CN113639897B - 用于开关柜电缆头测温的监测方法及系统 - Google Patents

用于开关柜电缆头测温的监测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施方式提供一种用于开关柜电缆头测温的监测方法及系统，属于开关柜电缆头测温技术领域。所述监测方法包括：确定开关柜中各个电缆头的温度；将所述温度和所述时间关联以得到温度数据包；对所述温度数据包进行解码以得到所述温度与所述时间的对应关系曲线；比较同一个的所述开关柜中每两个所述对应关系曲线在同一时间下的差值；计算所述差值的平均值和中位数；计算所述平均值和所述中位数的相对差值；判断所述相对差值是否大于或等于预设的阈值；在判断所述差值大于或等于所述阈值的情况下，将所述开关柜标记为测温异常。该监测方法及系统能够提高开关柜电缆头测温的警报效率。

Description

用于开关柜电缆头测温的监测方法及系统
技术领域
本发明涉及开关柜电缆头测温技术领域，具体地涉及一种用于开关柜电缆头测温的监测方法及系统。
背景技术
开关柜是电力技术领域常用的设备之一，主要是为了集中设置各个高压开关，从而便于集中、统一地控制和监测。在开关柜中，开关与电缆头的接线部分因为接线的原因，会相对于常规线路部分存在较大的电阻。当开关柜内的线路发生短路等故障时，接线部分因为电阻相对于常规线路部分更大，因此也更容易起火。因此，对开关柜的电缆头进行精准地测温是开关柜维护的重要环节之一。
但是，现有技术中的开关柜的电缆头测温存在以下技术问题：一是电缆头的测温没有明确地相对警报标准，现有技术中常用的警报标准都是依靠人为对每个电缆头的温度进行确认，其发现警报的效率以及精准度都相对较低；二是在现有技术中对开关柜的测温主要是设置温度传感器，远程传输至服务器，从而使得工作人员能够远程查看温度。但是，由于无线网络的波动，在数据传输时，很容易出现丢包等问题。在这样的情况下，很难精准地接收到开关柜电缆头的温度信息。
发明内容
本发明实施方式的目的是提供一种用于开关柜电缆头测温的监测方法及系统，该监测方法及系统能够提高开关柜电缆头测温的警报效率。
为了实现上述目的，本发明实施方式提供一种用于开关柜电缆头测温的监测方法，包括：
确定开关柜中各个电缆头的温度；
将所述温度和所述时间关联以得到温度数据包；
对所述温度数据包进行解码以得到所述温度与所述时间的对应关系曲线；
比较同一个的所述开关柜中每两个所述对应关系曲线在同一时间下的差值；
计算所述差值的平均值和中位数；
计算所述平均值和所述中位数的相对差值；
判断所述相对差值是否大于或等于预设的阈值；
在判断所述差值大于或等于所述阈值的情况下，将所述开关柜标记为测温异常。
可选地，所述确定开关柜中各个电缆头的温度包括：
设置至少两个温度传感器以得到所述电缆头的温度。
可选地，所述将所述温度和所述时间关联以得到温度数据包包括：
根据公式(1)编码所述温度数据包，
ΔS＝[Δd1,T,t,Δd2]， (1)
其中，ΔS为一个所述温度数据包的编码，Δd1为所述温度数据包的首端编码序号，T为所述温度数据包表示的温度，t为所述温度数据包对应的时间，Δd2为所述温度数据包的尾端编码序号。
可选地，所述对所述温度数据包进行解码以得到所述温度与所述时间的对应关系曲线包括：
针对每个传感器，确定每个温度数据包的首端编码序号和尾端编码序号的完整程度；
选择完整程度最大的所述温度数据包的序列；
确定选择的序列的温度数据包缺失点；
在同一个所述电缆头的其他温度传感器的温度数据包的序列中选择完整度大于预设值的温度数据包插入选择的序列中。
可选地，所述在同一个所述电缆头的其他温度传感器的温度数据包的序列中选择完整度大于预设值的温度数据包插入选择的序列中包括：
确定所述温度数据包缺失点的首端编码序号和尾端编码序号；
根据所述首端编码序号和尾端编码序号同一个所述电缆头的其他温度传感器的温度数据包的序列随机选取一个序列；
确定在选取的序列中与所述首端编码序号和尾端编码序号对应的温度数据包附近的10个温度数据包是否连续；
在确定所述附近的10个温度数据包连续的情况下，将所述附近的10个温度数据包替换插入所述选择的序列中。
可选地，所述比较同一个的所述开关柜中每两个所述对应关系曲线在同一时间下的差值包括：
确定前一轮监测时所述对应关系曲线的多级极差和；
根据所述多级极差和确定所述用于分割所述对应关系曲线的时间周期；
根据所述时间周期划分所述对应关系曲线为多个时间区间；
针对每个所述时间区间，选择所述时间区间的端点值和中间值的均值作为所述时间周期的点值；
根据所述点值确定所述差值。
可选地，所述确定前一轮监测时所述对应关系曲线的多级极差和包括：
根据公式(2)计算所述多级极差和，
其中，D为所述多级极差和，N为所述多级极差和的级数，Tn 1为前一轮监测时所述对应关系曲线中的温度的最大值，Tn 2为前一轮监测时所述对应关系曲线中的温度的最小值，n为最大值为Tn 1按照从大到小的顺序排列的序号或最小值Tn 2按照从小到大的顺序排列的序号。
另一方面，本发明还提供一种用于开关柜电缆头测温的监测系统，所述系统包括处理器，所述处理器用于执行如上述任一所述的监测方法，
再一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有指令，所述指令用于被机器读取以使得所述机器执行如上述任一所述的监测方法。
通过上述技术方案，本发明提供的用于开关柜电缆头测温的监测方法及系统通过对比同一开关柜内的各个电缆头的温度曲线，在平均值和中位数差值过大的情况下，确定开关柜的温度异常。相较于现有技术而言，该监测方法及系统克服了现有技术中因依赖工作人员人为设置而导致的警报效率低的技术缺陷，提高了开关柜电缆头测温的精准度和效率。
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的用于开关柜电缆头测温的监测方法的流程图；
图2是根据本发明的一个实施方式的用于开关柜电缆头测温的监测方法的部分流程图；
图3是根据本发明的一个实施方式的用于开关柜电缆头测温的监测方法的部分流程图；
图4是根据本发明的一个实施方式的用于开关柜电缆头测温的监测方法的部分流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施方式的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施方式，并不用于限制本发明实施方式。
在本发明实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
另外，若本发明实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示是根据本发明的一个实施方式的用于开关柜电缆头测温的监测方法的流程图。在该图1中，该监测方法可以包括：
在步骤S10中，确定开关柜中各个电缆头的温度；
在步骤S11中，将温度和时间关联以得到温度数据包；
在步骤S12中，对温度数据包进行解码以得到温度与时间的对应关系曲线；
在步骤S13中，比较同一个的开关柜中每两个对应关系曲线在同一时间下的差值；
在步骤S14中，计算差值的平均值和中位数；
在步骤S15中，计算平均值和中位数的相对差值；
在步骤S16中，判断相对差值是否大于或等于预设的阈值；
在步骤S17中，在判断差值大于或等于阈值的情况下，将开关柜标记为测温异常。
在该图1中，步骤S10可以用于获取开关柜中各个电缆头的温度。至于获取温度的具体方式，则可以是本领域人员所知的多种形式。但是在本发明的一个优选示例中，考虑到采集到的温度信号可能会因为通信网络的波动而导致确实，那么可以设置多个温度传感器，并通过不同的通信网络来传输采集的结果。具体地，该步骤S10可以是通过设置至少两个温度传感器以得到电缆头的温度。并且，每个温度传感器可以通过不同的通信网络来传输采集到的温度。
但是，通过不同的网络进行传输，由于网路延迟的不同，显然会导致最终汇总的结果出现误差，从而使得接收端接收到的温度曲线出现错误。因此，在步骤S11中，可以将温度和时间关联以得到温度数据包。在传输的过程中，由于采集到的每个温度和对应的时间都进行了关联，接收端在接收时，无论网络如何波动，该接收端都能够通过温度数据包中的时间来确定每个温度的采集时间，从而克服了网络延迟和波动的问题。
对于该温度数据包的具体形式，虽然可以是本领域人员所知的多种方式，但是，在本发明的一个优选示例中，该温度数据包可以是采用公式(1)来编码，
ΔS＝[Δd1,T,t,Δd2]， (1)
其中，ΔS为一个温度数据包的编码，Δd1为温度数据包的首端编码序号，T为温度数据包表示的温度，t为温度数据包对应的时间，Δd2为温度数据包的尾端编码序号。
在该公式(1)中，首端编码序号Δd1和尾端编码序号Δd2可以用于体现确定每个温度数据包的序列的连续性，从而使得在接收端上能够不需要去确认时间的连续性的情况下就能够直接确定当前序列是否完整。这样的方式相较于通过时间的连续性来确定序列完整，不仅降低了算法的难度，而且在带宽上也并未增加太多的负载。并且，在后续对序列进行补偿计算时，也可以针对该首端编码序号Δd1和尾端编码序号Δd2从其他的序列中直接搜索，相较于通过时间的信息来搜索的方式，其算法的复杂度也大大下降。具体地，在步骤S12对温度数据包进行解码以得到温度与时间的对应关系曲线时，可以是包括如图2中所示出的步骤。在该图2中，该步骤S12可以包括：
在步骤S20中，针对每个传感器，确定每个温度数据包的首端编码序号和尾端编码序号的完整程度；
在步骤S21中，选择完整程度最大的温度数据包的序列；
在步骤S22中，确定选择的序列的温度数据包缺失点；
在步骤S23中，在同一个电缆头的其他温度传感器的温度数据包的序列中选择完整度大于预设值的温度数据包插入选择的序列中。
在该如图2所示的方法中，确定每个温度数据包的首端编码序号和尾端编码序号的完整程度的方式可以是根据首端编码序号和尾端编码序号的连续性来判断。例如首端编码序号和尾端编码序号中的一者发生缺失，此时即可以认为该温度数据包发生缺失。又例如相邻的温度数据包的首端编码序号和尾端编码序号中的至少一者不连续，那么也可以认为该温度数据包的序列不完整。
在步骤S21中，完整程度最大的温度数据包的序列可以是温度数据包缺失最少的序列。具体地，确定该温度数据包缺失最少的方法可以是根据首端编码序号和尾端编码序号的连续性来判断，例如首端编码序号和尾端编码序号的连续性原本是按照数字1、2、3…等来编码的，那么则可以通过确定相邻的两个温度数据包的首端编码序号和尾端编码序号的差值来确定中间缺失的温度数据包的个数。
另外，在步骤S23选择完整度大于预设值的温度数据包插入选择的序列时，也可以根据该首端编码序号和尾端编码序号的连续性的特点来进行操作。具体地，该步骤S23可以包括如图3中所示出的步骤。在该图3中，该步骤S23可以包括：
在步骤S30中，确定温度数据包缺失点的首端编码序号和尾端编码序号；
在步骤S31中，根据首端编码序号和尾端编码序号同一个电缆头的其他温度传感器的温度数据包的序列随机选取一个序列；
在步骤S32中，确定在选取的序列中与首端编码序号和尾端编码序号对应的温度数据包附近的10个温度数据包是否连续；
在步骤S33中，在确定附近的10个温度数据包连续的情况下，将附近的10个温度数据包替换插入选择的序列中。
其中，由于常规的温度数据包采样周期为10ms，为了确定该温度数据包缺失点最近的100ms内是否发生温度数据包缺失，因此可以确定附近的10个温度数据包是否连续(或缺失)。
在通过步骤S12得到每个温度传感器的温度和时间的对应关系曲线后，可以进一步通过步骤S13比较同一个开关柜中每两个对应关系曲线从而得到每两个对应关系曲线在同一时间下的差值。至于计算该差值的具体方式，虽然可以是本领域人员所知的多种方式。但是，常规的计算两个曲线的差值的方式主要是按照预先划分的区间来计算每个区间的端点值。在这样的划分方式下，所划分的区间的大小直接决定了计算的结果的精度。区间越小，计算的结果精度越高，但是算法的计算量也就越大；反之，区间越大，虽然计算量下降了，但是计算的结果精度越低。因此，在本发明的一个优选示例中，可以结合当前曲线的变化幅度来确定区间的大小。具体地，该步骤S13可以是包括如图4中所示出的方法。在该图4中，该步骤S13可以包括：
在步骤S40中，确定前一轮监测时对应关系曲线的多级极差和；
在步骤S41中，根据多级极差和确定用于分割对应关系曲线的时间周期；
在步骤S42中，根据时间周期划分对应关系曲线为多个时间区间；
在步骤S43中，针对每个时间区间，选择时间区间的端点值和中间值的均值作为时间周期的点值；
在步骤S44中，根据该点值确定差值。
其中，该多级极差和的计算方式可以是采用公式(2)来计算，
其中，D为多级极差和，N为多级极差和的级数，Tn 1为前一轮监测时对应关系曲线中的温度的最大值，Tn 2为前一轮监测时对应关系曲线中的温度的最小值，n为最大值为Tn 1按照从大到小的顺序排列的序号或最小值Tn 2按照从小到大的顺序排列的序号。
在该如图4所示的方法中，步骤S40计算出的多级极差和能够确定在前一轮监测时各个对应关系曲线之间的差值情况。至于步骤S41中，通过多级极差和来确定用于分割对应关系曲线的时间周期的具体方式，则可以是本领域人员所知的多种形式。在本发明的一个示例中，可以是预设包含多个多级极差和与时间周期的对应关系的表格，再通过查表的方式来获取该时间周期。在步骤S43中，针对每个时间区间，选择时间区间的端点值和中间值(时间区间的中点的温度值)的均值作为时间周期的点值，该点值能够准确反映该时间周期内的温度值，因此可以用于计算每两个对应关系曲线之间的差值。
步骤S13计算出了每两个对应关系曲线之间的差值后，通过步骤S14和步骤S15计算出所有差值的相对差值。由于该相对差值是平均值和中位数相减的结果，那么在实际处理的过程中，该相对差值越大，说明此时各个差值之间的最大差值越大，此时说明该开关柜的内部的传感器测量的温度差值也就越大，因此很显然出现了测温异常的情况，需要发出警报；而反之则越小。因此，最后，通过步骤S16判断该相对差值是否大于或等于预设的阈值。在大于或等于该阈值的情况下，此时说明当前的开关柜内的所有温度传感器的测温结果偏差过大，此时必然出现了测温异常的故障；而小于该阈值的情况则说明此时开关柜内的各个温度传感器依然能够正常工作，因此可以返回执行步骤S10以开始新一轮的监测。
另一方面，本发明还提供一种用于开关柜电缆头测温的监测系统，所述系统包括处理器，所述处理器用于执行如上述任一所述的监测方法，
再一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有指令，所述指令用于被机器读取以使得所述机器执行如上述任一所述的监测方法。
通过上述技术方案，本发明提供的用于开关柜电缆头测温的监测方法及系统通过对比同一开关柜内的各个电缆头的温度曲线，在平均值和中位数差值过大的情况下，确定开关柜的温度异常。相较于现有技术而言，该监测方法及系统克服了现有技术中因依赖工作人员人为设置而导致的警报效率低的技术缺陷，提高了开关柜电缆头测温的精准度和效率。
以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施方式的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (6)

1.一种用于开关柜电缆头测温的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：
确定开关柜中各个电缆头的温度；
将所述温度和时间关联以得到温度数据包；
对所述温度数据包进行解码以得到所述温度与所述时间的对应关系曲线；
比较同一个的所述开关柜中每两个所述对应关系曲线在同一时间下的差值；
计算所述差值的平均值和中位数；
计算所述平均值和所述中位数的相对差值；
判断所述相对差值是否大于或等于预设的阈值；
在判断所述差值大于或等于所述阈值的情况下，将所述开关柜标记为测温异常；
所述将所述温度和所述时间关联以得到温度数据包包括：
根据公式（1）编码所述温度数据包，
，（1）
其中，为一个所述温度数据包的编码，/>为所述温度数据包的首端编码序号，/>为所述温度数据包表示的温度，/>为所述温度数据包对应的时间，/>为所述温度数据包的尾端编码序号；
所述对所述温度数据包进行解码以得到所述温度与所述时间的对应关系曲线包括：
针对每个传感器，确定每个温度数据包的首端编码序号和尾端编码序号的完整程度；
选择完整程度最大的所述温度数据包的序列；
确定选择的序列的温度数据包缺失点；
在同一个所述电缆头的其他温度传感器的温度数据包的序列中选择完整度大于预设值的温度数据包插入选择的序列中；
所述在同一个所述电缆头的其他温度传感器的温度数据包的序列中选择完整度大于预设值的温度数据包插入选择的序列中包括：
确定所述温度数据包缺失点的首端编码序号和尾端编码序号；
根据所述首端编码序号和尾端编码序号同一个所述电缆头的其他温度传感器的温度数据包的序列随机选取一个序列；
确定在选取的序列中与所述首端编码序号和尾端编码序号对应的温度数据包附近的10个温度数据包是否连续；
在确定所述附近的10个温度数据包连续的情况下，将所述附近的10个温度数据包替换插入所述选择的序列中。
2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述确定开关柜中各个电缆头的温度包括：
设置至少两个温度传感器以得到所述电缆头的温度。
3.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述比较同一个的所述开关柜中每两个所述对应关系曲线在同一时间下的差值包括：
确定前一轮监测时所述对应关系曲线的多级极差和；
根据所述多级极差和确定所述用于分割所述对应关系曲线的时间周期；
根据所述时间周期划分所述对应关系曲线为多个时间区间；
针对每个所述时间区间，选择所述时间区间的端点值和中间值的均值作为所述时间周期的点值；
根据所述点值确定所述差值。
4.根据权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述确定前一轮监测时所述对应关系曲线的多级极差和包括：
根据公式（2）计算所述多级极差和，
，（2）
其中，为所述多级极差和，/>为所述多级极差和的级数，/>为前一轮监测时所述对应关系曲线中的温度的最大值，/>为前一轮监测时所述对应关系曲线中的温度的最小值，/>为最大值为/>按照从大到小的顺序排列的序号或最小值/>按照从小到大的顺序排列的序号。
5.一种用于开关柜电缆头测温的监测系统，其特征在于，所述系统包括处理器，所述处理器用于执行如权利要求1至4任一所述的监测方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令，所述指令用于被机器读取以使得所述机器执行如权利要求1至5任一所述的监测方法。
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