CN115200715A - 一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法及系统 - Google Patents
一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法及系统，所述方案包括获取电缆接头温度数据，其中，所述温度数据包括温度图谱、平均温度、最高温度、最低温度及环境温度；基于所述温度数据及预设的分析模式进行数据分析，获得分析结果并发出警示信号，其中，所述警示信号包括预警信号及告警信号；基于所述警示信号，对所述电缆接头的温度采集、图像采集以及灭火装置的启动进行联动控制，实现电缆接头的测温分析及控制联动。
Description
技术领域
本发明属于电力隧道技术领域，尤其涉及一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
由于电缆附件种类、形式、规格繁多，质量参差不齐，且施工人员技术水平高低不等，因此，故障原因多发的情况下，对电缆接头的监控显得尤其重要，在电力隧道内，高压电缆接头很容易因过电流或过电压、电缆质量差或老化、电缆头制作不合格、环境因素等原因，发生故障，接头故障成为隧道高压电缆的频发故障，发明人发现，现有的监测方法通常采用视频图像识别、烟感识别等方式来对电缆接头进行状态监测，但是这些方法通常是在高压电缆接头发生故障产生一定的故障表现(如产生电火花、产生烟雾以及电路信号故障等)之后才能够检测到故障的发生，无法在事故发生前对电缆接头进行预测；同时，现有方法在检测到故障发生时，仅是对监护人员发出告警，无法针对当前情况自动化的进行预先处置，导致运维人员到达现场时，存在故障灾害进一步扩大的风险。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供了一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法及系统，所述方案通过分析矩阵式红外测温传感器产生的电缆接头温度数据，并根据分析结果，联动摄像机拍照取证、或者联动灭火弹实现灭火，有效保证了电力隧道中高压电缆接头故障的监测精度及效率。
根据本发明实施例的第一个方面，提供了一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法,包括：
获取电缆接头温度数据，其中，所述温度数据包括温度图谱、平均温度、最高温度、最低温度及环境温度；
基于所述温度数据及预设的分析模式进行数据分析，获得分析结果并发出警示信号，其中，所述警示信号包括预警信号及告警信号；
基于所述警示信号，对所述电缆接头的温度采集、图像采集以及灭火装置的启动进行联动控制，实现电缆接头的测温分析及控制联动。
进一步的，所述基于所述温度数据及预设的分析模式进行数据分析，具体为：采用绝对温度告警，其具体过程包括：
采用测量到的绝对温度，当测量到的高温点数大于设定阈值低值时，发出预警信号；当测量到的高温点数大于设定高值时，发出告警信号；
或，
采用相对温度告警，其具体过程包括：
将测量到的最高温度与环境温度进行比较，得出相对值；
当相对值大于设定阈值低值时，发出预警信号；
当相对值大于设定阈值高值时，发出告警信号；
或，
采用历史温升告警，其具体过程包括：
设预设时间内每日采集到的所有最高相对温度的峰值为T1，当前时刻的最高相对温度为T2，其中，最高相对温度＝最高温度-环境温度；
当T2与T1的差值大于设定阈值低值时，连续预设次数满足条件时，发出预警信号；
当T2与T1的差值大于设定阈值高值时，连续预设次数满足条件时，发出告警信号；
或，
采用模糊分析告警，其具体过程包括：
将电缆最高温度及电缆历史趋势分析得到的电缆接头温度变化率作为输入条件，基于预设的模糊规则进行处理判断。
进一步的，对所述电缆接头的温度采集、图像采集以及灭火装置的启动进行联动控制，具体为：
当系统处于正常模式时，矩阵测温模组采集为定时采集，摄像机数据定时采集，不启动联动灭火弹；
当系统处于预警状态时，矩阵测温模组采集为连续采集，摄像机数据定时采集，不启动联动灭火弹；
当系统处于告警状态时，矩阵测温模组采集为连续采集，摄像机数据长时间采集，启动联动灭火弹。
进一步的，所述电缆接头温度数据采用矩阵测温模组进行测量，所述矩阵测温模组包括矩阵红外测温传感器和一个单片机组成，单片机通过SPI接口实现矩阵红外测温传感器参数配置及温度采集。
根据本发明实施例的第二个方面，提供了一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动系统，包括：
数据获取单元，其用于获取电缆接头温度数据，其中，所述温度数据包括温度图谱、平均温度、最高温度、最低温度及环境温度；
警示单元，其用于基于所述温度数据及预设的分析模式进行数据分析，获得分析结果并发出警示信号，其中，所述警示信号包括预警信号及告警信号；
联动控制单元，其用于基于所述警示信号，对所述电缆接头的温度采集、图像采集以及灭火装置的启动进行联动控制，实现电缆接头的测温分析及控制联动。
根据本发明实施例的第三个方面，提供了一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动系统，其利用了上述一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法，所述系统包括远端服务器，与所述远端服务器通信连接的隧道监测摄像机，其中，所述隧道监测摄像机内置有矩阵测温模组、高清网络摄像机模组、光敏探测模组、人体红外PIR探测模组以及灭火弹发射模块。
进一步的，所述隧道监测摄像机还设置有储能电池，其用于对所述隧道监测摄像机的内部元器件进行供电。
根据本发明实施例的第四个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法。
根据本发明实施例的第五个方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供了一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法及系统，所述方案通过分析矩阵式红外测温传感器产生的电缆接头温度数据，并根据分析结果，联动摄像机拍照取证、或者联动灭火弹实现灭火，有效保证了电力隧道中高压电缆接头故障的监测精度及效率。
(2)本发明通过采集矩阵式红外测温传感器产生的电缆接头温度数据数据，采用4种不同方式进行全面的温度分析，保证了分析的可靠性，并根据分析结果，有效的联动摄像机拍照取证、或者联动灭火弹实现灭火，实现了对电缆接头的全面监控，保障了隧道供电的安全可靠。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例中所述的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法基本流程图；
图2为本发明实施例中所述的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动系统功能框图；
图3为本发明实施例中所述的接头温度告警分析中的模糊规则示意图；
图4为本发明实施例中所述的联动处理逻辑关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一：
本实施例的目的是提供一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法。
一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法,包括：
获取电缆接头温度数据，其中，所述温度数据包括温度图谱、平均温度、最高温度、最低温度及环境温度；
基于所述温度数据及预设的分析模式进行数据分析，获得分析结果并发出警示信号，其中，所述警示信号包括预警信号及告警信号；
基于所述警示信号，对所述电缆接头的温度采集、图像采集以及灭火装置的启动进行联动控制，实现电缆接头的测温分析及控制联动。
进一步的，所述基于所述温度数据及预设的分析模式进行数据分析，具体为：采用绝对温度告警，其具体过程包括：
采用测量到的绝对温度，当测量到的高温点数大于设定阈值低值时，发出预警信号；当测量到的高温点数大于设定高值时，发出告警信号；
或，
采用相对温度告警，其具体过程包括：
将测量到的最高温度与环境温度进行比较，得出相对值；
当相对值大于设定阈值低值时，发出预警信号；
当相对值大于设定阈值高值时，发出告警信号；
或，
采用历史温升告警，其具体过程包括：
设预设时间内每日采集到的所有最高相对温度的峰值为T1，当前时刻的最高相对温度为T2，其中，最高相对温度＝最高温度-环境温度；
当T2与T1的差值大于设定阈值低值时，连续预设次数满足条件时，发出预警信号；
当T2与T1的差值大于设定阈值高值时，连续预设次数满足条件时，发出告警信号；
或，
采用模糊分析告警，其具体过程包括：
将电缆最高温度、电缆历史趋势分析作为输入条件，基于预设的模糊规则进行处理判断。其中，所述电缆历史趋势分析为电缆接头温度变化速度的度量方式，通过将7天内的历史数据加以分析，对电缆接头温度变化速度分档进行处理，获得接头温度变化率作为模糊规则的输入条件。
进一步的，对所述电缆接头的温度采集、图像采集以及灭火装置的启动进行联动控制，具体为：
当系统处于正常模式时，矩阵测温模组采集为定时采集，摄像机数据定时采集，不启动联动灭火弹；
当系统处于预警状态时，矩阵测温模组采集为连续采集，摄像机数据定时采集，不启动联动灭火弹；
当系统处于告警状态时，矩阵测温模组采集为连续采集，摄像机数据长时间采集，启动联动灭火弹。
进一步的，所述电缆接头温度数据采用矩阵测温模组进行测量，所述电缆接头温度数据采用矩阵测温模组进行测量，所述矩阵测温模组包括矩阵红外测温传感器和一个单片机组成，单片机通过SPI接口实现矩阵红外测温传感器参数配置及温度采集。
具体的，为了便于理解，以下结合附图对本发明所述方案进行详细说明：
如图1所示，一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法，具体采用如下方案：
步骤1：获取电缆接头温度数据，其获取方式采用矩阵测温模组，获得接头的温度矩阵；所述温度数据包括温度图谱(即温度矩阵)、平均温度、最高温度、最低温度及环境温度；
步骤2：基于所述温度数据及预设的分析模式进行数据分析，获得分析结果并发出警示信号；具体为：
对于接头温度的分析有以下四种工作模式(可以根据需要打开或者关闭相应分析功能)：
分析方式包括绝对温度告警、相对温度告警、历史温升告警、模糊分析告警
模式一：绝对温度告警
采用测量到的绝对温度进行告警；
当测量到的高温点数大于设定阈值低值时，发出预警信号；
当测量到的高温点数大于设定高值时，发出告警信号。
模式二：相对温度告警
将测量到的最高温度与环境温度进行比较，得出相对值，设定最高温度为T1，环境温度为T2，当ΔT＝T1-T2；
当ΔT大于设定阈值低值时，发出预警信号；
当ΔT大于设定阈值高值时，发出告警信号；
模式三：历史温升告警
设T1为时间t1采集的最高相对温度，T2为时间t2(即当前)采集的最高相对温度，(最高相对温度＝最高温度-环境温度)；
ΔT＝T2-T1；
T1，为设定时间内每日采集到的所有(最高温度-相对温度)的峰值。
当ΔT大于设定阈值低值时，发出预警信号(连续三次满足条件)；
当ΔT大于设定阈值高值时，发出告警信号(连续三次满足条件)。
每日0点，更新当天的最高值数据。
模式四：模糊分析告警(如图3所示为接头温度告警分析中的模糊规则示意图)
将电缆最高温度、电缆历史趋势分析作为输入条件，进行模糊判断处理。
模糊规则控制表如下：
告警等级0表示正常，1表示预警，2表示告警。
T表示电缆最高温度。
ΔT表示趋势温度告警，分低，中，高。
步骤3：基于所述警示信号，对所述电缆接头的温度采集、图像采集以及灭火装置的启动进行联动控制，其中，包括三种联动项：矩阵测温模组采集，摄像机，联动灭火弹，具体的(如图4所示展示了联动处理逻辑关系)：
当系统处于正常模式时，矩阵测温模组采集为定时采集，摄像机数据定时采集，不启动联动灭火弹。
当系统处于预警状态时，矩阵测温模组采集为连续采集，摄像机数据定时采集，不启动联动灭火弹。
当系统处于告警状态时，矩阵测温模组采集为连续采集，摄像机数据长时间采集，启动联动灭火弹。
实施例二：
本实施例的目的是提供一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动系统。
一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动系统，包括：
数据获取单元，其用于获取电缆接头温度数据，其中，所述温度数据包括温度图谱、平均温度、最高温度、最低温度及环境温度；
警示单元，其用于基于所述温度数据及预设的分析模式进行数据分析，获得分析结果并发出警示信号，其中，所述警示信号包括预警信号及告警信号；
联动控制单元，其用于基于所述警示信号，对所述电缆接头的温度采集、图像采集以及灭火装置的启动进行联动控制，实现电缆接头的测温分析及控制联动。
实施例三：
本实施例的目的是提供一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动系统。
如图2所示，一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动系统，其利用了上述一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法，所述系统包括远端服务器，与所述远端服务器通信连接的隧道监测摄像机，其中，所述隧道监测摄像机内置有矩阵测温模组、高清网络摄像机模组、光敏探测模组、人体红外PIR探测模组以及灭火弹发射模块。
进一步的，所述隧道监测摄像机还设置有储能电池，其用于对所述隧道监测摄像机的内部元器件进行供电。
进一步的，所述隧道监测摄像机还设置有蓝牙模块、补光灯以及通信供电接口。
其中：矩阵测温模组：用于电力隧道内电缆接头温度异常监测；
高清网络摄像机模组：用于隧道环境视频监测；
光敏探测：用于隧道内光纤监测，光纤不足时，启动补光灯
人体红外PIR探测：用于人体探测，探测到有人员后，会启动激光测距仪进行二次确认。确认有人员闯入时，启动摄像机进行录像。
储能电池：用于低功耗下储能处理，常态下，摄像机、激光测距仪等大功耗设备并不启动，此时将能量存储在储能电池内。当外界条件触发需要开启大功耗设备时，从储能电池内去电。
蓝牙5.0接入、RS485接入：终端支持网关接入，包括蓝牙5.0、RS485设备等，均可接入到摄像机，结合接入的设备，实现隧道的综合监控。
补光灯：支持红外、可见光。
通信供电接口：支持与平台的RS485和网口通信，供电采用低压直流供电。在更多实施例中，还提供：
一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例一中所述的方法。为了简洁，在此不再赘述。
应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例一中所述的方法。
实施例一中的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
上述实施例提供的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法及系统可以实现，具有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法,其特征在于，包括：
获取电缆接头温度数据，其中，所述温度数据包括温度图谱、平均温度、最高温度、最低温度及环境温度；
基于所述温度数据及预设的分析模式进行数据分析，获得分析结果并发出警示信号，其中，所述警示信号包括预警信号及告警信号；
基于所述警示信号，对所述电缆接头的温度采集、图像采集以及灭火装置的启动进行联动控制，实现电缆接头的测温分析及控制联动。
2.如权利要求1所述的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法,其特征在于，所述基于所述温度数据及预设的分析模式进行数据分析，具体为：采用绝对温度告警，其具体过程包括：
采用测量到的绝对温度，当测量到的高温点数大于设定阈值低值时，发出预警信号；当测量到的高温点数大于设定高值时，发出告警信号；
或，
采用相对温度告警，其具体过程包括：
将测量到的最高温度与环境温度进行比较，得出相对值；
当相对值大于设定阈值低值时，发出预警信号；
当相对值大于设定阈值高值时，发出告警信号；
或，
采用历史温升告警，其具体过程包括：
设预设时间内每日采集到的所有最高相对温度的峰值为T1，当前时刻的最高相对温度为T2，其中，最高相对温度＝最高温度-环境温度；
当T2与T1的差值大于设定阈值低值时，连续预设次数满足条件时，发出预警信号；
当T2与T1的差值大于设定阈值高值时，连续预设次数满足条件时，发出告警信号；
或，
采用模糊分析告警，其具体过程包括：
将电缆最高温度及电缆历史趋势分析得到的电缆接头温度变化率作为输入条件，基于预设的模糊规则进行处理判断。
3.如权利要求1所述的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法,其特征在于，对所述电缆接头的温度采集、图像采集以及灭火装置的启动进行联动控制，具体为：
当系统处于正常模式时，矩阵测温模组采集为定时采集，摄像机数据定时采集，不启动联动灭火弹；
当系统处于预警状态时，矩阵测温模组采集为连续采集，摄像机数据定时采集，不启动联动灭火弹；
当系统处于告警状态时，矩阵测温模组采集为连续采集，摄像机数据长时间采集，启动联动灭火弹。
4.如权利要求1所述的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法,其特征在于，所述电缆接头温度数据采用矩阵测温模组进行测量，所述矩阵测温模组包括矩阵红外测温传感器和一个单片机组成，单片机通过SPI接口实现矩阵红外测温传感器参数配置及温度采集。
5.一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动系统，其特征在于，包括：
数据获取单元，其用于获取电缆接头温度数据，其中，所述温度数据包括温度图谱、平均温度、最高温度、最低温度及环境温度；
警示单元，其用于基于所述温度数据及预设的分析模式进行数据分析，获得分析结果并发出警示信号，其中，所述警示信号包括预警信号及告警信号；
联动控制单元，其用于基于所述警示信号，对所述电缆接头的温度采集、图像采集以及灭火装置的启动进行联动控制，实现电缆接头的测温分析及控制联动。
6.一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动系统，其特征在于，其利用了如权利要求1-4任一项所述的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法，所述系统包括远端服务器，与所述远端服务器通信连接的隧道监测摄像机，其中，所述隧道监测摄像机内置有矩阵测温模组、高清网络摄像机模组、光敏探测模组、人体红外PIR探测模组以及灭火弹发射模块。
7.如权利要求6所述的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动系统,其特征在于，所述隧道监测摄像机还设置有储能电池，其用于对所述隧道监测摄像机的内部元器件进行供电。
8.如权利要求6所述的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动系统,其特征在于，所述矩阵测温模组包括矩阵红外测温传感器和一个单片机组成，单片机通过SPI接口实现矩阵红外测温传感器参数配置及温度采集。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4任一项所述的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的一种电缆接头矩阵式红外测温分析及控制联动方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116307744A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-06-23 | 国网山西省电力公司临汾供电公司 | 一种适用于电网供配电的电缆火灾监测管控系统 |
-
2022
- 2022-06-28 CN CN202210740756.4A patent/CN115200715A/zh active Pending
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN116307744A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-06-23 | 国网山西省电力公司临汾供电公司 | 一种适用于电网供配电的电缆火灾监测管控系统 |
| CN116307744B (zh) * | 2023-05-24 | 2023-07-21 | 国网山西省电力公司临汾供电公司 | 一种适用于电网供配电的电缆火灾监测管控系统 |
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