CN115378141A - 基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统及方法，属于电力领域，用于解决当下电力电缆统一式的诊断标准无法适用的问题，包括线路划分模块、历史监测模块、运行监测模块、诊断预警模块以及环境监测模块，线路划分模块用于将电力电缆进行线路划分为若干组电力电缆段，历史监测模块用于对若干组电力电缆段的历史使用情况进行监测，运行监测模块用于对电力电缆段的实时运行情况进行监测，环境监测模块用于对电力电缆段所在地的实时环境情况进行监测，诊断预警模块用于对电力电缆段的使用情况进行故障诊断预警；本发明是基于多重因素为电力电缆设定相匹配的故障诊断预警标准，以实现电力电缆的故障精确诊断。

Description

基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统及方法

技术领域

本发明属于电力领域，涉及故障诊断预警技术，具体是基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统及方法。

背景技术

大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一，是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统，将自然界的一次能源通过机械能装置转化成电力，再经输电、变电和配电将电力供应到各用户；

当下对于电力电缆的故障诊断预警采用统一式的诊断标准，由于电力电缆投入使用时间、投入使用地等不同，导致电力电缆发生故障的概率不相同，所以统一式的诊断标准无法适用于当下；

为此，我们提出基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统及方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统及方法。

本发明所要解决的技术问题为：

如何基于多重因素为电力电缆设定相匹配的故障诊断预警标准以实现电力电缆的故障精确诊断。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统，包括线路划分模块、历史监测模块、运行监测模块、诊断预警模块、环境监测模块、管理终端、数据采集模块以及服务器，所述线路划分模块用于将电力电缆进行线路划分为若干组电力电缆段；所述历史监测模块连接有存储模块，所述存储模块用于存储若干组电力电缆段的历史维护数据并发送至历史监测模块；所述历史监测模块用于对若干组电力电缆段的历史使用情况进行监测，得到电力电缆段的诊断预警等级反馈至服务器，所述服务器用于设定电力电缆段的故障诊断预警时段，并依据诊断预警等级在故障诊断预警时段内设定对应数量的采集时间点；

所述数据采集模块用于在故障诊断预警时段内采集若干组电力电缆段的实时运行数据以及电力电缆段所在地的实时环境数据并发送至服务器；所述服务器中还存储有电力电缆段的标准运行数据和标准环境数据；所述服务器将实时运行数据和标准运行数据发送至运行监测模块，所述服务器将实时环境数据和标准环境数据发送至环境监测模块；

所述运行监测模块用于对电力电缆段的实时运行情况进行监测，得到电力电缆段的运行异常值发送至服务器；所述环境监测模块用于对电力电缆段所在地的实时环境情况进行监测，得到电力电缆段所在地的环境异常值反馈至服务器，所述服务器将电力电缆段的运行异常值和电力电缆段所在地的环境异常值发送至诊断预警模块；

所述服务器还依据诊断预警等级设定电力电缆段的故障诊断预警值区间并发送至诊断预警模块；所述诊断预警模块用于对电力电缆段的使用情况进行故障诊断预警，工作生成电力故障预警信号或电力运行正常信号。

进一步地，电力电缆段的故障次数以及对应的故障时间、维护时长；

当电力电缆段为第一诊断预警等级时，则故障诊断预警时段内采集时间点的数量为Y1，当电力电缆段为第二诊断预警等级时，则故障诊断预警时段内采集时间点的数量为Y2，当电力电缆段为第三诊断预警等级时，则故障诊断预警时段内采集时间点的数量为Y3，Y1、Y2和Y3均为固定数值的正整数，且Y1＞Y2＞Y3；

实时运行数据为电力电缆段的实时电压值和实时电流值，实时环境数据为电力电缆段所在地的实时风力值和实时温度值，标准运行数据为电力电缆段的标准电压值范围和标准电流值范围，标准环境数据为电力电缆段所在地的标准风力值范围和标准温度值范围；

第一诊断预警等级对应的故障诊断预警值区间为（N1，N2]，第二诊断预警等级对应的故障诊断预警值区间为（N2，N3]，第三诊断预警等级对应的故障诊断预警值区间为（N3，N4]，N1、N2、N3和N4均为固定数值的正整数，且N1＜N2＜N3＜N4。

进一步地，所述历史监测模块的监测过程具体如下：

获取电力电缆段的故障次数，而后获取电力电缆段每次故障时的故障时间，计算相邻故障时间的时间差值得到若干组故障间隔时长，若干组故障间隔时长相加求和取平均值得到电力电缆段的故障间隔均时长；

获取电力电缆每次故障时的维护时长，每次故障时的维护时长相加求和除以故障次数得到电力电缆段的维护均时长；

计算电力电缆段的历史监测值；

历史监测值比对历史监测阈值，判定电力电缆段的诊断预警等级为第三诊断预警等级、第二诊断预警等级或第一诊断预警等级。

进一步地，历史监测值与诊断预警等级成正比，当历史监测值越大，则诊断预警等级越高，第一诊断预警等级的级别高于第二诊断预警等级的级别、第二诊断预警等级的级别高于第三诊断预警等级的级别。

进一步地，所述运行监测模块的监测过程具体如下：

获取电力电缆段在若干个采集时间点时的实时电压值和实时电流值；

将若干个采集时间点的实时电压值与标准电压值范围进行比对，将若干个采集时间点的实时电流值与标准电流值范围进行比对，将不处于标准电压值范围的采集时间点标定为异压时间点，将不处于标准电流值范围的采集时间点标定为异流时间点；

统计异压时间点的数量和异流时间点的数量；

计算得到电力电缆段的运行异常值。

进一步地，所述环境监测模块的监测过程具体如下：

获取电力电缆段所在地在若干个采集时间点时的实时风力值和实时温度值；

将若干个采集时间点的实时风力值与标准风力值范围进行比对，将若干个采集时间点的实时温度值与标准温度值范围进行比对，将不处于标准风力值范围的采集时间点标定为异风时间点，将不处于标准温度值范围的采集时间点标定为异温时间点；

统计异风时间点的数量和异温时间点的数量；

计算电力电缆段所在地的环境异常值。

进一步地，所述诊断预警模块的工作过程具体如下：

获取到电力电缆段的运行异常值和电力电缆段所在地的环境异常值；

计算电力电缆段的故障诊断预警值；

获取电力电缆段的诊断预警等级，依据诊断预警等级得到电力电缆段对应的故障诊断预警值区间；

若故障诊断预警值处于电力电缆段对应的故障诊断预警值区间，则生成电力故障预警信号；

若故障诊断预警值不处于电力电缆段对应的故障诊断预警值区间，则生成电力运行正常信号；

所述诊断预警模块将电力故障预警信号或电力运行正常信号反馈至服务器。

进一步地，若服务器接收到电力运行正常信号，则不进行任何操作；

若服务器接收到电力故障预警信号，则将电力故障预警信号发送至电力电缆段对应的管理终端，所述管理终端接收到电力故障预警信号后安排管理人员对电力电缆段进行检修维护。

基于数据分析的电力电缆故障诊断预警方法，预警方法具体如下：

步骤S101，线路划分模块将电力电缆进行线路划分为若干组电力电缆段，利用历史监测模块对若干组电力电缆段的历史使用情况进行监测，得到电力电缆段的诊断预警等级反馈至服务器，服务器设定电力电缆段的故障诊断预警时段并依据诊断预警等级在故障诊断预警时段内设定对应数量的采集时间点；

步骤S102，数据采集模块在故障诊断预警时段内采集若干组电力电缆段的实时运行数据以及电力电缆段所在地的实时环境数据，服务器中还存储有电力电缆段的标准运行数据和标准环境数据；

步骤S103，利用运行监测模块对电力电缆段的实时运行情况进行监测，得到电力电缆段的运行异常值发送至诊断预警模块；

步骤S104，通过环境监测模块对电力电缆段所在地的实时环境情况进行监测，得到电力电缆段所在地的环境异常值发送至诊断预警模块；

步骤S105，服务器结合诊断预警等级设定电力电缆段的故障诊断预警值区间发送至诊断预警模块，诊断预警模块对电力电缆段的使用情况进行故障诊断预警，生成电力故障预警信号或电力运行正常信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明是通过线路划分模块将电力电缆划分为若干组电力电缆段，而后利用历史监测模块对若干组电力电缆段的历史使用情况进行监测，得到电力电缆段的诊断预警等级反馈至服务器，服务器设定电力电缆段的故障诊断预警时段并依据诊断预警等级在故障诊断预警时段内设定对应数量的采集时间点，服务器结合诊断预警等级设定电力电缆段的故障诊断预警值区间发送至诊断预警模块，再通过运行监测模块对电力电缆段的实时运行情况进行监测，得到电力电缆段的运行异常值发送至诊断预警模块，环境监测模块对电力电缆段所在地的实时环境情况进行监测，得到电力电缆段所在地的环境异常值发送至诊断预警模块，最后诊断预警模块对电力电缆段的使用情况进行故障诊断预警，生成电力故障预警信号或电力运行正常信号，本发明基于多重因素为电力电缆设定相匹配的故障诊断预警标准，从而实现电力电缆的故障精确诊断。

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为本发明的工作流程图；

图2为本发明的整体系统框图。

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做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，基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统，包括线路划分模块、历史监测模块、运行监测模块、诊断预警模块、环境监测模块、管理终端、数据采集模块以及服务器；

在具体实施时，管理终端用于管理人员输入个人信息进行注册登录系统，并将个人信息发送至服务器；其中，个人信息包括管理人员的姓名、手机号码、工作编号等；

具体的，线路划分模块用于将电力电缆进行线路划分，划分为若干组电力电缆段，实际划分时，电力电缆段可以根据电力台区进行划分，又或者依据社区、街道内将电力电缆进行划分，划分后的电力电缆线路可以指定给对应工作编号的管理终端；

历史监测模块连接有存储模块，存储模块用于存储若干组电力电缆段的历史维护数据，并将历史维护数据发送至历史监测模块；

需要具体说明的是，电力电缆段的故障次数以及对应的故障时间、维护时长等；

历史监测模块用于对若干组电力电缆段的历史使用情况进行监测，监测过程具体如下：

将电力电缆段标记为u，u=1，2，……，z，z为正整数；

获取电力电缆段的故障次数，并将故障次数标记为GCu；

获取电力电缆段每次故障时的故障时间，计算相邻故障时间的时间差值得到若干组故障间隔时长，若干组故障间隔时长相加求和取平均值得到电力电缆段的故障间隔均时长GJTu；

获取电力电缆每次故障时的维护时长，每次故障时的维护时长相加求和除以故障次数得到电力电缆段的维护均时长WJTu；

利用公式LJu=（GCu×a1+WJTu×a2）/GJTu计算得到电力电缆段的历史监测值LJu；式中，a1和a2均为固定数值的比例系数，且a1和a2的取值均大于零；

若LJu＜X1，则电力电缆段的诊断预警等级为第三诊断预警等级；

若X1≤LJu＜X2，则电力电缆段的诊断预警等级为第二诊断预警等级；

若X2≤LJu，则电力电缆段的诊断预警等级为第一诊断预警等级；其中，X1和X2均为固定数值的历史监测阈值，且X1＜X2；

可理解的是，历史监测值与诊断预警等级成正比，当历史监测值越大，则诊断预警等级越高，即第一诊断预警等级的级别高于第二诊断预警等级的级别、第二诊断预警等级的级别高于第三诊断预警等级的级别；

历史监测模块将电力电缆段的诊断预警等级反馈至服务器，服务器用于设定电力电缆段的故障诊断预警时段，并依据诊断预警等级在故障诊断预警时段内设定对应数量的采集时间点；

可理解的是，当电力电缆段为第一诊断预警等级时，则故障诊断预警时段内采集时间点的数量为Y1，当电力电缆段为第二诊断预警等级时，则故障诊断预警时段内采集时间点的数量为Y2，当电力电缆段为第三诊断预警等级时，则故障诊断预警时段内采集时间点的数量为Y3，Y1、Y2和Y3均为固定数值的正整数，且Y1＞Y2＞Y3，在具体实施时，Y1的取值可以为20，Y2的取值可以为15，Y3的取值可以为10；

数据采集模块用于在故障诊断预警时段内采集若干组电力电缆段的实时运行数据以及电力电缆段所在地的实时环境数据，并将实时运行数据和实时环境数据发送至服务器；服务器中还存储有电力电缆段的标准运行数据和标准环境数据；服务器将实时运行数据和标准运行数据发送至运行监测模块，服务器将实时环境数据和标准环境数据发送至环境监测模块；

需要具体解释的是，实时运行数据为电力电缆段的实时电压值、实时电流值等；实时环境数据为电力电缆段所在地的实时风力值、实时温度值等；标准运行数据为电力电缆段的标准电压值范围、标准电流值范围等；标准环境数据为电力电缆段所在地的标准风力值范围、标准温度值范围等；

运行监测模块用于对电力电缆段的实时运行情况进行监测，监测过程具体如下：

获取电力电缆段在若干个采集时间点时的实时电压值SDYut和实时电流值SDLut，t=1，2，……，x，x为正整数，t代表采集时间点的编号；

将若干个采集时间点的实时电压值与标准电压值范围进行比对，将若干个采集时间点的实时电流值与标准电流值范围进行比对，将不处于标准电压值范围的采集时间点标定为异压时间点，将不处于标准电流值范围的采集时间点标定为异流时间点；

统计异压时间点的数量和异流时间点的数量分别记为YYu和YLu；

通过公式YCu=YYu×b1+YLu×b2计算得到电力电缆段的运行异常值YCu；式中，b1和b2均为固定数值的权重系数，且b1和b2的取值均大于零；

运行监测模块将电力电缆段的运行异常值YCu发送至服务器，服务器将电力电缆段的运行异常值YCu发送至诊断预警模块；

环境监测模块用于对电力电缆段所在地的实时环境情况进行监测，监测过程具体如下：

获取电力电缆段所在地在若干个采集时间点时的实时风力值SFut和实时温度值SWut；

将若干个采集时间点的实时风力值与标准风力值范围进行比对，将若干个采集时间点的实时温度值与标准温度值范围进行比对，将不处于标准风力值范围的采集时间点标定为异风时间点，将不处于标准温度值范围的采集时间点标定为异温时间点；

统计异风时间点的数量和异温时间点的数量分别记为YFu和YWu；

通过公式HCu=YFu×c1+YWu×c2计算得到电力电缆段所在地的环境异常值HCu；式中，c1和c2均为固定数值的权重系数，且c1和c2的取值均大于零；

环境监测模块将电力电缆段所在地的环境异常值HCu反馈至服务器，服务器将电力电缆段所在地的环境异常值HCu发送至诊断预警模块；

服务器还依据诊断预警等级设定电力电缆段的故障诊断预警值区间，并将故障诊断预警值区间发送至诊断预警模块；

其中，第一诊断预警等级对应的故障诊断预警值区间为（N1，N2]，第二诊断预警等级对应的故障诊断预警值区间为（N2，N3]，第三诊断预警等级对应的故障诊断预警值区间为（N3，N4]，N1、N2、N3和N4均为固定数值的正整数，且N1＜N2＜N3＜N4；

诊断预警模块用于对电力电缆段的使用情况进行故障诊断预警，工作过程具体如下：

获取上述计算得到电力电缆段的运行异常值YCu和电力电缆段所在地的环境异常值HCu；

利用公式GZYu=YCu×α+HCu×β计算得到电力电缆段的故障诊断预警值GZYu；式中，α和β均为固定数值的权重系数，且α和β的取值均大于零；

获取电力电缆段的诊断预警等级，依据诊断预警等级得到电力电缆段对应的故障诊断预警值区间；

若故障诊断预警值处于电力电缆段对应的故障诊断预警值区间，则生成电力故障预警信号；

若故障诊断预警值不处于电力电缆段对应的故障诊断预警值区间，则生成电力运行正常信号；

诊断预警模块将电力故障预警信号或电力运行正常信号反馈至服务器，若服务器接收到电力运行正常信号，则不进行任何操作，若服务器接收到电力故障预警信号，则将电力故障预警信号发送至电力电缆段对应的管理终端，管理终端接收到电力故障预警信号后安排管理人员对电力电缆段进行检修维护；

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置，权重系数和比例系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于权重系数和比例系数的大小，只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。

基于同一发明的又一构思，请参阅图2所示，基于数据分析的电力电缆故障诊断预警方法，预警方法具体如下：

步骤S101，线路划分模块将电力电缆进行线路划分为若干组电力电缆段，同时存储模块存储有若干组电力电缆段的历史维护数据，并将历史维护数据发送至历史监测模块，历史监测模块对若干组电力电缆段的历史使用情况进行监测，首先获取电力电缆段的故障次数GCu，而后获取电力电缆段每次故障时的故障时间，计算相邻故障时间的时间差值得到若干组故障间隔时长，若干组故障间隔时长相加求和取平均值得到电力电缆段的故障间隔均时长GJTu，最后获取电力电缆每次故障时的维护时长，每次故障时的维护时长相加求和除以故障次数得到电力电缆段的维护均时长WJTu，利用公式LJu=（GCu×a1+WJTu×a2）/GJTu计算得到电力电缆段的历史监测值LJu，若LJu＜X1，则电力电缆段的诊断预警等级为第三诊断预警等级，若X1≤LJu＜X2，则电力电缆段的诊断预警等级为第二诊断预警等级，若X2≤LJu，则电力电缆段的诊断预警等级为第一诊断预警等级，历史监测模块将电力电缆段的诊断预警等级反馈至服务器，服务器设定电力电缆段的故障诊断预警时段，并依据诊断预警等级在故障诊断预警时段内设定对应数量的采集时间点；

步骤S102，通过数据采集模块在故障诊断预警时段内采集若干组电力电缆段的实时运行数据以及电力电缆段所在地的实时环境数据，并将实时运行数据和实时环境数据发送至服务器，服务器中还存储有电力电缆段的标准运行数据和标准环境数据，服务器将实时运行数据和标准运行数据发送至运行监测模块，服务器将实时环境数据和标准环境数据发送至环境监测模块；

步骤S103，通过运行监测模块对电力电缆段的实时运行情况进行监测，获取电力电缆段在若干个采集时间点时的实时电压值SDYut和实时电流值SDLut，将若干个采集时间点的实时电压值与标准电压值范围进行比对，将若干个采集时间点的实时电流值与标准电流值范围进行比对，将不处于标准电压值范围的采集时间点标定为异压时间点，将不处于标准电流值范围的采集时间点标定为异流时间点，统计异压时间点的数量和异流时间点的数量分别记为YYu和YLu，通过公式YCu=YYu×b1+YLu×b2计算得到电力电缆段的运行异常值YCu，运行监测模块将电力电缆段的运行异常值YCu发送至服务器，服务器将电力电缆段的运行异常值YCu发送至诊断预警模块；

步骤S104，环境监测模块对电力电缆段所在地的实时环境情况进行监测，获取电力电缆段所在地在若干个采集时间点时的实时风力值SFut和实时温度值SWut，将若干个采集时间点的实时风力值与标准风力值范围进行比对，将若干个采集时间点的实时温度值与标准温度值范围进行比对，将不处于标准风力值范围的采集时间点标定为异风时间点，将不处于标准温度值范围的采集时间点标定为异温时间点，统计异风时间点的数量和异温时间点的数量分别记为YFu和YWu，通过公式HCu=YFu×c1+YWu×c2计算得到电力电缆段所在地的环境异常值HCu，环境监测模块将电力电缆段所在地的环境异常值HCu反馈至服务器，服务器将电力电缆段所在地的环境异常值HCu发送至诊断预警模块；

步骤S105，服务器还依据诊断预警等级设定电力电缆段的故障诊断预警值区间，并将故障诊断预警值区间发送至诊断预警模块，诊断预警模块对电力电缆段的使用情况进行故障诊断预警，获取电力电缆段的运行异常值YCu和电力电缆段所在地的环境异常值HCu，利用公式GZYu=YCu×α+HCu×β计算得到电力电缆段的故障诊断预警值GZYu，而后获取电力电缆段的诊断预警等级，依据诊断预警等级得到电力电缆段对应的故障诊断预警值区间，若故障诊断预警值处于电力电缆段对应的故障诊断预警值区间，则生成电力故障预警信号，若故障诊断预警值不处于电力电缆段对应的故障诊断预警值区间，则生成电力运行正常信号，诊断预警模块将电力故障预警信号或电力运行正常信号反馈至服务器，若服务器接收到电力运行正常信号，则不进行任何操作，若服务器接收到电力故障预警信号，则将电力故障预警信号发送至电力电缆段对应的管理终端，管理终端接收到电力故障预警信号后安排管理人员对电力电缆段进行检修维护。

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 (9)

1.基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统，其特征在于，包括线路划分模块、历史监测模块、运行监测模块、诊断预警模块、环境监测模块、管理终端、数据采集模块以及服务器，所述线路划分模块用于将电力电缆进行线路划分为若干组电力电缆段；所述历史监测模块连接有存储模块，所述存储模块用于存储若干组电力电缆段的历史维护数据并发送至历史监测模块；所述历史监测模块用于对若干组电力电缆段的历史使用情况进行监测，得到电力电缆段的诊断预警等级反馈至服务器，所述服务器用于设定电力电缆段的故障诊断预警时段，并依据诊断预警等级在故障诊断预警时段内设定对应数量的采集时间点；

所述数据采集模块用于在故障诊断预警时段内采集若干组电力电缆段的实时运行数据以及电力电缆段所在地的实时环境数据并发送至服务器；所述服务器中还存储有电力电缆段的标准运行数据和标准环境数据；所述服务器将实时运行数据和标准运行数据发送至运行监测模块，所述服务器将实时环境数据和标准环境数据发送至环境监测模块；

所述运行监测模块用于对电力电缆段的实时运行情况进行监测，得到电力电缆段的运行异常值发送至服务器；所述环境监测模块用于对电力电缆段所在地的实时环境情况进行监测，得到电力电缆段所在地的环境异常值反馈至服务器，所述服务器将电力电缆段的运行异常值和电力电缆段所在地的环境异常值发送至诊断预警模块；

所述服务器还依据诊断预警等级设定电力电缆段的故障诊断预警值区间并发送至诊断预警模块；所述诊断预警模块用于对电力电缆段的使用情况进行故障诊断预警，工作生成电力故障预警信号或电力运行正常信号。

2.根据权利要求1所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统，其特征在于，电力电缆段的故障次数以及对应的故障时间、维护时长；

当电力电缆段为第一诊断预警等级时，则故障诊断预警时段内采集时间点的数量为Y1，当电力电缆段为第二诊断预警等级时，则故障诊断预警时段内采集时间点的数量为Y2，当电力电缆段为第三诊断预警等级时，则故障诊断预警时段内采集时间点的数量为Y3，Y1、Y2和Y3均为固定数值的正整数，且Y1＞Y2＞Y3；

实时运行数据为电力电缆段的实时电压值和实时电流值，实时环境数据为电力电缆段所在地的实时风力值和实时温度值，标准运行数据为电力电缆段的标准电压值范围和标准电流值范围，标准环境数据为电力电缆段所在地的标准风力值范围和标准温度值范围；

第一诊断预警等级对应的故障诊断预警值区间为（N1，N2]，第二诊断预警等级对应的故障诊断预警值区间为（N2，N3]，第三诊断预警等级对应的故障诊断预警值区间为（N3，N4]，N1、N2、N3和N4均为固定数值的正整数，且N1＜N2＜N3＜N4。

3.根据权利要求1所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统，其特征在于，所述历史监测模块的监测过程具体如下：

获取电力电缆段的故障次数，而后获取电力电缆段每次故障时的故障时间，计算相邻故障时间的时间差值得到若干组故障间隔时长，若干组故障间隔时长相加求和取平均值得到电力电缆段的故障间隔均时长；

获取电力电缆每次故障时的维护时长，每次故障时的维护时长相加求和除以故障次数得到电力电缆段的维护均时长；

计算电力电缆段的历史监测值；

历史监测值比对历史监测阈值，判定电力电缆段的诊断预警等级为第三诊断预警等级、第二诊断预警等级或第一诊断预警等级。

4.根据权利要求3所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统，其特征在于，历史监测值与诊断预警等级成正比，当历史监测值越大，则诊断预警等级越高，第一诊断预警等级的级别高于第二诊断预警等级的级别、第二诊断预警等级的级别高于第三诊断预警等级的级别。

5.根据权利要求1所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统，其特征在于，所述运行监测模块的监测过程具体如下：

获取电力电缆段在若干个采集时间点时的实时电压值和实时电流值；

将若干个采集时间点的实时电压值与标准电压值范围进行比对，将若干个采集时间点的实时电流值与标准电流值范围进行比对，将不处于标准电压值范围的采集时间点标定为异压时间点，将不处于标准电流值范围的采集时间点标定为异流时间点；

统计异压时间点的数量和异流时间点的数量；

计算得到电力电缆段的运行异常值。

6.根据权利要求1所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统，其特征在于，所述环境监测模块的监测过程具体如下：

获取电力电缆段所在地在若干个采集时间点时的实时风力值和实时温度值；

将若干个采集时间点的实时风力值与标准风力值范围进行比对，将若干个采集时间点的实时温度值与标准温度值范围进行比对，将不处于标准风力值范围的采集时间点标定为异风时间点，将不处于标准温度值范围的采集时间点标定为异温时间点；

统计异风时间点的数量和异温时间点的数量；

计算电力电缆段所在地的环境异常值。

7.根据权利要求1所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统，其特征在于，所述诊断预警模块的工作过程具体如下：

获取到电力电缆段的运行异常值和电力电缆段所在地的环境异常值；

计算电力电缆段的故障诊断预警值；

获取电力电缆段的诊断预警等级，依据诊断预警等级得到电力电缆段对应的故障诊断预警值区间；

若故障诊断预警值处于电力电缆段对应的故障诊断预警值区间，则生成电力故障预警信号；

若故障诊断预警值不处于电力电缆段对应的故障诊断预警值区间，则生成电力运行正常信号；

所述诊断预警模块将电力故障预警信号或电力运行正常信号反馈至服务器。

8.根据权利要求7所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统，其特征在于，若服务器接收到电力运行正常信号，则不进行任何操作；

若服务器接收到电力故障预警信号，则将电力故障预警信号发送至电力电缆段对应的管理终端，所述管理终端接收到电力故障预警信号后安排管理人员对电力电缆段进行检修维护。

9.基于数据分析的电力电缆故障诊断预警方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述的基于数据分析的电力电缆故障诊断预警系统，预警方法具体如下：

步骤S101，线路划分模块将电力电缆进行线路划分为若干组电力电缆段，利用历史监测模块对若干组电力电缆段的历史使用情况进行监测，得到电力电缆段的诊断预警等级反馈至服务器，服务器设定电力电缆段的故障诊断预警时段并依据诊断预警等级在故障诊断预警时段内设定对应数量的采集时间点；

步骤S102，数据采集模块在故障诊断预警时段内采集若干组电力电缆段的实时运行数据以及电力电缆段所在地的实时环境数据，服务器中还存储有电力电缆段的标准运行数据和标准环境数据；

步骤S103，利用运行监测模块对电力电缆段的实时运行情况进行监测，得到电力电缆段的运行异常值发送至诊断预警模块；

步骤S104，通过环境监测模块对电力电缆段所在地的实时环境情况进行监测，得到电力电缆段所在地的环境异常值发送至诊断预警模块；

步骤S105，服务器结合诊断预警等级设定电力电缆段的故障诊断预警值区间发送至诊断预警模块，诊断预警模块对电力电缆段的使用情况进行故障诊断预警，生成电力故障预警信号或电力运行正常信号。

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