CN114061770A - 一种分布式预制光纤母线测温系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式预制光纤母线测温系统，涉及光纤母线测温技术领域；解决了现有技术中无法准确获取到光纤母线的故障影响因素的技术问题，对光纤母线进行温度检测，防止光纤母线运行过程中温度变化缓慢，导致变化过程少于检修周期，容易造成故障发现不及时；根据历史故障分析判断光纤母线出现故障时的温度数值，从而对光纤母线进行有效预测；准确分析出故障影响数据，判断数据为温度数值还是温度上升速度，从而防止故障影响数据未确定，导致光纤母线的运行效率受到限制，同时防止光纤母线出现故障造成设备损害；判断对应型号的光纤母线设置的检修周期是否合格，防止光纤母线的温度变化过程少于光纤母线的检修周期。

Description

一种分布式预制光纤母线测温系统

技术领域

本发明涉及光纤母线测温技术领域，具体为一种分布式预制光纤母线测温系统。

背景技术

近年来，随着我国经济的发展，作为工业发展基础的电力行业也得到了长期快速的发展，经济发展对电能的依赖性逐渐增大，电力系统的安全运行已经关系到整个国民经济的发展和人民生活的稳定；使用等电位测温技术，采用无线传输的方法，实时监测高压线路发热情况，将采集到的母线温度等数据及其变化状况，实时的传送到中心监控分析系统，当出现异常情况时，系统会以多种方式发出预报警信息，提示管理人员应对报警点予以重视或采取必要的预防措施。

但是在现有技术中，无法对光纤母线进行数据分析，以至于无法准确获取到光纤母线的故障影响因素，导致光纤母线温度测量过程中故障预测的效率降低；同时无法准确采集到光纤母线的运行周期，从而在无故障影响因素时，无法准确判断温度浮动趋势。

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决的问题，而提出一种分布式预制光纤母线测温系统，对光纤母线进行温度检测，防止光纤母线运行过程中温度变化缓慢，导致变化过程少于检修周期，容易造成故障发现不及时造成光纤母线的不必要磨损；根据历史故障分析判断光纤母线出现故障时的温度数值，从而对光纤母线进行有效预测；准确分析出故障影响数据，判断数据为温度数值还是温度上升速度，从而防止故障影响数据未确定，导致光纤母线的运行效率受到限制，同时防止光纤母线出现故障造成设备损害。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种分布式预制光纤母线测温系统，包括分布式测温平台，分布式测温平台内设置有服务器，服务器通讯连接有故障数据采集单元、历史变化分析单元、实时变化分析单元以及环境影响分析单元；

分布式测温平台用于对光纤母线进行温度检测，服务器生成故障数据采集信号并将故障数据采集信号发送至故障数据采集单元，通过故障数据采集单元对光纤母线的历史故障进行分析；通过历史变化分析单元对各个型号的光纤母线进行分析，判断对应型号的光纤母线设置的检修周期是否合格；通过环境影响分析单元对光纤母线的周边环境进行分析，判断周边环境是否对光纤母线造成影响；通过实时变化分析单元对光纤母线进行实时分布式温度测量，同时对光纤母线进行故障预测。

作为本发明的一种优选实施方式，故障数据采集单元的故障数据采集过程如下：

将光纤母线设置标号i，i为大于的自然数，设置历史运行时间段，并将历史运行时间段划分为k个子时间段，且K为大于1的自然数，同时k个子时间段的划分节点为历史运行出现故障时刻点，并将历史运行出现故障时刻点标记为历史故障时刻点；并将历史故障时刻点与故障完成维护的时刻点之间的时间段标记为历史故障时间段；

采集到历史运行时间段内历史故障时刻点对应的光纤母线温度值，并将历史运行时间段内历史故障时刻点对应的光纤母线温度值标记为GXWik；将历史故障时间段相邻两个子时间段分别标记为故障前时间段和故障后时间段；将故障前时间段设置o个前子时间节点，将故障后时间段设置p个后子时间节点，且相邻前子时间节点的间隔时间与故障前时间段末前子时间节点与历史故障时刻点的间隔时间相同，相邻后子时间节点的间隔时间与故障后时间段始后子时间节点与历史故障时刻点的间隔时间相同；

采集到故障前时间段相邻前子时间节点对应的光纤母线温度，并根据对应温度值构建故障前时间段光纤母线温度集合，其中故障前时间段光纤母线温度集合末子集对应历史故障时刻点，采集到故障后时间段相邻后子时间节点对应的光纤母线温度，其中故障后时间段光纤母线温度集合首子集对应历史故障时刻点，并将根据对应温度值构建故障后时间光纤母线温度集合；对故障前时间段光纤母线温度集合和故障后时间光纤母线温度集合进行分析，若故障前时间段光纤母线温度集合内子集呈上升趋势，且故障后时间光纤母线温度集合内子集呈下降趋势，则将光纤母线温度设定为故障影响因素；

采集到同等型号的光纤母线温度值GXWik，并将历史故障时刻点温度值GXWik标记为故障温度；将故障前时间段和故障后时间段内温度标记为非故障温度；且故障前时间段排除末子集，故障后时间段排除首子集；

若同等型号的光纤母线的故障温度和非故障温度不存在重合，则判断光纤母线温度数值为对应型号的光纤母线故障影响数据；若同等型号的光纤母线的故障温度和非故障温度存在重合，则判断光纤母线温度上升数值为对应型号的光纤母线故障影响数据；

将对应型号的光纤母线与对应的故障影响数据发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，历史变化分析单元的变化分析过程如下：

采集到历史运行时间段，并在采集的历史运行时间段截取选择时间段，选择时间段为历史运行时间段的一部分，且选择时间段内存在光纤母线的故障时刻点和维护时刻点，故障时刻点表示为光纤母线发生故障的时刻点，维护时刻点表示为光纤母线故障完成维护的时刻点；

判断对应型号的光纤母线在选择时间段内是否存在对应故障影响数据，若不存在故障影响数据，则将选择时间段内相邻故障时刻点与维护时刻点对应间隔时间段进行采集，并将其标记为对应型号光纤母线的运行周期；将运行周期进行细化，同时根据细化后的运行周期获取到运行周期内温度浮动趋势，将运行周期内光纤母线运行和非运行时的温度浮动趋势进行统计，并将统计好的运行周期以及对应运行和非运行时的温度浮动趋势发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，环境影响分析单元的环境影响分析过程如下：

采集到光纤母线周边温度的实时温度以及实时温度对应增长幅度，并将光纤母线周边温度的实时温度以及实时温度对应增长幅度分别与实时温度阈值和实时温度增长幅度阈值进行比较：

若光纤母线周边温度的实时温度大于实时温度阈值，且实时温度对应增长幅度大于实时温度增长幅度阈值，则判定环境温度存在影响，生成环境影响信号并将环境影响信号发送至服务器，服务器接收到环境影响信号后，对光纤母线周边温度进行控制或者对光纤母线的运行时间进行调整；若光纤母线周边温度的实时温度小于实时温度阈值，且实时温度对应增长幅度小于实时温度增长幅度阈值，则判定环境温度不存在影响，生成环境无影响信号并将环境无影响信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，实时变化分析单元的实时分析过程如下：

将对应型号的光纤母线进行实时分析，判断对应型号的光纤母线运行过程中是否存在对应故障影响数据，若存在故障影响数据，则生成温度故障预测信号并将温度故障预测信号发送至服务器；服务器接收到温度故障预测信号后将对应光纤母线进行停机整顿；若不存在故障影响数据，则将对应光纤母线进行分布式测温，获取到对应型号光纤母线的运行周期，根据光纤母线的实时温度变化趋势与对应运行周期内的温度变化趋势进行比对，完成比对后将运行周期内的温度变化趋势标记为实时光纤母线的温度变化趋势，并将其标记为温度预测趋势，并将温度预测趋势发送至服务器，服务器对实时温度进行监控。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，对光纤母线进行温度检测，防止光纤母线运行过程中温度变化缓慢，导致变化过程少于检修周期，容易造成故障发现不及时造成光纤母线的不必要磨损；根据历史故障分析判断光纤母线出现故障时的温度数值，从而对光纤母线进行有效预测；准确分析出故障影响数据，判断数据为温度数值还是温度上升速度，从而防止故障影响数据未确定，导致光纤母线的运行效率受到限制，同时防止光纤母线出现故障造成设备损害。

2、本发明中对各个型号的光纤母线进行分析，判断对应型号的光纤母线设置的检修周期是否合格，防止光纤母线的温度变化过程少于光纤母线的检修周期，导致检修时无法准确分析出光纤母线是否存在故障，从而为各个型号的光纤母线合理匹配检修周期；对光纤母线的周边环境进行分析，判断周边环境是否对光纤母线造成影响，从而提高光纤母线测温的准确性能；对光纤母线进行实时分布式温度测量，从而提高了光纤母线的故障预测准确性，降低了光纤母线发生故障带来的影响。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种分布式预制光纤母线测温系统，包括分布式测温平台，分布式测温平台内设置有服务器，服务器通讯连接有故障数据采集单元、历史变化分析单元、实时变化分析单元以及环境影响分析单元；

分布式测温平台用于对光纤母线进行温度检测，防止光纤母线运行过程中温度变化缓慢，导致变化过程少于检修周期，容易造成故障发现不及时造成光纤母线的不必要磨损，服务器生成故障数据采集信号并将故障数据采集信号发送至故障数据采集单元，故障数据采集单元用于对光纤母线的历史故障进行分析，根据历史故障分析判断光纤母线出现故障时的温度数值，从而对光纤母线进行有效预测，具体故障数据采集过程如下：

将光纤母线设置标号i，i为大于的自然数，设置历史运行时间段，并将历史运行时间段划分为k个子时间段，且K为大于1的自然数，同时k个子时间段的划分节点为历史运行出现故障时刻点，并将历史运行出现故障时刻点标记为历史故障时刻点；并将历史故障时刻点与故障完成维护的时刻点之间的时间段标记为历史故障时间段；

采集到历史运行时间段内历史故障时刻点对应的光纤母线温度值，并将历史运行时间段内历史故障时刻点对应的光纤母线温度值标记为GXWik；将历史故障时间段相邻两个子时间段分别标记为故障前时间段和故障后时间段；将故障前时间段设置o个前子时间节点，将故障后时间段设置p个后子时间节点，且相邻前子时间节点的间隔时间与故障前时间段末前子时间节点与历史故障时刻点的间隔时间相同，相邻后子时间节点的间隔时间与故障后时间段始后子时间节点与历史故障时刻点的间隔时间相同；

采集到故障前时间段相邻前子时间节点对应的光纤母线温度，并根据对应温度值构建故障前时间段光纤母线温度集合，其中故障前时间段光纤母线温度集合末子集对应历史故障时刻点，采集到故障后时间段相邻后子时间节点对应的光纤母线温度，其中故障后时间段光纤母线温度集合首子集对应历史故障时刻点，并将根据对应温度值构建故障后时间光纤母线温度集合；对故障前时间段光纤母线温度集合和故障后时间光纤母线温度集合进行分析，若故障前时间段光纤母线温度集合内子集呈上升趋势，且故障后时间光纤母线温度集合内子集呈下降趋势，则将光纤母线温度设定为故障影响因素；

采集到同等型号的光纤母线温度值GXWik，并将历史故障时刻点温度值GXWik标记为故障温度；将故障前时间段和故障后时间段内温度标记为非故障温度；且故障前时间段排除末子集，故障后时间段排除首子集；

若同等型号的光纤母线的故障温度和非故障温度不存在重合，则判断光纤母线温度数值为对应型号的光纤母线故障影响数据；若同等型号的光纤母线的故障温度和非故障温度存在重合，则判断光纤母线温度上升数值为对应型号的光纤母线故障影响数据；同等型号的光纤母线的故障温度和非故障温度存在重合表示为同等型号的光纤母线A故障温度是光纤母线B非故障温度，准确分析出故障影响数据，判断数据为温度数值还是温度上升速度，从而防止故障影响数据未确定，导致光纤母线的运行效率受到限制，同时防止光纤母线出现故障造成设备损害；将对应型号的光纤母线与对应的故障影响数据发送至服务器；

服务器接收到对应型号的光纤母线与对应的故障影响数据后，生成历史变化分析信号并将历史变化分析信号发送至历史变化分析单元，历史变化分析单元用于对各个型号的光纤母线进行分析，判断对应型号的光纤母线设置的检修周期是否合格，防止光纤母线的温度变化过程少于光纤母线的检修周期，导致检修时无法准确分析出光纤母线是否存在故障，从而为各个型号的光纤母线合理匹配检修周期，具体变化分析过程如下：

采集到历史运行时间段，并在采集的历史运行时间段截取选择时间段，选择时间段为历史运行时间段的一部分，且选择时间段内存在光纤母线的故障时刻点和维护时刻点，故障时刻点表示为光纤母线发生故障的时刻点，维护时刻点表示为光纤母线故障完成维护的时刻点；

判断对应型号的光纤母线在选择时间段内是否存在对应故障影响数据，若不存在故障影响数据，则将选择时间段内相邻故障时刻点与维护时刻点对应间隔时间段进行采集，并将其标记为对应型号光纤母线的运行周期；将运行周期进行细化，同时根据细化后的运行周期获取到运行周期内温度浮动趋势，将运行周期内光纤母线运行和非运行时的温度浮动趋势进行统计，并将统计好的运行周期以及对应运行和非运行时的温度浮动趋势发送至服务器；

服务器接收到统计好的运行周期以及对应运行和非运行时的温度浮动趋势后，生成环境影响分析信号并将环境影响分析信号发送至环境影响分析单元，环境影响分析单元用于对光纤母线的周边环境进行分析，判断周边环境是否对光纤母线造成影响，从而提高光纤母线测温的准确性能，具体环境影响分析过程如下：

采集到光纤母线周边温度的实时温度以及实时温度对应增长幅度，并将光纤母线周边温度的实时温度以及实时温度对应增长幅度分别与实时温度阈值和实时温度增长幅度阈值进行比较：

若光纤母线周边温度的实时温度大于实时温度阈值，且实时温度对应增长幅度大于实时温度增长幅度阈值，则判定环境温度存在影响，生成环境影响信号并将环境影响信号发送至服务器，服务器接收到环境影响信号后，对光纤母线周边温度进行控制或者对光纤母线的运行时间进行调整；

若光纤母线周边温度的实时温度小于实时温度阈值，且实时温度对应增长幅度小于实时温度增长幅度阈值，则判定环境温度不存在影响，生成环境无影响信号并将环境无影响信号发送至服务器，服务器接收到环境无影响信号后，生成实时变化分析信号并将实时变化分析信号发送至实时变化分析单元，实时变化分析单元用于对光纤母线进行实时分布式温度测量，从而提高了光纤母线的故障预测准确性，降低了光纤母线发生故障带来的影响，具体实时分析过程如下：

将对应型号的光纤母线进行实时分析，判断对应型号的光纤母线运行过程中是否存在对应故障影响数据，若存在故障影响数据，则生成温度故障预测信号并将温度故障预测信号发送至服务器；服务器接收到温度故障预测信号后将对应光纤母线进行停机整顿；若不存在故障影响数据，则将对应光纤母线进行分布式测温，获取到对应型号光纤母线的运行周期，根据光纤母线的实时温度变化趋势与对应运行周期内的温度变化趋势进行比对，完成比对后将运行周期内的温度变化趋势标记为实时光纤母线的温度变化趋势，并将其标记为温度预测趋势，并将温度预测趋势发送至服务器，服务器对实时温度进行监控。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；

本发明在使用时，通过分布式测温平台对光纤母线进行温度检测，服务器生成故障数据采集信号并将故障数据采集信号发送至故障数据采集单元，通过故障数据采集单元对光纤母线的历史故障进行分析；通过历史变化分析单元对各个型号的光纤母线进行分析，判断对应型号的光纤母线设置的检修周期是否合格；通过环境影响分析单元对光纤母线的周边环境进行分析，判断周边环境是否对光纤母线造成影响；通过实时变化分析单元对光纤母线进行实时分布式温度测量，同时对光纤母线进行故障预测。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种分布式预制光纤母线测温系统，其特征在于，包括分布式测温平台，分布式测温平台内设置有服务器，服务器通讯连接有故障数据采集单元、历史变化分析单元、实时变化分析单元以及环境影响分析单元；

分布式测温平台用于对光纤母线进行温度检测，服务器生成故障数据采集信号并将故障数据采集信号发送至故障数据采集单元，通过故障数据采集单元对光纤母线的历史故障进行分析；通过历史变化分析单元对各个型号的光纤母线进行分析，判断对应型号的光纤母线设置的检修周期是否合格；通过环境影响分析单元对光纤母线的周边环境进行分析，判断周边环境是否对光纤母线造成影响；通过实时变化分析单元对光纤母线进行实时分布式温度测量，同时对光纤母线进行故障预测。

2.根据权利要求1所述的一种分布式预制光纤母线测温系统，其特征在于，故障数据采集单元的故障数据采集过程如下：

将光纤母线设置标号i，i为大于的自然数，设置历史运行时间段，并将历史运行时间段划分为k个子时间段，且K为大于1的自然数，同时k个子时间段的划分节点为历史运行出现故障时刻点，并将历史运行出现故障时刻点标记为历史故障时刻点；并将历史故障时刻点与故障完成维护的时刻点之间的时间段标记为历史故障时间段；

采集到历史运行时间段内历史故障时刻点对应的光纤母线温度值，并将历史运行时间段内历史故障时刻点对应的光纤母线温度值标记为GXWik；将历史故障时间段相邻两个子时间段分别标记为故障前时间段和故障后时间段；将故障前时间段设置o个前子时间节点，将故障后时间段设置p个后子时间节点，且相邻前子时间节点的间隔时间与故障前时间段末前子时间节点与历史故障时刻点的间隔时间相同，相邻后子时间节点的间隔时间与故障后时间段始后子时间节点与历史故障时刻点的间隔时间相同；

采集到故障前时间段相邻前子时间节点对应的光纤母线温度，并根据对应温度值构建故障前时间段光纤母线温度集合，其中故障前时间段光纤母线温度集合末子集对应历史故障时刻点，采集到故障后时间段相邻后子时间节点对应的光纤母线温度，其中故障后时间段光纤母线温度集合首子集对应历史故障时刻点，并将根据对应温度值构建故障后时间光纤母线温度集合；对故障前时间段光纤母线温度集合和故障后时间光纤母线温度集合进行分析，若故障前时间段光纤母线温度集合内子集呈上升趋势，且故障后时间光纤母线温度集合内子集呈下降趋势，则将光纤母线温度设定为故障影响因素；

采集到同等型号的光纤母线温度值GXWik，并将历史故障时刻点温度值GXWik标记为故障温度；将故障前时间段和故障后时间段内温度标记为非故障温度；且故障前时间段排除末子集，故障后时间段排除首子集；

若同等型号的光纤母线的故障温度和非故障温度不存在重合，则判断光纤母线温度数值为对应型号的光纤母线故障影响数据；若同等型号的光纤母线的故障温度和非故障温度存在重合，则判断光纤母线温度上升数值为对应型号的光纤母线故障影响数据；

将对应型号的光纤母线与对应的故障影响数据发送至服务器。

3.根据权利要求1所述的一种分布式预制光纤母线测温系统，其特征在于，历史变化分析单元的变化分析过程如下：

采集到历史运行时间段，并在采集的历史运行时间段截取选择时间段，选择时间段为历史运行时间段的一部分，且选择时间段内存在光纤母线的故障时刻点和维护时刻点，故障时刻点表示为光纤母线发生故障的时刻点，维护时刻点表示为光纤母线故障完成维护的时刻点；

判断对应型号的光纤母线在选择时间段内是否存在对应故障影响数据，若不存在故障影响数据，则将选择时间段内相邻故障时刻点与维护时刻点对应间隔时间段进行采集，并将其标记为对应型号光纤母线的运行周期；将运行周期进行细化，同时根据细化后的运行周期获取到运行周期内温度浮动趋势，将运行周期内光纤母线运行和非运行时的温度浮动趋势进行统计，并将统计好的运行周期以及对应运行和非运行时的温度浮动趋势发送至服务器。

4.根据权利要求1所述的一种分布式预制光纤母线测温系统，其特征在于，环境影响分析单元的环境影响分析过程如下：

采集到光纤母线周边温度的实时温度以及实时温度对应增长幅度，并将光纤母线周边温度的实时温度以及实时温度对应增长幅度分别与实时温度阈值和实时温度增长幅度阈值进行比较：

若光纤母线周边温度的实时温度大于实时温度阈值，且实时温度对应增长幅度大于实时温度增长幅度阈值，则判定环境温度存在影响，生成环境影响信号并将环境影响信号发送至服务器，服务器接收到环境影响信号后，对光纤母线周边温度进行控制或者对光纤母线的运行时间进行调整；若光纤母线周边温度的实时温度小于实时温度阈值，且实时温度对应增长幅度小于实时温度增长幅度阈值，则判定环境温度不存在影响，生成环境无影响信号并将环境无影响信号发送至服务器。

5.根据权利要求1所述的一种分布式预制光纤母线测温系统，其特征在于，实时变化分析单元的实时分析过程如下：

将对应型号的光纤母线进行实时分析，判断对应型号的光纤母线运行过程中是否存在对应故障影响数据，若存在故障影响数据，则生成温度故障预测信号并将温度故障预测信号发送至服务器；服务器接收到温度故障预测信号后将对应光纤母线进行停机整顿；若不存在故障影响数据，则将对应光纤母线进行分布式测温，获取到对应型号光纤母线的运行周期，根据光纤母线的实时温度变化趋势与对应运行周期内的温度变化趋势进行比对，完成比对后将运行周期内的温度变化趋势标记为实时光纤母线的温度变化趋势，并将其标记为温度预测趋势，并将温度预测趋势发送至服务器，服务器对实时温度进行监控。

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