标准数据库中线芯电流值的电流差值小于或等于电流差阈值，则属于正常的误差范围，可认为测温高压电缆处于正常运行状态；当相同线芯温度下的实时检测的线芯电流值与标准数据库中线芯电流值的电流差值超过电流差阈值，则可认为测温高压电缆处于异常运行状态。

下面对测温高压电缆的运行状态监测方法的各个步骤进行详细的解释。

对测温高压电缆的运行状态监测需要有一个参考的标准，步骤S1中建立一个测温高压电缆正常运行时测温高压电缆的线芯温度与线芯电流值对应关系，形成专家数据库，存储于标准数据库中，并通过该标准数据库作为评判是否异常的标准，步骤S1具体包含：

获取光纤温度解调仪检测到的测温高压电缆的线芯温度，及电流互感器检测到的测温高压电缆的线芯电流值。在进行线芯温度及线芯电流值的数据收集之前还需要确认该测温高压电缆处于正常运行的状态。当运行正常时，将敷设于测温高压电缆内的测温光纤通过测温高压电缆一端的终端绝缘子引出，终端绝缘子用于将测温光纤从高压端引出至低压端，并连接于用于检测测温高压电缆的线芯温度的分布式光纤温度解调仪一端，而用于检测测温高压电缆的线芯电流值的电流互感器串在测温高压电缆上。分布式光纤温度解调仪另一端、及电流互感器连接于电脑端，电脑端用于控制分布式光纤测温调节仪、电流互感器的运行。当控制分布式光纤温度解调仪、电流互感器运行后，可设定每隔一预定时间进行线芯温度及线芯电流值的获取，将所有收集的线芯温度及线芯电流值进行对应。

将多组线芯温度及其对应的线芯电流值建立对应的关系，形成专家数据库，并存储于标准数据库中。选取的多组线芯温度及对应的线芯电流值需进行筛选，每隔第一预定时间获取的线芯温度有可能出现重复的情况，则可以将相应的线芯电流值进行平均。以线芯温度作为选取的标准，优选的，正常的线芯温度范围为90℃以下，在所有收集的线芯温度中进行选取，每隔一预定线芯温度对应一线芯电流值，最终，建立每隔一预定线芯温度对应一线芯电流值的对应关系，形成专家数据库，并存储于标准数据库中。建立标准数据库后，通过步骤S2将实时监测的线芯温度与标准数据库中查找的相同线芯温度下的线芯电流值计算得到电流差值，步骤S2具体包含：

在某一时刻，获取检测到的测温高压电缆上的线芯温度为第一线芯温度，在相应的第一线芯温度下，此时，对应的检测到的测温高压光缆上的线芯电流值为第一线芯电流值。同时，根据标准数据库中线芯温度与线芯电流值的对应关系，在标准数据库中查找到与第一线芯温度对应的第二线芯电流值。将第一线芯电流值与第二线芯电流值相减，最终得到电流差值。

进一步的，通过步骤S3将计算得出的电流差值与预设的电流差阈值进行比较，并根据比较结果控制报警状态，通过报警状态对测温高压电缆的运行状态进行监测，步骤S3具体包含：

调用标准数据库中预设的电流差阈值，将计算得出的电流差值与电流差阈值进行比较，得到三种比较结果：电流差值大于或小于或等于电流差阈值。根据不同的比较结果可以做出不同的预警状态：当电流差值大于设定的电流差阈值时，则进行电流值超限报警，当出现报警时，则判断测温高压电缆运行状态异常；当电流差值小于或等于设定的电流差阈值时，不进行报警，当不出现报警时，则判断测温高压电缆运行状态正常，进一步的返回步骤S2继续进行监测，重新获取下一时刻的测温高压电缆的第一线芯温度，并进入下一个监测循环过程。

基于上述基于测温高压电缆的运行状态监测方法，本发明还提供基于测温高压电缆的运行状态监测系统，图2为本发明的基于测温高压电缆的运行状态监测系统的结构图，如图2所示，系统包括：数据建立模块100、计算模块200、状态监测模块300。

数据建立模块100，用于在测温高压电缆正常运行时，收集若干组测温高压电缆的线芯温度与线芯电流值并建立对应关系，形成专家数据库，存储于标准数据库中；具体如上。

计算模块200，用于计算在某个线芯温度下实时检测的线芯电流值与标准数据库中的线芯电流值的电流差值；具体如上。

状态监测模块300，用于比较电流差值与预设的电流差阈值，并根据比较结果控制报警状态，根据报警状态对测温高压电缆的运行状态进行监测；具体如上。

系统还包括：

阈值设置模块400，用于预先在标准数据库中设置电流差阈值；具体如上。

查询模块500，用于查询存储在标准数据库中的线芯温度及线芯电流值；可以通过查询输入线芯温度，根据线芯温度与线芯电流值在标准数据库中对应关系，查找到对应的线芯电流值；或者通过查询输入线芯电流值，根据线芯温度与线芯电流值在标准数据库中对应关系，查找到对应的线芯温度。

显示模块600，用于显示实时检测的线芯温度、线芯电流值，及显示在标准数据库中查询到的线芯温度及线芯电流值。用户可以根据显示的线芯温度实时掌握温度变化趋势，当线芯温度过高时及时提示检修，保证线路安全的运行；不仅可通过报警状态来反映电缆的故障，用户也可以根据以往的经验推断出显示的线芯电流值是否异常，能有效地预测电缆故障。

综上所述，本发明公开了基于测温高压电缆的运行状态监测方法及系统，将收集的线芯温度与线芯电流值建立对应关系，形成专家数据库，并存储于标准数据库中，利用标准数据库作为测温高压电缆在运行过程中线芯电流值是否超限的依据；根据电流差值与电流差阈值的比较结果控制报警状态，通过对报警状态的查看可以有效的对测温高压电缆运行状态进行监测，并及时提示用户对测温高压电缆进行检修，保障电缆线路的安全运行。

上述功能模块的划分仅用以举例说明，在实际应用中，可以根据需要将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即划分不同的功能模块，来完成上述描述的全部或部分功能，本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机（移动终端）程序来指令相关的硬件完成，所送的计算机（移动终端）程序可存储于一计算机（移动终端）可读取存储介质中，程序在执行时，可包括上述各方法的实施例的流程。其中的存储介质可以为磁碟、光盘、只读存储记忆体（ROM）或随机存储记忆体（RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.基于测温高压电缆的运行状态监测方法，其特征在于，包括：

A、当测温高压电缆正常运行时，收集若干组测温高压电缆的线芯温度与线芯电流值并建立对应关系，形成专家数据库，存储于标准数据库中；

B、计算在某一线芯温度下实时检测的线芯电流值与标准数据库中的线芯电流值的电流差值；

C、比较所述电流差值与预设的电流差阈值，并根据比较结果控制报警状态，根据所述报警状态对测温高压电缆的运行状态进行监测。

2.根据权利要求1所述的基于测温高压电缆的运行状态监测方法，其特征在于，还包括：预先在标准数据库中设置电流差阈值。

3.根据权利要求1所述的基于测温高压电缆的运行状态监测方法，其特征在于，所述步骤A具体包含：

A1、获取光纤温度解调仪检测到的测温高压电缆的线芯温度，及电流互感器检测到的测温高压电缆的线芯电流值；

A2、将多组线芯温度及其对应的线芯电流值形成对应关系及专家数据库，并存储于标准数据库中。

4.根据权利要求1所述的基于测温高压电缆的运行状态监测方法，其特征在于，所述步骤B具体包含：

B1、获取检测到的测温高压电缆的第一线芯温度及相应温度下的第一线芯电流值；

B2、在标准数据库中查找与所述第一线芯温度对应的第二线芯电流值；

B3、将所述第一线芯电流值与所述第二线芯电流值相减，得到所述电流差值。

5.根据权利要求1所述的基于测温高压电缆的运行状态监测方法，其特征在于，所述步骤C具体包含：

C1、调用标准数据库中预设的电流差阈值；

C2、比较所述电流差值与预设的电流差阈值，并得到三种比较结果：电流差值大于或小于或等于电流差阈值；

C3、当电流差值大于设定的电流差阈值时，则进行报警；当电流差值小于或等于设定的电流差阈值时，则继续返回步骤B1；

C4、当出现报警时，则判断所述测温高压电缆运行状态异常；当未出现报警时，则判断所述测温高压电缆运行状态正常。

6.根据权利要求1所述的基于测温高压电缆的运行状态监测方法，其特征在于，所述测温高压电缆包括：单芯电缆及测温光纤，所述测温光纤设于单芯电缆内。

7.根据权利要求6所述的基于测温高压电缆的运行状态监测方法，其特征在于，所述单芯电缆包含：导电线芯，所述测温光纤敷设于导电线芯内的几何中心位置。

8.基于测温高压电缆的运行状态监测系统，其特征在于，包括：

数据建立模块，用于在测温高压电缆正常运行时，收集若干组测温高压电缆的线芯温度与线芯电流值并建立对应关系，形成专家数据库，存储于标准数据库中；

计算模块，用于计算在某个线芯温度下实时检测的线芯电流值与标准数据库中的线芯电流值的电流差值；

状态监测模块，用于比较所述电流差值与预设的电流差阈值，并根据比较结果控制报警状态，根据报警状态对测温高压电缆的运行状态进行监测。

9.根据权利要求8所述的基于测温高压电缆的运行状态监测系统，其特征在于，还包括：

阈值设置模块，用于预先在标准数据库中设置电流差阈值。

10.根据权利要求8所述的基于测温高压电缆的运行状态监测系统，其特征在于，其特征在于，还包括：

查询模块，用于查询存储在标准数据库中的线芯温度及线芯电流值；

显示模块，用于显示实时检测的线芯温度、线芯电流值，及显示在标准数据库中查询到的线芯温度、线芯电流值。