CN115051310A - 一种电路故障分析智能断电开关系统及方法 - Google Patents

一种电路故障分析智能断电开关系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电路故障分析智能断电开关系统及方法，属于断电开关技术领域，包括在线采集模块、远程传输模块、数据诊断模块、智能管理平台、故障分析模块和信息查询模块。为了解决现有技术中不能及时准确地确认且针对故障作出相应地防护，不能确保用电安全，不能及时地作出相应地故障修整和维护，使用户设备不能及时地恢复至正常的使用状态的问题，本发明的电路故障分析智能断电开关系统及方法，智能管理平台作出相应地智能管理，及时准确地确认出用电设备的故障，且针对故障作出相应地防护，确保用电安全，使维护人员快速了解故障情况，及时作出相应地故障修整，保障用电设备能够得到及时地维护，使用户设备能够及时恢复工作。

Description

一种电路故障分析智能断电开关系统及方法
技术领域
本发明涉及断电开关技术领域，特别涉及一种电路故障分析智能断电开关系统及方法。
背景技术
公开号为CN204089227U的中国专利公开了霍尔智能断电开关系统，属电路控制器件技术领域。包括一个霍尔元件、一个三极管放大电路，一个电感，一个电磁继电器，一个电阻及两个电源外接接口；将电感的其中一个管脚与待冲电源相连，另一个管脚与电磁继电器的管脚4相连；电磁继电器的管脚1与三极管的集电极c相连，电磁继电器的管脚16和管脚11与变压器的负极相连；三极管的发射极e与变压器正极相连，基极b与霍尔开关的Out管脚相连，霍尔开关的Vcc管脚与变压器正极相连，霍尔开关的GND管脚先连上一个电阻再将电阻与变压器负极相连。其利用霍尔开关电磁转换的性质，达到智能控制电路的目的。具体包括当电路接通时，移动电源充电，当充电电源充满后，电流为零，充电电路断开，保护了移动电源。但是上述专利存在以下缺陷：
1、对于用电设备存在的故障不能及时准确地确认且针对故障作出相应地防护，不能确保用电安全；
2、针对用电设备存在的故障，不能及时地作出相应地故障修整和维护，使用户设备不能及时地恢复至正常的使用状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电路故障分析智能断电开关系统及方法，及时准确地确认出用电设备的故障，且针对故障作出相应地防护，确保用电安全，使维护人员快速了解故障情况，及时作出相应地故障修整，保障用电设备能够得到及时地维护，使用户设备能够及时恢复工作，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电路故障分析智能断电开关系统，包括在线采集模块、远程传输模块和数据诊断模块，其中，
所述在线采集模块用于在线采集用电设备的使用状态信息，其中在线采集的所述使用状态信息包括用电设备在使用状态下的电流、电压参数和用电设备漏电参数，且所述使用状态信息经在线采集后通过远程传输模块远程传输给数据诊断模块；
所述远程传输模块用于建立在线采集模块和数据诊断模块之间的链接，在线采集模块和数据诊断模块建立数据传输链接后，在线采集模块在线采集的所述使用状态信息完整且准确地传送给数据诊断模块；
所述数据诊断模块用于对传送过来的所述使用状态信息进行数据诊断，其数据诊断的方式为通过信号处理提取信号特征，对所述信号特征进行相应的诊断，确定用电设备的故障类型，且将诊断的故障类型传送给智能管理平台；
其中远程传输模块在建立在线采集模块和数据诊断模块之间的链接时，其采用TCP协议进行数据传输，为执行以下操作：
在线采集模块请求获取数据诊断模块的物理地址，且向数据诊断模块发送加密文件，等待数据诊断模块确认；
数据诊断模块接收在线采集模块发送的加密文件后，给与确认文件，将其确认文件回传给在线采集模块；
在线采集模块接收到数据诊断模块发送的确认文件后，向数据诊断模块发送解密文件，数据诊断模块接收到解密文件后，此次数据传输结束。
进一步地，还包括智能管理平台、故障分析模块和信息查询模块，其中，
所述智能管理平台用于智能管理断电开关系统，对断电开关系统进行综合调控，且将接收的所述故障类型传送给故障分析模块，使所述故障类型根据故障分析情形进行相应地维护管理；
所述故障分析模块用于对诊断的故障类型进行详细地分析，且参照历史信息确定发生故障的原因及调用相应地维护策略；
所述信息查询模块用于为故障分析提供相应地算法，所述信息查询模块内存储有多种故障原因和解决该种故障原因的策略。
进一步地，所述在线采集模块在线采集用电设备的使用状态信息，执行以下操作：
电流传感器连接在用电设备的通电线路上，所述电流传感器用于在线采集用电设备在使用状态下的通电电流，记为I1；
电压传感器连接在用电设备的通电线路上，所述电压传感器用于在线采集用电设备在使用状态下的通电电压，记为U1；
漏电检测仪连接在用电设备的零线上，所述漏电检测仪用于实时采集用电设备在使用状态下的零线电流，记为I2；
电流传感器、电压传感器和漏电检测仪实时在线采集后，将采集的所述使用状态信息实时传递给数据诊断模块，通过数据诊断模块对所述使用状态信息进行数据诊断，判断故障情形；
其中在线采集模块中，在线采集用电设备的使用状态信息，还包括：
设备信息获取单元，用于获取数据采集点设备信息，其中，所述数据点设备信息包括：电流采集设备信息、电压采集设备信息、用电设备漏电采集设备信息；
采集节点生成单元，用于基于所述电流采集设备信息，生成第一数据采集节点，同时，确定电流采集设备的第一数据采集特征，并基于所述第一数据采集特征确定第一数据采集格式；基于所述电压采集设备信息，生成第二数据采集节点，同时，确定电压采集设备的第二数据采集特征，并基于所述第二数据采集特征确定第二数据采集格式；基于所述用电设备漏电采集设备信息，生成第三数据采集节点，同时，确定用电设备漏电采集设备的第三数据采集特征，并基于所述第三数据采集特征确定第三数据采集格式；
数据管理机制确定单元，用于分别基于所述第一数据采集格式、第二数据采集格式以及所述第三数据采集格式确定数据管理机制；
节点设点单元，用于基于所述数据管理机制设定数据监控节点以及数据汇总节点；
节点标识确定单元，用于分别确定所述第一数据采集节点的第一节点标识、第二数据采集节点的第二节点标识以及所述第三数据采集节点的第三节点标识，同时，确定所述数据监控节点的第四节点标识以及所述数据汇总节点的第五节点标识；
第一网络生成单元，用于确定所述第一节点标识、第二节点标识以及所述第三节点标识与所述第四节点标识的第一关联关系，其中，所述第一关联关系包括：节点数据传输方向以及所述第一数据采集节点、第二数据采集节点以及所述第三数据采集节点与所述数据监控节点之间的节点支路，同时，根据所述第一关联关系分别建立所述第一数据采集节点、第二数据采集节点以及所述第三数据采集节点与所述数据监控节点的第一网络；
第二网络生成单元，用于根据所述第四节点与所述第五节点的第二关联关系，其中，所述第二关联关系包括：节点数据传输方向以及所述数据监控节点与所述数据汇总节点之间的节点支路，并根据所述建立所述数据监控节点与所述数据汇总节点的第二网络；
信息采集网络生成单元，用于根据所述第一网络与所述第二网络生成关于所述用电设备的使用状态信息的信息采集网络；
数据采集单元，用于在所述信息采集网络中的第一网络中基于所述监控节点对所述采集用电设备的使用状态信息进行安全校验，并当所述采集用电设备的使用状态信息安全时对所述采集用电设备的使用状态信息进行完整度校验，同时，当所述采集用电设备的使用状态信息完整时，在所述第二网络中基于所述数据汇总节点对所述采集用电设备的使用状态信息进行汇总。
进一步地，所述数据诊断模块诊断数据信息时，执行以下操作：
数据提取单元将接收的数据信息进行关键信号特征提取，且将提取的关键信号特征传送给特征划分单元；
特征划分单元对接收的关键信号特征进行特征划分，确认特征类别，且将划分后的所述特征类别传送给诊断比对单元；
诊断比对单元对接收的特征类别且参照特征存储单元进行诊断比对，诊断出故障类型，针对存在故障的用电设备，将其用电设备故障类型传送给智能管理平台，对故障的用电设备进行智能管理。
进一步地，所述在线采集模块中，在线采集用电设备的使用状态信息，还包括：
设备信息获取单元，用于获取数据采集点设备信息，其中，所述数据点设备信息包括：电流采集设备信息、电压采集设备信息、用电设备漏电采集设备信息；
采集节点生成单元，用于基于所述电流采集设备信息，生成第一数据采集节点，同时，确定电流采集设备的第一数据采集特征，并基于所述第一数据采集特征确定第一数据采集格式；基于所述电压采集设备信息，生成第二数据采集节点，同时，确定电压采集设备的第二数据采集特征，并基于所述第二数据采集特征确定第二数据采集格式；基于所述用电设备漏电采集设备信息，生成第三数据采集节点，同时，确定用电设备漏电采集设备的第三数据采集特征，并基于所述第三数据采集特征确定第三数据采集格式；
数据管理机制确定单元，用于分别基于所述第一数据采集格式、第二数据采集格式以及所述第三数据采集格式确定数据管理机制；
节点设点单元，用于基于所述数据管理机制设定数据监控节点以及数据汇总节点；
节点标识确定单元，用于分别确定所述第一数据采集节点的第一节点标识、第二数据采集节点的第二节点标识以及所述第三数据采集节点的第三节点标识，同时，确定所述数据监控节点的第四节点标识以及所述数据汇总节点的第五节点标识；
第一网络生成单元，用于确定所述第一节点标识、第二节点标识以及所述第三节点标识与所述第四节点标识的第一关联关系，其中，所述第一关联关系包括：节点数据传输方向以及所述第一数据采集节点、第二数据采集节点以及所述第三数据采集节点与所述数据监控节点之间的节点支路，同时，根据所述第一关联关系分别建立所述第一数据采集节点、第二数据采集节点以及所述第三数据采集节点与所述数据监控节点的第一网络；
第二网络生成单元，用于根据所述第四节点与所述第五节点的第二关联关系，其中，所述第二关联关系包括：节点数据传输方向以及所述数据监控节点与所述数据汇总节点之间的节点支路，并根据所述建立所述数据监控节点与所述数据汇总节点的第二网络；
信息采集网络生成单元，用于根据所述第一网络与所述第二网络生成关于所述用电设备的使用状态信息的信息采集网络；
数据采集单元，用于在所述信息采集网络中的第一网络中基于所述监控节点对所述采集用电设备的使用状态信息进行安全校验，并当所述采集用电设备的使用状态信息安全时对所述采集用电设备的使用状态信息进行完整度校验，同时，当所述采集用电设备的使用状态信息完整时，在所述第二网络中基于所述数据汇总节点对所述采集用电设备的使用状态信息进行汇总。
进一步地，所述智能管理平台执行以下操作：
智能管理平台接收到数据诊断模块诊断的故障类型后，针对特定的故障类型，智能管理平台作出相应地智能管理，指导故障分析模块对故障类型进行分析，作出智能策略。
进一步地，所述故障分析模块在针对故障类型进行分析时，执行以下操作：
故障确认单元接收到智能管理平台传送的故障类型后，对故障类型进行确认，其中故障确认单元在确认故障类型时，故障确认单元对故障类型进行计算，查验故障类型的真实性，且将查验结果反馈给分析执行单元；
分析执行单元接收到故障确认单元传送的查验结果且对查验结果执行相应地指令，针对故障类型确认一致的情形，则分析执行单元向安全维护单元传送指令，针对故障类型确认不一致的情形，则分析执行单元向分析鉴别单元传送指令，经分析鉴别单元再次鉴别故障类型后，通过安全维护单元对故障类型进行安全维护；
分析鉴别单元接收到分析执行单元传送的指令后，针对故障类型再次进行分析鉴别，修正原有故障原因，鉴别出真正的用电设备的故障；
安全维护单元接收到分析执行单元传送的指令后，针对故障类型，安全维护单元向信息查询模块调用相应地维护策略，对发生故障的用电设备进行相应地用电安全维护。
进一步地，所述安全维护单元调用信息查询模块内存储的历史信息，执行以下操作：
指引调用单元接收到安全维护单元传送的指令后，指引调用单元根据故障类型在信息查询模块内找寻到相应地故障类型存储单元，且将在故障类型存储单元内存储的相应地故障维护策略调用出来；
维护策略调用后，调用出来的维护策略则反馈给智能管理平台，智能管理平台根据维护策略作出进一步地响应，针对存储故障的用电设备进行维护。
进一步地，所述安全维护单元在对用电设备进行维护时，智能断开用电设备的电路连接，且通过无线网络向维护人员传送维护指令，其中维护指令包括故障原因和解决故障的策略。
根据本发明的另一个方面，提供了一种电路故障分析智能断电开关系统的故障分析智能断电方法，包括如下步骤：
S1：在线采集模块在线采集用电设备的使用状态信息，且将采集的用电设备在使用状态下的电流、电压参数和用电设备漏电参数通过远程传输模块上传至数据诊断模块；
S2：数据诊断模块对传送过来的所述使用状态信息进行数据诊断，确定用电设备的故障类型，且将诊断的故障类型传送给智能管理平台，智能管理平台接收到数据诊断模块诊断的故障类型后，针对特定的故障类型，智能管理平台作出相应地智能管理；
S3：故障分析模块接收到智能管理平台传送的故障类型后，对故障类型进行确认，查验故障类型的真实性，针对故障类型，调用相应地维护策略，对发生故障的用电设备进行相应地用电安全维护。
进一步地，S2中，数据诊断模块对传送过来的所述使用状态信息进行数据诊断，确定用电设备的故障类型之前，还包括：
在所述数据诊断模型中建立故障校验数据库，具体步骤为：
S201：收集用电设备的故障数据集，并基于所述故障数据集确定初始簇表；
S202：对所述初始簇表进行分析，确定所述初始故障簇表的数据特征，并基于所述数据特征对所述初始故障簇表进行分类，获取多个子故障数据簇；
S203：根据如下公式分别计算所述多个子故障数据簇中每个子故障数据簇的簇质心；
Figure BDA0003686927750000091
其中，ωn表示第n个子故障数据簇的质心；j表示在故障簇ωn中当前数据点；k表示在故障簇ωn中的总数据点；sj表示故障簇ωn中第j个数据点的权重；δ表示计算因子，且取值范围为(0.99，1.02)；disj表示在故障簇ωn中第j个数据点对应的度量值；
S204：基于所述每个子故障数据簇的簇质心，分别计算每个子故障数据簇的误差平方和；
ξn＝∑(ωn-disj)2
其中，ξn表示第n个子故障数据簇的误差平方和；
S205：将每个子故障数据簇的误差平方和与设定阈值进行比较，判断是否对所述子故障数据簇继续进行分类；
当所述误差平方和小于或等于所述设定阈值时，则不需要将所述子故障数据簇继续进行分类；
否则，基于所述子故障数据簇的簇质心继续进行分类；
S206:基于分类结果，将每个子故障数据簇生成对应的设备故障类型，同时，将所述子故障数据簇进行簇整合，生成故障校验数据库，并当传送过来所述使用状态信息时，基于所述故障校验数据库对所述使用状态信息进行故障分析。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的电路故障分析智能断电开关系统及方法，在线采集模块在线采集用电设备在使用状态下的电流参数、电压参数和用电设备漏电参数，参数采集后，将实时采集的参数信息上传至远程传输模块，便于对采集的参数信息进行诊断，判别故障情形，通过远程传输模块使在线采集模块实时采集的各种参数信息完整且准确地传送给数据诊断模块，保证数据传输的完整性，数据诊断模块对传送过来的使用状态信息进行数据诊断，确定用电设备的故障类型，且将诊断的故障类型传送给智能管理平台，智能管理平台接收到数据诊断模块诊断的故障类型后，针对特定的故障类型，智能管理平台作出相应地智能管理，及时准确地确认出用电设备的故障，且针对故障作出相应地防护，确保用电安全。
2、本发明的电路故障分析智能断电开关系统及方法，智能管理平台接收到数据诊断模块诊断的故障类型后，针对特定的故障类型，智能管理平台作出相应地智能管理，指导故障分析模块对故障类型进行分析，作出智能策略，故障分析模块接收到智能管理平台传送的故障类型后，对故障类型进行确认，查验故障类型的真实性，针对故障类型，调用出存储在信息查询模块内相应地维护策略，对发生故障的用电设备进行相应地用电安全维护，对用电设备进行维护时，智能断开用电设备的电路连接，且通过无线网络向维护人员传送维护指令，其中维护指令包括故障原因和解决故障的策略，使维护人员快速了解故障情况，及时作出相应地故障修整，保障用电设备能够得到及时地维护，使用户设备能够及时恢复工作。
3、通过第一网络对采集的用电设备的使用状态信息进行安全校验以及数据完整校验，提高了对数据采集的安全性与完整性，通过第二网络对使用状态信息的采集，提高了采集的智能性，因此，通过构建信息采集网络，提高了对数据采集的管理效率，提升了数据采集的质量。
4、通过确定数据特征，将用电设备的故障数据集对应的初始簇表进行分类，确定多个子故障数据簇，通过计算多个子故障数据簇的误差平方和，从而确定子故障数据簇是否需要进行继续分类，从而提高分类的精准度，根据子故障数据簇确定故障校验数据库，从而为使用状态信息进行数据诊断提供数据分析基础，极大的提高了故障分析的效率与准确性。
附图说明
图1为本发明的电路故障分析智能断电开关系统的原理图；
图2为本发明的电路故障分析智能断电开关系统的系统图；
图3为本发明的数据诊断模块的原理图；
图4为本发明的故障分析模块的原理图；
图5为本发明的故障分析智能断电方法的流程图。
具体实施方式
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
参阅图1，一种电路故障分析智能断电开关系统，包括在线采集模块、远程传输模块和数据诊断模块，执行以下操作：
S11：在线采集模块在线采集用电设备在使用状态下的电流参数、电压参数和用电设备漏电参数，参数采集后，将实时采集的参数信息上传至远程传输模块，便于对采集的参数信息进行诊断，判别故障情形；
S12：远程传输模块建立在线采集模块和数据诊断模块之间的数据传输链接，使在线采集模块实时采集的各种参数信息完整且准确地传送给数据诊断模块，保证数据传输的完整性；
S13：数据诊断模块对传送过来的各种参数信息进行数据诊断，通过信号处理提取信号特征，对信号特征进行相应的诊断，确定用电设备的故障类型，且将诊断的故障类型传送给智能管理平台。
需要说明的是，在线采集模块在线采集用电设备的电流参数、电压参数和用电设备漏电参数，且对采集的各种参数进行记录，便于后续的数据诊断，其中用电设备采集参数的情形可分为以下几种：
(1)电流参数的采集
采用电流传感器在线采集用电设备在使用状态下的通电电流，记为I1；
(2)电压参数的采集
采用电压传感器在线采集用电设备在使用状态下的通电电压，记为U1；
(3)用电设备漏电参数的采集
采用漏电检测仪采集用电设备在使用状态下的零线电流，记为I2；
电流传感器、电压传感器和漏电检测仪实时在线采集后，将采集的使用状态信息实时传递给数据诊断模块，通过数据诊断模块对使用状态信息进行数据诊断，判断故障情形。
参阅图2，需要说明的是，远程传输模块在建立在线采集模块和数据诊断模块之间的链接时，其采用TCP协议进行数据传输的步骤为：
S121：在线采集模块请求获取数据诊断模块的物理地址，且向数据诊断模块发送加密文件，等待数据诊断模块确认；
S122：数据诊断模块接收在线采集模块发送的加密文件后，给与确认文件，将其确认文件回传给在线采集模块；
S123：在线采集模块接收到数据诊断模块发送的确认文件后，向数据诊断模块发送解密文件，数据诊断模块接收到解密文件后，此次数据传输结束。
参阅图3，需要说明的是，数据诊断模块对采集的参数信息进行诊断的步骤为：
S131：数据提取单元将接收的参数信息进行关键信号特征提取，提取出参数信息属于电流参数、电压参数或用电设备漏电参数，且将提取的关键信号特征传送给特征划分单元；
S132：特征划分单元对接收的关键信号特征进行特征划分，确认特征类别，且将划分后的特征类别传送给诊断比对单元；
S133：诊断比对单元对接收的特征类别且参照特征存储单元进行诊断比对，诊断出故障类型，针对存在故障的用电设备，将其用电设备故障类型传送给智能管理平台，对故障的用电设备进行智能管理。
需要说明的是，特征存储单元内存储有用电设备处于正常使用状态下的电流阈值、电压阈值或用电设备漏电阈值，根据采集的电流参数、电压参数和用电设备漏电参数且对照设定的电流阈值、电压阈值或用电设备漏电阈值，作出相对应地诊断，其诊断情形可分为以下几种：
(1)电流参数的诊断，如表1
实时采集的电流参数记为I1，设定的电流阈值记为I；
若I1>4I，则数据诊断模块诊断出用电设备处于短路状态，启动智能断电；
表1：电流参数的诊断情形
电流参数I1 电流阈值I 诊断情形
6.2A 1.5A 用电设备处于短路状态，启动智能断电
3.4A 1.5A 用电设备处于正常使用状态
(2)电压参数的诊断，如表2
实时采集的电压参数记为U1，设定的电压阈值记为U；
若U1>U，则数据诊断模块诊断出用电设备处于故障状态，启动智能断电；
表2：电压参数的诊断情形
电压参数U1 电压阈值U 诊断情形
270V 250V 用电设备处于故障状态，启动智能断电
220V 250V 用电设备处于正常使用状态
(2)用电设备漏电参数的诊断，如表3
实时采集的用电设备漏电参数记为I2，设定的用电设备漏电阈值记为I3；
若I2>I3，则数据诊断模块诊断出用电设备处于漏电状态，启动智能断电；
表3：用电设备漏电参数的诊断情形
Figure BDA0003686927750000141
实施例二
参阅图4，一种电路故障分析智能断电开关系统，还包括智能管理平台、故障分析模块和信息查询模块，执行以下操作：
S14：智能管理平台接收到数据诊断模块诊断的故障类型后，针对特定的故障类型，智能管理平台作出相应地智能管理，指导故障分析模块对故障类型进行分析，作出智能策略；
S15：故障分析模块接收到智能管理平台传送的故障类型后，对故障类型进行确认，查验故障类型的真实性，针对故障类型，调用出存储在信息查询模块内相应地维护策略，对发生故障的用电设备进行相应地用电安全维护；
S16：对用电设备进行维护时，智能断开用电设备的电路连接，且通过无线网络向维护人员传送维护指令，其中维护指令包括故障原因和解决故障的策略，使维护人员快速了解故障情况，及时作出相应地故障修整。
需要说明的是，故障分析模块针对故障类型进行分析的步骤为：
S151：故障确认单元接收到智能管理平台传送的故障类型后，对故障类型进行确认，故障确认单元对故障类型进行计算，查验故障类型的真实性，且将查验结果反馈给分析执行单元；
S152：分析执行单元接收到故障确认单元传送的查验结果且对查验结果执行相应地指令，针对故障类型确认一致的情形，则分析执行单元向安全维护单元传送指令，针对故障类型确认不一致的情形，则分析执行单元向分析鉴别单元传送指令，经分析鉴别单元再次鉴别故障类型后，通过安全维护单元对故障类型进行安全维护；
S153：分析鉴别单元接收到分析执行单元传送的指令后，针对故障类型再次进行分析鉴别，修正原有故障原因，鉴别出真正的用电设备的故障；
S154：安全维护单元接收到分析执行单元传送的指令后，针对故障类型，安全维护单元向信息查询模块调用相应地维护策略，对发生故障的用电设备进行相应地用电安全维护。
需要说明的是，安全维护单元调用信息查询模块内存储的历史信息的步骤为：
S1541：指引调用单元接收到安全维护单元传送的指令后，指引调用单元根据故障类型在信息查询模块内找寻到相应地故障类型存储单元，且将在故障类型存储单元内存储的相应地故障维护策略调用出来；
S1542：维护策略调用后，调用出来的维护策略则反馈给智能管理平台，智能管理平台根据维护策略作出进一步地响应，针对存储故障的用电设备进行维护，智能断开用电设备的电路连接，且通过无线网络向维护人员传送维护指令，其中维护指令包括故障原因和解决故障的策略。
实施例三
参阅图5，为了更好的展现电路故障分析智能断电开关系统的故障分析智能断电流程，本实施例现提出一种电路故障分析智能断电开关系统的故障分析智能断电方法，包括如下步骤：
S1：在线采集模块在线采集用电设备的使用状态信息，且将采集的用电设备在使用状态下的电流、电压参数和用电设备漏电参数通过远程传输模块上传至数据诊断模块；
S2：数据诊断模块对传送过来的使用状态信息进行数据诊断，确定用电设备的故障类型，且将诊断的故障类型传送给智能管理平台，智能管理平台接收到数据诊断模块诊断的故障类型后，针对特定的故障类型，智能管理平台作出相应地智能管理；
S3：故障分析模块接收到智能管理平台传送的故障类型后，对故障类型进行确认，查验故障类型的真实性，针对故障类型，调用相应地维护策略，对发生故障的用电设备进行相应地用电安全维护。
综上所述，本发明的电路故障分析智能断电开关系统及方法，在线采集模块在线采集用电设备在使用状态下的电流参数、电压参数和用电设备漏电参数，参数采集后，将实时采集的参数信息上传至远程传输模块，便于对采集的参数信息进行诊断，判别故障情形，通过远程传输模块使在线采集模块实时采集的各种参数信息完整且准确地传送给数据诊断模块，保证数据传输的完整性，数据诊断模块对传送过来的使用状态信息进行数据诊断，确定用电设备的故障类型，且将诊断的故障类型传送给智能管理平台，智能管理平台接收到数据诊断模块诊断的故障类型后，针对特定的故障类型，智能管理平台作出相应地智能管理，及时准确地确认出用电设备的故障，且针对故障作出相应地防护，确保用电安全，智能管理平台接收到数据诊断模块诊断的故障类型后，针对特定的故障类型，智能管理平台作出相应地智能管理，指导故障分析模块对故障类型进行分析，作出智能策略，故障分析模块接收到智能管理平台传送的故障类型后，对故障类型进行确认，查验故障类型的真实性，针对故障类型，调用出存储在信息查询模块内相应地维护策略，对发生故障的用电设备进行相应地用电安全维护，对用电设备进行维护时，智能断开用电设备的电路连接，且通过无线网络向维护人员传送维护指令，其中维护指令包括故障原因和解决故障的策略，使维护人员快速了解故障情况，及时作出相应地故障修整，保障用电设备能够得到及时地维护，使用户设备能够及时恢复工作。
实施例四
在实施例一的基础上，本实施例提供了一种电路故障分析智能断电开关系统，所述在线采集模块中，在线采集用电设备的使用状态信息，还包括：
设备信息获取单元，用于获取数据采集点设备信息，其中，所述数据点设备信息包括：电流采集设备信息、电压采集设备信息、用电设备漏电采集设备信息；
采集节点生成单元，用于基于所述电流采集设备信息，生成第一数据采集节点，同时，确定电流采集设备的第一数据采集特征，并基于所述第一数据采集特征确定第一数据采集格式；基于所述电压采集设备信息，生成第二数据采集节点，同时，确定电压采集设备的第二数据采集特征，并基于所述第二数据采集特征确定第二数据采集格式；基于所述用电设备漏电采集设备信息，生成第三数据采集节点，同时，确定用电设备漏电采集设备的第三数据采集特征，并基于所述第三数据采集特征确定第三数据采集格式；
数据管理机制确定单元，用于分别基于所述第一数据采集格式、第二数据采集格式以及所述第三数据采集格式确定数据管理机制；
节点设点单元，用于基于所述数据管理机制设定数据监控节点以及数据汇总节点；
节点标识确定单元，用于分别确定所述第一数据采集节点的第一节点标识、第二数据采集节点的第二节点标识以及所述第三数据采集节点的第三节点标识，同时，确定所述数据监控节点的第四节点标识以及所述数据汇总节点的第五节点标识；
第一网络生成单元，用于确定所述第一节点标识、第二节点标识以及所述第三节点标识与所述第四节点标识的第一关联关系，其中，所述第一关联关系包括：节点数据传输方向以及所述第一数据采集节点、第二数据采集节点以及所述第三数据采集节点与所述数据监控节点之间的节点支路，同时，根据所述第一关联关系分别建立所述第一数据采集节点、第二数据采集节点以及所述第三数据采集节点与所述数据监控节点的第一网络；
第二网络生成单元，用于根据所述第四节点与所述第五节点的第二关联关系，其中，所述第二关联关系包括：节点数据传输方向以及所述数据监控节点与所述数据汇总节点之间的节点支路，并根据所述建立所述数据监控节点与所述数据汇总节点的第二网络；
信息采集网络生成单元，用于根据所述第一网络与所述第二网络生成关于所述用电设备的使用状态信息的信息采集网络；
数据采集单元，用于在所述信息采集网络中的第一网络中基于所述监控节点对所述采集用电设备的使用状态信息进行安全校验，并当所述采集用电设备的使用状态信息安全时对所述采集用电设备的使用状态信息进行完整度校验，同时，当所述采集用电设备的使用状态信息完整时，在所述第二网络中基于所述数据汇总节点对所述采集用电设备的使用状态信息进行汇总。
该实施例中，数据采集点设备信息可以是：电流采集设备信息、电压采集设备信息、用电设备漏电采集设备信息，其中，电流采集设备信息包括：用电设备的电流数据采集的信息，与电流的性质有关，如电流传感器的信号获取，电压采集设备信息包括用电设备的电压数据采集的信息，与电压的性质有关，如电压传感器的信号获取，用电设备漏电采集设备信息包括：对用电设备漏电状况的信息，如漏电采集器的信号获取。
该实施例中，第一数据采集节点用来采集用电设备在使用状况下的电流数据，第二数据采集节点是用来采集用电设备在使用状况下的电压数据，第三数据节点是用来采集用电设备在使用状况下的漏电参数数据。
该实施例中，由于采集的数据类型不同，使得采集的特征也不同，因此第一数据采集特征是用来采集电流数据的特征，第二数据采集特征是用来采集电压数据的特征，第三数据采集特征是用来采集漏电参数数据的特征。
该实施例中，采集格式是根据数据采集特征确定的，例如，当数据采集特征为采集电流数据的特征，则采集格式为：关于电流的第一采集格式，格式可以是通过数据表的格式记录电流值，也可以是通过波形变化记录电流值。
该实施例中，数据管理机制可以是用来对电流数据、电压数据以及漏电参数数据进行数据管理的机制。
该实施例中，数据监控节点可以是用来对采集到的使用状态信息对应的数据进行数据安全校验以及数据完整度检测的。
该实施例中，数据汇总节点可以是用来对数据监控节点监测通过的数据进行汇总的节点。
该实施例中，第一关联关系可以是第一节点标识、第二节点标识以及第三节点标识分别与第四节点标识之间的对应关系，用来建立第一网络、
该实施例中，第一网络是用于对第一数据采集节点、第二数据采集节点以及第三数据采集节点采集到的数据进行安全校验以及完整性检查的网络。
该实施例中，第二关联关系可以第四节点标识与第五节点标识的对应关系，用来建立第二网络。
该实施例中，第二网络可以是用来对数据进行汇总的网络。
上述技术方案的工作原理是：通过确定数据采集设备信息，进而构建第一数据采集节点、第二数据采集节点以及第三数据采集节点，通过确定数据管理机制，从而设定数据监控节点与数据汇总节点，通过第一数据采集节点、第二数据采集节点基于第三数据采集节点与数据监控节点构建第一网络，通过数据监控节点与数据汇总节点构建第二网络，从而根据第一网络与第二网路生成信息采集网络，实现对用电设备的使用状态信息的监控与采集。
上述技术方案的工作效果是：通过第一网络对采集的用电设备的使用状态信息进行安全校验以及数据完整校验，提高了对数据采集的安全性与完整性，通过第二网络对使用状态信息的采集，提高了采集的智能性，因此，通过构建信息采集网络，提高了对数据采集的管理效率，提升了数据采集的质量。
实施例五
在实施例一的基础上，本实施例提供了一种电路故障分析智能断电开关系统的故障分析智能断电方法，S2中，数据诊断模块对传送过来的所述使用状态信息进行数据诊断，确定用电设备的故障类型之前，还包括：
在所述数据诊断模型中建立故障校验数据库，具体步骤为：
S201：收集用电设备的故障数据集，并基于所述故障数据集确定初始簇表；
S202：对所述初始簇表进行分析，确定所述初始故障簇表的数据特征，并基于所述数据特征对所述初始故障簇表进行分类，获取多个子故障数据簇；
S203：根据如下公式分别计算所述多个子故障数据簇中每个子故障数据簇的簇质心；
Figure BDA0003686927750000201
其中，ωn表示第n个子故障数据簇的质心；j表示在故障簇ωn中当前数据点；k表示在故障簇ωn中的总数据点；sj表示故障簇ωn中第j个数据点的权重；δ表示计算因子，且取值范围为(0.99，1.02)；disj表示在故障簇ωn中第j个数据点对应的度量值；
S204：基于所述每个子故障数据簇的簇质心，分别计算每个子故障数据簇的误差平方和；
ξn＝∑(ωn-disj)2
其中，ξn表示第n个子故障数据簇的误差平方和；
S205：将每个子故障数据簇的误差平方和与设定阈值进行比较，判断是否对所述子故障数据簇继续进行分类；
当所述误差平方和小于或等于所述设定阈值时，则不需要将所述子故障数据簇继续进行分类；
否则，基于所述子故障数据簇的簇质心继续进行分类；
S206:基于分类结果，将每个子故障数据簇生成对应的设备故障类型，同时，将所述子故障数据簇进行簇整合，生成故障校验数据库，并当传送过来所述使用状态信息时，基于所述故障校验数据库对所述使用状态信息进行故障分析。
该实施例中，数据特征可以是基于初始簇表中故障数据集进行分析确定的，因为故障数据集可以是包含用电设备的发生故障的初始类型，例如是当用电设备短路时的故障数据所对应的数据特征。
该实施例中，故障校验数据库中可以是将子故障数据簇进行整合确定的数据库，包含用电设备的所有故障类型。
该实施例中，设定阈值可以是基于经验提取确定的值，用来衡量每个子故障数据簇是否需要继续进行分类。
上述技术方案的有益效果是：通过确定数据特征，将用电设备的故障数据集对应的初始簇表进行分类，确定多个子故障数据簇，通过计算多个子故障数据簇的误差平方和，从而确定子故障数据簇是否需要进行继续分类，从而提高分类的精准度，根据子故障数据簇确定故障校验数据库，从而为使用状态信息进行数据诊断提供数据分析基础，极大的提高了故障分析的效率与准确性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电路故障分析智能断电开关系统，其特征在于，包括在线采集模块、远程传输模块和数据诊断模块，其中，
所述在线采集模块用于在线采集用电设备的使用状态信息，其中在线采集的所述使用状态信息包括用电设备在使用状态下的电流、电压参数和用电设备漏电参数，且所述使用状态信息经在线采集后通过远程传输模块远程传输给数据诊断模块；
所述远程传输模块用于建立在线采集模块和数据诊断模块之间的链接，在线采集模块和数据诊断模块建立数据传输链接后，在线采集模块在线采集的所述使用状态信息完整且准确地传送给数据诊断模块；
所述数据诊断模块用于对传送过来的所述使用状态信息进行数据诊断，其数据诊断的方式为通过信号处理提取信号特征，对所述信号特征进行相应的诊断，确定用电设备的故障类型，且将诊断的故障类型传送给智能管理平台；
其中远程传输模块在建立在线采集模块和数据诊断模块之间的链接时，其采用TCP协议进行数据传输，为执行以下操作：
在线采集模块请求获取数据诊断模块的物理地址，且向数据诊断模块发送加密文件，等待数据诊断模块确认；
数据诊断模块接收在线采集模块发送的加密文件后，给与确认文件，将其确认文件回传给在线采集模块；
在线采集模块接收到数据诊断模块发送的确认文件后，向数据诊断模块发送解密文件，数据诊断模块接收到解密文件后，此次数据传输结束。
2.如权利要求1所述的一种电路故障分析智能断电开关系统，其特征在于，还包括智能管理平台、故障分析模块和信息查询模块，其中，
所述智能管理平台用于智能管理断电开关系统，对断电开关系统进行综合调控，且将接收的所述故障类型传送给故障分析模块，使所述故障类型根据故障分析情形进行相应地维护管理；
所述故障分析模块用于对诊断的故障类型进行详细地分析，且参照历史信息确定发生故障的原因及调用相应地维护策略；
所述信息查询模块用于为故障分析提供相应地算法，所述信息查询模块内存储有多种故障原因和解决该种故障原因的策略。
3.如权利要求1所述的一种电路故障分析智能断电开关系统，其特征在于，所述在线采集模块在线采集用电设备的使用状态信息，执行以下操作：
电流传感器连接在用电设备的通电线路上，所述电流传感器用于在线采集用电设备在使用状态下的通电电流，记为I1；
电压传感器连接在用电设备的通电线路上，所述电压传感器用于在线采集用电设备在使用状态下的通电电压，记为U1；
漏电检测仪连接在用电设备的零线上，所述漏电检测仪用于实时采集用电设备在使用状态下的零线电流，记为I2；
电流传感器、电压传感器和漏电检测仪实时在线采集后，将采集的所述使用状态信息实时传递给数据诊断模块，通过数据诊断模块对所述使用状态信息进行数据诊断，判断故障情形；
其中在线采集模块中，在线采集用电设备的使用状态信息，还包括：
设备信息获取单元，用于获取数据采集点设备信息，其中，所述数据点设备信息包括：电流采集设备信息、电压采集设备信息、用电设备漏电采集设备信息；
采集节点生成单元，用于基于所述电流采集设备信息，生成第一数据采集节点，同时，确定电流采集设备的第一数据采集特征，并基于所述第一数据采集特征确定第一数据采集格式；基于所述电压采集设备信息，生成第二数据采集节点，同时，确定电压采集设备的第二数据采集特征，并基于所述第二数据采集特征确定第二数据采集格式；基于所述用电设备漏电采集设备信息，生成第三数据采集节点，同时，确定用电设备漏电采集设备的第三数据采集特征，并基于所述第三数据采集特征确定第三数据采集格式；
数据管理机制确定单元，用于分别基于所述第一数据采集格式、第二数据采集格式以及所述第三数据采集格式确定数据管理机制；
节点设点单元，用于基于所述数据管理机制设定数据监控节点以及数据汇总节点；
节点标识确定单元，用于分别确定所述第一数据采集节点的第一节点标识、第二数据采集节点的第二节点标识以及所述第三数据采集节点的第三节点标识，同时，确定所述数据监控节点的第四节点标识以及所述数据汇总节点的第五节点标识；
第一网络生成单元，用于确定所述第一节点标识、第二节点标识以及所述第三节点标识与所述第四节点标识的第一关联关系，其中，所述第一关联关系包括：节点数据传输方向以及所述第一数据采集节点、第二数据采集节点以及所述第三数据采集节点与所述数据监控节点之间的节点支路，同时，根据所述第一关联关系分别建立所述第一数据采集节点、第二数据采集节点以及所述第三数据采集节点与所述数据监控节点的第一网络；
第二网络生成单元，用于根据所述第四节点与所述第五节点的第二关联关系，其中，所述第二关联关系包括：节点数据传输方向以及所述数据监控节点与所述数据汇总节点之间的节点支路，并根据所述建立所述数据监控节点与所述数据汇总节点的第二网络；
信息采集网络生成单元，用于根据所述第一网络与所述第二网络生成关于所述用电设备的使用状态信息的信息采集网络；
数据采集单元，用于在所述信息采集网络中的第一网络中基于所述监控节点对所述采集用电设备的使用状态信息进行安全校验，并当所述采集用电设备的使用状态信息安全时对所述采集用电设备的使用状态信息进行完整度校验，同时，当所述采集用电设备的使用状态信息完整时，在所述第二网络中基于所述数据汇总节点对所述采集用电设备的使用状态信息进行汇总。
4.如权利要求1所述的一种电路故障分析智能断电开关系统，其特征在于，所述数据诊断模块诊断数据信息时，执行以下操作：
数据提取单元将接收的数据信息进行关键信号特征提取，且将提取的关键信号特征传送给特征划分单元；
特征划分单元对接收的关键信号特征进行特征划分，确认特征类别，且将划分后的所述特征类别传送给诊断比对单元；
诊断比对单元对接收的特征类别且参照特征存储单元进行诊断比对，诊断出故障类型，针对存在故障的用电设备，将其用电设备故障类型传送给智能管理平台，对故障的用电设备进行智能管理。
5.如权利要求2所述的一种电路故障分析智能断电开关系统，其特征在于，所述智能管理平台执行以下操作：
智能管理平台接收到数据诊断模块诊断的故障类型后，针对特定的故障类型，智能管理平台作出相应地智能管理，指导故障分析模块对故障类型进行分析，作出智能策略。
6.如权利要求2所述的一种电路故障分析智能断电开关系统，其特征在于，所述故障分析模块在针对故障类型进行分析时，执行以下操作：
故障确认单元接收到智能管理平台传送的故障类型后，对故障类型进行确认，其中故障确认单元在确认故障类型时，故障确认单元对故障类型进行计算，查验故障类型的真实性，且将查验结果反馈给分析执行单元；
分析执行单元接收到故障确认单元传送的查验结果且对查验结果执行相应地指令，针对故障类型确认一致的情形，则分析执行单元向安全维护单元传送指令，针对故障类型确认不一致的情形，则分析执行单元向分析鉴别单元传送指令，经分析鉴别单元再次鉴别故障类型后，通过安全维护单元对故障类型进行安全维护；
分析鉴别单元接收到分析执行单元传送的指令后，针对故障类型再次进行分析鉴别，修正原有故障原因，鉴别出真正的用电设备的故障；
安全维护单元接收到分析执行单元传送的指令后，针对故障类型，安全维护单元向信息查询模块调用相应地维护策略，对发生故障的用电设备进行相应地用电安全维护。
7.如权利要求6所述的一种电路故障分析智能断电开关系统，其特征在于，所述安全维护单元调用信息查询模块内存储的历史信息，执行以下操作：
指引调用单元接收到安全维护单元传送的指令后，指引调用单元根据故障类型在信息查询模块内找寻到相应地故障类型存储单元，且将在故障类型存储单元内存储的相应地故障维护策略调用出来；
维护策略调用后，调用出来的维护策略则反馈给智能管理平台，智能管理平台根据维护策略作出进一步地响应，针对存储故障的用电设备进行维护。
8.如权利要求7所述的一种电路故障分析智能断电开关系统，其特征在于，所述安全维护单元在对用电设备进行维护时，智能断开用电设备的电路连接，且通过无线网络向维护人员传送维护指令，其中维护指令包括故障原因和解决故障的策略。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的电路故障分析智能断电开关系统的故障分析智能断电方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在线采集模块在线采集用电设备的使用状态信息，且将采集的用电设备在使用状态下的电流、电压参数和用电设备漏电参数通过远程传输模块上传至数据诊断模块；
S2：数据诊断模块对传送过来的所述使用状态信息进行数据诊断，确定用电设备的故障类型，且将诊断的故障类型传送给智能管理平台，智能管理平台接收到数据诊断模块诊断的故障类型后，针对特定的故障类型，智能管理平台作出相应地智能管理；
S3：故障分析模块接收到智能管理平台传送的故障类型后，对故障类型进行确认，查验故障类型的真实性，针对故障类型，调用相应地维护策略，对发生故障的用电设备进行相应地用电安全维护。
10.如权利要求11所述的电路故障分析智能断电开关系统的故障分析智能断电方法，其特征在于，S2中，数据诊断模块对传送过来的所述使用状态信息进行数据诊断，确定用电设备的故障类型之前，还包括：
在所述数据诊断模型中建立故障校验数据库，具体步骤为：
S201：收集用电设备的故障数据集，并基于所述故障数据集确定初始簇表；
S202：对所述初始簇表进行分析，确定所述初始故障簇表的数据特征，并基于所述数据特征对所述初始故障簇表进行分类，获取多个子故障数据簇；
S203：根据如下公式分别计算所述多个子故障数据簇中每个子故障数据簇的簇质心；
Figure FDA0003686927740000061
其中，ωn表示第n个子故障数据簇的质心；j表示在故障簇ωn中当前数据点；k表示在故障簇ωn中的总数据点；sj表示故障簇ωn中第j个数据点的权重；δ表示计算因子，且取值范围为(0.99，1.02)；disj表示在故障簇ωn中第j个数据点对应的度量值；
S204：基于所述每个子故障数据簇的簇质心，分别计算每个子故障数据簇的误差平方和；
ξn＝∑(ωn-disj)2
其中，ξn表示第n个子故障数据簇的误差平方和；
S205：将每个子故障数据簇的误差平方和与设定阈值进行比较，判断是否对所述子故障数据簇继续进行分类；
当所述误差平方和小于或等于所述设定阈值时，则不需要将所述子故障数据簇继续进行分类；
否则，基于所述子故障数据簇的簇质心继续进行分类；
S206:基于分类结果，将每个子故障数据簇生成对应的设备故障类型，同时，将所述子故障数据簇进行簇整合，生成故障校验数据库，并当传送过来所述使用状态信息时，基于所述故障校验数据库对所述使用状态信息进行故障分析。
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