CN116086650B - 一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法及系统 - Google Patents

一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116086650B
CN116086650B CN202310331587.3A CN202310331587A CN116086650B CN 116086650 B CN116086650 B CN 116086650B CN 202310331587 A CN202310331587 A CN 202310331587A CN 116086650 B CN116086650 B CN 116086650B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
cable
monitoring point
target
target cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310331587.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116086650A (zh
Inventor
罗成礼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Meilu Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Meilu Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Meilu Technology Co ltd filed Critical Shenzhen Meilu Technology Co ltd
Priority to CN202310331587.3A priority Critical patent/CN116086650B/zh
Publication of CN116086650A publication Critical patent/CN116086650A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116086650B publication Critical patent/CN116086650B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/60—Analysis of geometric attributes
    • G06T7/62—Analysis of geometric attributes of area, perimeter, diameter or volume

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)

Abstract

本发明属于电缆桥架温度监测技术领域，公开一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法及系统，本发明在进行电缆桥架温度监测过程中通过对电缆桥架上敷设电缆的短路温度进行分析，将其作为感温设备的选取依据，实现了对感温设备测温范围的重点关注，使得选取的感温设备能够更加适配电缆桥架的测温需求，从而最大限度实现测温功能，同时在确定电缆安全运行温度时将电缆的绝缘层材质和电缆运行电流作为确定依据，一定程度上提高了确定结果的准确度，最后增加了对温度异常位置的异常原因分析，实现了现有监测流程的深化，能够为电缆桥架温度异常的处理提供针对性的处理，提升了电缆桥架温度监测结果的实用价值。

Description

一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法及系统
技术领域
本发明属于电缆桥架温度监测技术领域，具体而言是一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法及系统。
背景技术
电缆桥架内密集分布高、低电压的电缆，空间狭小，散热困难，一旦发生火灾事故，火势沿桥架蔓延迅速，难于扑救，在易燃易爆区域还有可能引发爆炸，后果严重。因此对电缆桥架温度进行实时监测显得尤为必要。
一般来说，目前实现电缆桥架温度监测的必要流程为选择感温设备、感温设备布设、温度监测、确定电缆运行安全温度、温度对比分析、识别温度异常位置，然而现有技术中在选择感温设备和确定电缆安全运行温度存在以下缺陷：1、现有技术在选择感温设备过程中过度关注感温设备的感温灵敏性，常常忽视感温设备的测温范围，导致感温设备的选择存在适用场景局限，由于电缆运行过程中存在短路故障的可能，进而使电缆表面温度骤升，而常规感温设备的测温范围可能达不到电缆的短路温度，从而致使感温设备故障失灵，无法实现测温功能，由此可见如果在选择感温设备时不对感温设备的测温范围进行重点关注，一方面无法及时识别出电缆的短路故障，另一方面也为感温设备的正常测温带来安全隐患。
2、现有技术在确定电缆安全运行温度时只单纯依据电缆的绝缘层材质进行确定，忽略了电缆运行电流对电缆安全运行温度的影响，导致确定依据过于片面，在一定程度上影响了确定结果的准确度，从而无法为后续判断电缆桥架温度是否异常提供可靠的判断依据。
更深层次的目前对电缆桥架温度的监测流程中缺乏对温度异常位置的异常原因分析，导致现有监测流程不够深入，实用价值不高。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述存在的问题，提供一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法及系统，能够有效弥补现有技术中电缆桥架温度监测存在的缺陷。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：第一方面，本发明提供一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法，包括以下步骤：（1）将待进行温度监测的电缆桥架记为指定电缆桥架，并将在指定电缆桥架上敷设的电缆记为目标电缆，并获取目标电缆对应的基本信息和运行信息。
（2）根据目标电缆对应的基本信息和运行信息分别评估目标电缆对应的安全运行温度和目标电缆对应的短路温度。
（3）根据目标电缆对应的短路温度筛选出指定电缆桥架对应的适配感温设备。
（4）在指定电缆桥梁对应的目标电缆敷设区域按照设定的间隔距离进行监测点布设，并对各监测点进行编号，同时在各监测点对应的电缆主体上设置适配感温设备，并在各监测点所在敷设空间中设置温度传感器和图像采集器。
（5）由各监测点设置的适配感温设备实时采集各监测点的电缆表面温度，并由各监测点所处敷设空间中设置的温度传感器和图像采集器实时采集各监测点对应的环境温度和线缆敷设状态图像。
（6）将各监测点的电缆表面温度与目标电缆对应的安全运行温度进行分析，据此识别出异常监测点。
（7）基于异常监测点对应的环境温度和线缆敷设状态图像预测异常监测点对应的温度异常原因。
（8）将异常监测点的编号及异常监测点对应的温度异常原因进行后台显示。
在本发明第一方面的一种能够实现的方式中，所述基本信息包括线芯截面积、线芯长度、线芯种类、绝缘层材质和绝缘层厚度。
在本发明第一方面的一种能够实现的方式中，所述运行信息为额定运行电压和电源内阻。
在本发明第一方面的一种能够实现的方式中，所述目标电缆对应的安全运行温度具体评估过程参照如下步骤：（2-1）从基本信息中提取线芯截面积、线芯长度和线芯种类，并将线芯种类与参数数据库中存储的各种线芯对应的电阻率进行匹配，从中匹配出目标电缆对应的电阻率。
（2-2）将目标电缆对应的线芯截面积、线芯长度和电阻率通过公式
Figure SMS_1
,计算出目标电缆对应的线芯电阻/>
Figure SMS_2
,/>
Figure SMS_3
表示为目标电缆对应的电阻率，/>
Figure SMS_4
表示为目标电缆对应的线芯长度，/>
Figure SMS_5
表示为目标电缆对应的线芯截面积。
（2-3）从运行信息中提取额定运行电压，将目标电缆对应的额定运行电压和线芯电阻导入公式
Figure SMS_6
计算出目标电缆对应的运行电流。
（2-4）将目标电缆对应的运行电流与参数数据库中单位运行电流产生的线芯温度相乘，并将乘积结果作为目标电缆对应的正常运行线芯温度。
（2-5）从基本信息中提取绝缘层材质和绝缘层厚度，并将目标电缆对应的绝缘层材质与参数数据库中存储的各种绝缘层材质对应的绝缘因子进行匹配，从中匹配出目标电缆对应的绝缘因子，进而利用绝缘力指数评估公式
Figure SMS_7
，评估出目标电缆对应的绝缘力指数。
（2-6）将目标电缆对应的绝缘力指数与参数数据库中存储的各绝缘等级对应的绝缘力指数区间进行比对，从中比对出目标电缆对应的绝缘等级，并将其与设定的各绝缘等级对应的隔热系数进行对比，从中确定目标电缆对应的隔热系数
Figure SMS_8
。
（2-7）从参数数据库中提取单位隔热系数对应的隔热温度，进而利用公式
Figure SMS_9
，计算出目标电缆对应的安全运行温度/>
Figure SMS_10
，其中/>
Figure SMS_11
表示为单位隔热系数对应的隔热温度，/>
Figure SMS_12
表示为目标电缆对应的正常运行线芯温度。
在本发明第一方面的一种能够实现的方式中，所述目标电缆对应的短路温度包括如下评估步骤：第一步、从运行信息中提取额定运行电压和电源内阻，并导入公式
Figure SMS_13
计算出目标电缆的短路电流。
第二步、将目标电缆对应的短路电流与参数数据库中单位运行电流产生的线芯温度相乘，将乘积结果作为目标电缆对应的短路线芯温度。
第三步、将目标电缆对应的短路线芯温度、目标电缆对应的隔热系数和单位隔热系数对应的隔热温度代入公式
Figure SMS_14
，计算出目标电缆对应的短路温度/>
Figure SMS_15
，其中/>
Figure SMS_16
表示为目标电缆对应的短路线芯温度，/>
Figure SMS_17
表示为设定的隔热系数限制因子，且
Figure SMS_18
。
在本发明第一方面的一种能够实现的方式中，所述根据目标电缆对应的短路温度筛选出目标电缆对应的适配感温设备的筛选方式为：
（3-1）从各备选感温设备对应的测温范围中提取最高测温值。
（3-2）将各备选感温设备对应的最高测温值与目标电缆对应的短路温度进行对比，计算各备选感温设备对应的测温匹配度，其计算公式为
Figure SMS_19
，其中/>
Figure SMS_20
表示为第d备选感温设备对应的测温匹配度，d表示为备选感温设备的编号，/>
Figure SMS_21
，m表示为备选感温设备的编号，/>
Figure SMS_22
表示为第d备选感温设备对应的最高测温值，e表示为自然常数。
（3-3）将各备选感温设备对应的测温匹配度与设定的需求测温匹配度进行对比，从中筛选出测温匹配度大于或等于需求测温匹配度的备选感温设备作为适配感温设备。
在本发明第一方面的一种能够实现的方式中，所述异常监测点对应的具体识别方法如下：将各监测点的电缆表面温度与目标电缆对应的安全运行温度进行对比，若某监测点的电缆表面温度大于目标电缆对应的安全运行温度，则识别该监测点为异常监测点。
在本发明第一方面的一种能够实现的方式中，所述预测异常监测点对应的温度异常原因包括：（7-1）将异常监测点的电缆表面温度与目标电缆对应的短路温度进行对比，若异常监测点的温度大于或等于目标电缆对应的短路温度，则预测异常监测点对应的温度异常原因为短路故障，反之则执行（7-2）～(7-6)。
（7-2）将异常监测点对应的环境温度与目标电缆对应的安全运行温度进行对比，通过公式
Figure SMS_23
计算出异常监测点对应的环境热传递力度指数/>
Figure SMS_24
，其中/>
Figure SMS_25
表示为异常监测点对应的环境温度。
（7-3）将异常监测点对应的环境热传递力度指数与预设阈值进行对比，若异常监测点对应的环境热传递力度指数大于预设阈值，则预测异常监测点对应的温度异常原因为环境温度过高。
（7-4）从异常监测点对应的线缆敷设状态图像中提取线缆表观缺陷参数，其中线缆表观缺陷参数包括线缆表观缺陷类型和线缆表观缺陷面积。
（7-5）根据异常监测点对应的线缆表观缺陷类型从参数数据库中提取异常监测点对应线缆表观缺陷类型的缺陷程度系数，进而基于异常监测点对应线缆表观缺陷类型的缺陷程度系数和线缆表观缺陷面积计算异常监测点对应的线缆损伤度
Figure SMS_26
，其计算公式为
Figure SMS_27
,其中/>
Figure SMS_28
表示为异常监测点对应的线缆表观缺陷面积，/>
Figure SMS_29
表示为线缆允许表观缺陷面积，/>
Figure SMS_30
表示为异常监测点对应线缆表观缺陷类型的缺陷程度系数，U表示为设定常数，U>1。
(7-6)将异常监测点对应的线缆损伤度与警戒线缆损伤度进行对比，若异常监测点对应的线缆损伤度大于或等于警戒线缆损伤度，则预测异常监测点对应的温度异常原因为线缆损伤。
第二方面，本发明提供一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测系统，包括以下模块：指定电缆桥梁信息获取模块，用于将待进行温度监测的电缆桥架记为指定电缆桥架，并将在指定电缆桥架上敷设的电缆记为目标电缆，并获取目标电缆对应的基本信息和运行信息。
目标电缆安全运行温度评估模块，用于根据目标电缆对应的基本信息和运行信息评估目标电缆对应的安全运行温度。
目标电缆短路温度评估模块，用于根据目标电缆对应的基本信息和运行信息评估目标电缆对应的短路温度。
目标电缆适配感温设备筛选模块，用于根据目标电缆对应的短路温度筛选出指定电缆桥架对应的适配感温设备。
温度监测设备设置模块，用于在指定电缆桥梁对应的目标电缆敷设区域按照设定的间隔距离进行监测点布设，并对各监测点进行编号，同时在各监测点对应的电缆主体上设置适配感温设备，并在各监测点所在敷设空间中设置温度传感器和图像采集器。
温度监测信息采集模块，用于由各监测点设置的适配感温设备实时采集各监测点的电缆表面温度，并由各监测点所处敷设空间中设置的温度传感器和图像采集器实时采集各监测点对应的环境温度和线缆敷设状态图像。
异常监测点识别模块，用于将各监测点的电缆表面温度与目标电缆对应的安全运行温度进行分析，据此识别出异常监测点。
异常监测点温度异常原因预测模块，用于基于异常监测点对应的环境温度和线缆敷设状态图像预测异常监测点对应的温度异常原因；
异常显示终端，用于将异常监测点的编号及异常监测点对应的温度异常原因进行后台显示。
参数数据库，用于存储各种线芯对应的电阻率，存储单位运行电流产生的线芯温度，存储各种绝缘层材质对应的绝缘因子，存储各绝缘等级对应的绝缘力指数区间，存储单位隔热系数对应的隔热温度，并存储各种线缆表观缺陷类型对应的缺陷程度系数。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
1、本发明在选择电缆桥架的感温设备时通过对电缆桥架上敷设电缆的短路温度进行分析，将其作为感温设备的选取依据，实现了对感温设备测温范围的重点关注，使得选取的感温设备能够更加适配电缆桥架的测温需求，从而最大限度实现测温功能，大大弥补现有技术中感温设备选择存在适用场景局限的缺陷，且由于能够检测到电缆的短路温度，一方面能够及时识别出电缆的短路故障，另一方面能够避免感温设备在检测短路温度时造成故障失灵现象的发生。
2、本发明在确定电缆安全运行温度时将电缆的绝缘层材质和电缆运行电流作为确定依据，克服了现有技术在确定电缆安全运行温度时存在的确定依据过于片面的不足，一定程度上提高了确定结果的准确度，从而能够为后续判断电缆桥架温度是否异常提供可靠的判断依据。
3、本发明在进行电缆桥架温度监测过程中增加了对温度异常位置的异常原因分析，实现了现有监测流程的深化，能够为电缆桥架温度异常的处理提供针对性的处理，有利于提高温度异常的处理效果和处理效率，从而提升了电缆桥架温度监测结果的实用价值。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的方法实施步骤流程图;
图2为本发明的系统模块连接示意图。
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1
参照图1所示，本发明提供一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法，包括以下步骤：（1）将待进行温度监测的电缆桥架记为指定电缆桥架，并将在指定电缆桥架上敷设的电缆记为目标电缆，并获取目标电缆对应的基本信息和运行信息，其中基本信息包括线芯截面积、线芯长度、线芯种类、绝缘层材质和绝缘层厚度，运行信息为额定运行电压和电源内阻。
需要说明的是电缆是由线芯和绝缘层构成，其中绝缘层包裹在线芯外面，线芯的种类包括铜、铝、锡、银、金等，绝缘层材质主要包括油浸电缆纸、塑料和橡胶三种。
（2）根据目标电缆对应的基本信息和运行信息分别评估目标电缆对应的安全运行温度和目标电缆对应的短路温度。
在本发明的具体实施例中，评估目标电缆对应的安全运行温度具体参照如下步骤：（2-1）从基本信息中提取线芯截面积、线芯长度和线芯种类，并将线芯种类与参数数据库中存储的各种线芯对应的电阻率进行匹配，从中匹配出目标电缆对应的电阻率。
（2-2）将目标电缆对应的线芯截面积、线芯长度和电阻率通过公式
Figure SMS_31
,计算出目标电缆对应的线芯电阻/>
Figure SMS_32
,/>
Figure SMS_33
表示为目标电缆对应的电阻率，/>
Figure SMS_34
表示为目标电缆对应的线芯长度，/>
Figure SMS_35
表示为目标电缆对应的线芯截面积。
（2-3）从运行信息中提取额定运行电压，将目标电缆对应的额定运行电压和线芯电阻导入公式
Figure SMS_36
计算出目标电缆对应的运行电流。
（2-4）将目标电缆对应的运行电流与参数数据库中单位运行电流产生的线芯温度相乘，并将乘积结果作为目标电缆对应的正常运行线芯温度。
需要解释的是，上述将电缆运行电流过渡到线芯温度的原因在于当电流的热效应，具体为电流流过电缆的时候,由于电缆内的线芯，即导体具有一定的电阻,使得电能就会随行电流的流动不断地转变为热能,使电缆线芯温度升高，由此可见电缆的运行电流对电缆线芯的温度影响具有决定作用。
（2-5）从基本信息中提取绝缘层材质和绝缘层厚度，并将目标电缆对应的绝缘层材质与参数数据库中存储的各种绝缘层材质对应的绝缘因子进行匹配，从中匹配出目标电缆对应的绝缘因子，进而利用绝缘力指数评估公式
Figure SMS_37
，评估出目标电缆对应的绝缘力指数，其中绝缘层越厚，绝缘因子越大，绝缘力指数越大，表明绝缘性能越好。
作为优选技术方案，上文对目标电缆绝缘力指数评估的目的在于电缆绝缘层的主要功能为使电缆中的线芯与周围环境或相邻导体间相互绝缘，正是这种绝缘性质使其对电缆线芯的温度产生一定的隔热效果，且电缆的绝缘性能越好，产生的隔热效果越好。
（2-6）将目标电缆对应的绝缘力指数与参数数据库中存储的各绝缘等级对应的绝缘力指数区间进行比对，从中比对出目标电缆对应的绝缘等级，并将其与设定的各绝缘等级对应的隔热系数进行对比，从中确定目标电缆对应的隔热系数
Figure SMS_38
。
（2-7）从参数数据库中提取单位隔热系数对应的隔热温度，进而利用公式
Figure SMS_39
，计算出目标电缆对应的安全运行温度/>
Figure SMS_40
，其中/>
Figure SMS_41
表示为单位隔热系数对应的隔热温度，/>
Figure SMS_42
表示为目标电缆对应的正常运行线芯温度。
本发明在确定电缆安全运行温度时将电缆的绝缘层材质和电缆运行电流作为确定依据，克服了现有技术在确定电缆安全运行温度时存在的确定依据过于片面的不足，一定程度上提高了确定结果的准确度，从而能够为后续判断电缆桥架温度是否异常提供可靠的判断依据。
在本发明的又一具体实施例中，目标电缆对应的短路温度包括如下评估步骤：第一步、从运行信息中提取额定运行电压和电源内阻，并导入公式
Figure SMS_43
计算出目标电缆的短路电流。
第二步、将目标电缆对应的短路电流与参数数据库中单位运行电流产生的线芯温度相乘，将乘积结果作为目标电缆对应的短路线芯温度。
第三步、将目标电缆对应的短路线芯温度、目标电缆对应的隔热系数和单位隔热系数对应的隔热温度代入公式
Figure SMS_44
，计算出目标电缆对应的短路温度/>
Figure SMS_45
，其中/>
Figure SMS_46
表示为目标电缆对应的短路线芯温度，/>
Figure SMS_47
表示为设定的隔热系数限制因子，且
Figure SMS_48
。
需要提醒的是，上述在计算目标电缆对应的短路温度时，增加了隔热系数限制因子运用，这是由于电缆处于短路状态下的温度较高，而电缆绝缘层在较高温度下的绝缘性能会大打折扣，进而使得隔热效果受到限制，由此可见隔热系数限制因子的运用更加符合实际情况，从而在一定程度上降低目标电缆短路温度的计算误差。
（3）根据目标电缆对应的短路温度筛选出指定电缆桥架对应的适配感温设备，筛选方式为：（3-1）从各备选感温设备对应的测温范围中提取最高测温值。
（3-2）将各备选感温设备对应的最高测温值与目标电缆对应的短路温度进行对比，计算各备选感温设备对应的测温匹配度，其计算公式为
Figure SMS_49
，其中/>
Figure SMS_50
表示为第d备选感温设备对应的测温匹配度，d表示为备选感温设备的编号，/>
Figure SMS_51
，m表示为备选感温设备的编号，
Figure SMS_52
表示为第d备选感温设备对应的最高测温值，e表示为自然常数。
在上述测温匹配度计算公式中，某备选感温设备对应的最高测温值与目标电缆对应的短路温度越接近，该备选感温设备的测温范围适配度越高，当然对于最高测温值远大于目标电缆对应短路温度的备选感温设备也不可取，这是由于备选感温设备的最高测温值越大，相对应的价格也就越高，这里基于成本考虑，不选取最高测温值远大于目标电缆对应短路温度的备选感温设备。
特别指出的是本发明提到的感温设备为感温光纤。
（3-3）将各备选感温设备对应的测温匹配度与设定的需求测温匹配度进行对比，从中筛选出测温匹配度大于或等于需求测温匹配度的备选感温设备作为适配感温设备。
本发明在选择电缆桥架的感温设备时通过对电缆桥架上敷设电缆的短路温度进行分析，将其作为感温设备的选取依据，实现了对感温设备测温范围的重点关注，使得选取的感温设备能够更加适配电缆桥架的测温需求，从而最大限度实现测温功能，大大弥补现有技术中感温设备选择存在适用场景局限的缺陷，且由于能够检测到电缆的短路温度，一方面能够及时识别出电缆的短路故障，另一方面能够避免感温设备在检测短路温度时造成故障失灵现象的发生。
（4）在指定电缆桥梁对应的目标电缆敷设区域按照设定的间隔距离进行监测点布设，并对各监测点进行编号，同时在各监测点对应的电缆主体上设置适配感温设备，并在各监测点所在敷设空间中设置温度传感器和图像采集器，其中温度传感器用于采集监测点所处敷设空间的环境温度，图像采集器用于采集线缆敷设状态图像。
（5）由各监测点设置的适配感温设备实时采集各监测点的电缆表面温度，并由各监测点所处敷设空间中设置的温度传感器和图像采集器实时采集各监测点对应的环境温度和线缆敷设状态图像。
（6）将各监测点的电缆表面温度与目标电缆对应的安全运行温度进行分析，据此识别出异常监测点，识别方法为将各监测点的电缆表面温度与目标电缆对应的安全运行温度进行对比，若某监测点的电缆表面温度大于目标电缆对应的安全运行温度，则识别该监测点为异常监测点。
（7）基于异常监测点对应的环境温度和线缆敷设状态图像预测异常监测点对应的温度异常原因，具体包括：（7-1）将异常监测点的电缆表面温度与目标电缆对应的短路温度进行对比，若异常监测点的温度大于或等于目标电缆对应的短路温度，则预测异常监测点对应的温度异常原因为短路故障，反之则执行（7-2）～(7-6)。
（7-2）将异常监测点对应的环境温度与目标电缆对应的安全运行温度进行对比，通过公式
Figure SMS_53
计算出异常监测点对应的环境热传递力度指数/>
Figure SMS_54
，其中/>
Figure SMS_55
表示为异常监测点对应的环境温度，其中异常监测点对应的环境温度越高，异常监测点对应的环境热传递力度指数越大，越不利于散热。
（7-3）将异常监测点对应的环境热传递力度指数与预设阈值进行对比，若异常监测点对应的环境热传递力度指数大于预设阈值，则预测异常监测点对应的温度异常原因为环境温度过高。
（7-4）从异常监测点对应的线缆敷设状态图像中提取线缆表观缺陷参数，其中线缆表观缺陷参数包括线缆表观缺陷类型和线缆表观缺陷面积。
（7-5）根据异常监测点对应的线缆表观缺陷类型从参数数据库中提取异常监测点对应线缆表观缺陷类型的缺陷程度系数，进而基于异常监测点对应线缆表观缺陷类型的缺陷程度系数和线缆表观缺陷面积计算异常监测点对应的线缆损伤度
Figure SMS_56
，其计算公式为
Figure SMS_57
,其中/>
Figure SMS_58
表示为异常监测点对应的线缆表观缺陷面积，/>
Figure SMS_59
表示为线缆允许表观缺陷面积，/>
Figure SMS_60
表示为异常监测点对应线缆表观缺陷类型的缺陷程度系数，U表示为设定常数，U>1。
需要提示的本发明提到的线缆表面缺陷指的是电缆绝缘层的缺陷。
(7-6)将异常监测点对应的线缆损伤度与警戒线缆损伤度进行对比，若异常监测点对应的线缆损伤度大于或等于警戒线缆损伤度，则预测异常监测点对应的温度异常原因为线缆损伤。
（8）将异常监测点的编号及异常监测点对应的温度异常原因进行后台显示。
本发明在进行电缆桥架温度监测过程中增加了对温度异常位置的异常原因分析，实现了现有监测流程的深化，能够为电缆桥架温度异常的处理提供针对性的处理，有利于提高温度异常的处理效果和处理效率，从而提升了电缆桥架温度监测结果的实用价值。
实施例2
参照图2所示，本发明提供一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测系统，包括以下模块：指定电缆桥梁信息获取模块，用于将待进行温度监测的电缆桥架记为指定电缆桥架，并将在指定电缆桥架上敷设的电缆记为目标电缆，并获取目标电缆对应的基本信息和运行信息。
目标电缆安全运行温度评估模块，分别与指定电缆桥梁信息获取模块和参数数据库连接，用于根据目标电缆对应的基本信息和运行信息评估目标电缆对应的安全运行温度。
目标电缆短路温度评估模块，与指定电缆桥梁信息获取模块连接，用于根据目标电缆对应的基本信息和运行信息评估目标电缆对应的短路温度。
目标电缆适配感温设备筛选模块，与目标电缆短路温度评估模块连接，用于根据目标电缆对应的短路温度筛选出指定电缆桥架对应的适配感温设备。
温度监测设备设置模块，与目标电缆适配感温设备筛选模块连接，用于在指定电缆桥梁对应的目标电缆敷设区域按照设定的间隔距离进行监测点布设，并对各监测点进行编号，同时在各监测点对应的电缆主体上设置适配感温设备，并在各监测点所在敷设空间中设置温度传感器和图像采集器。
温度监测信息采集模块，与温度监测设备设置模块连接，用于由各监测点设置的适配感温设备实时采集各监测点的电缆表面温度，并由各监测点所处敷设空间中设置的温度传感器和图像采集器实时采集各监测点对应的环境温度和线缆敷设状态图像。
异常监测点识别模块，分别与目标电缆安全运行温度评估模块和温度监测信息采集模块连接，用于将各监测点的电缆表面温度与目标电缆对应的安全运行温度进行分析，据此识别出异常监测点。
异常监测点温度异常原因预测模块，分别与温度监测信息采集模块、异常监测点识别模块和参数数据库连接，用于基于异常监测点对应的环境温度和线缆敷设状态图像预测异常监测点对应的温度异常原因。
异常显示终端，与异常监测点温度异常原因预测模块连接，用于将异常监测点的编号及异常监测点对应的温度异常原因进行后台显示。
参数数据库，用于存储各种线芯对应的电阻率，存储单位运行电流产生的线芯温度，存储各种绝缘层材质对应的绝缘因子，存储各绝缘等级对应的绝缘力指数区间，存储单位隔热系数对应的隔热温度，并存储各种线缆表观缺陷类型对应的缺陷程度系数。
上述中提到的线缆表观缺陷类型包括但不限于褶皱、裂损、破口...。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将待进行温度监测的电缆桥架记为指定电缆桥架，并将在指定电缆桥架上敷设的电缆记为目标电缆，并获取目标电缆对应的基本信息和运行信息；所述基本信息包括线芯截面积、线芯长度、线芯种类、绝缘层材质和绝缘层厚度；所述运行信息为额定运行电压和电源内阻;
（2）根据目标电缆对应的基本信息和运行信息分别评估目标电缆对应的安全运行温度和目标电缆对应的短路温度；
所述目标电缆对应的安全运行温度具体评估过程参照如下步骤：
（2-1）从基本信息中提取线芯截面积、线芯长度和线芯种类，并将线芯种类与参数数据库中存储的各种线芯对应的电阻率进行匹配，从中匹配出目标电缆对应的电阻率；
（2-2）将目标电缆对应的线芯截面积、线芯长度和电阻率通过公式
Figure QLYQS_1
,计算出目标电缆对应的线芯电阻/>
Figure QLYQS_2
,/>
Figure QLYQS_3
表示为目标电缆对应的电阻率，/>
Figure QLYQS_4
表示为目标电缆对应的线芯长度，/>
Figure QLYQS_5
表示为目标电缆对应的线芯截面积；
（2-3）从运行信息中提取额定运行电压，将目标电缆对应的额定运行电压和线芯电阻导入公式
Figure QLYQS_6
计算出目标电缆对应的运行电流；
（2-4）将目标电缆对应的运行电流与参数数据库中单位运行电流产生的线芯温度相乘，并将乘积结果作为目标电缆对应的正常运行线芯温度；
（2-5）从基本信息中提取绝缘层材质和绝缘层厚度，并将目标电缆对应的绝缘层材质与参数数据库中存储的各种绝缘层材质对应的绝缘因子进行匹配，从中匹配出目标电缆对应的绝缘因子，进而利用绝缘力指数评估公式
Figure QLYQS_7
，评估出目标电缆对应的绝缘力指数；
（2-6）将目标电缆对应的绝缘力指数与参数数据库中存储的各绝缘等级对应的绝缘力指数区间进行比对，从中比对出目标电缆对应的绝缘等级，并将其与设定的各绝缘等级对应的隔热系数进行对比，从中确定目标电缆对应的隔热系数
Figure QLYQS_8
；
（2-7）从参数数据库中提取单位隔热系数对应的隔热温度，进而利用公式
Figure QLYQS_9
，计算出目标电缆对应的安全运行温度/>
Figure QLYQS_10
，其中/>
Figure QLYQS_11
表示为单位隔热系数对应的隔热温度，/>
Figure QLYQS_12
表示为目标电缆对应的正常运行线芯温度;
所述目标电缆对应的短路温度包括如下评估步骤：
第一步、从运行信息中提取额定运行电压和电源内阻，并导入公式
Figure QLYQS_13
计算出目标电缆的短路电流；
第二步、将目标电缆对应的短路电流与参数数据库中单位运行电流产生的线芯温度相乘，将乘积结果作为目标电缆对应的短路线芯温度；
第三步、将目标电缆对应的短路线芯温度、目标电缆对应的隔热系数和单位隔热系数对应的隔热温度代入公式
Figure QLYQS_14
，计算出目标电缆对应的短路温度/>
Figure QLYQS_15
，其中/>
Figure QLYQS_16
表示为目标电缆对应的短路线芯温度，/>
Figure QLYQS_17
表示为设定的隔热系数限制因子，且/>
Figure QLYQS_18
;
（3）根据目标电缆对应的短路温度筛选出指定电缆桥架对应的适配感温设备；
所述根据目标电缆对应的短路温度筛选出目标电缆对应的适配感温设备的筛选方式为：
（3-1）从各备选感温设备对应的测温范围中提取最高测温值；
（3-2）将各备选感温设备对应的最高测温值与目标电缆对应的短路温度进行对比，计算各备选感温设备对应的测温匹配度，其计算公式为
Figure QLYQS_19
，其中/>
Figure QLYQS_20
表示为第d备选感温设备对应的测温匹配度，d表示为备选感温设备的编号，
Figure QLYQS_21
，m表示为备选感温设备的编号，/>
Figure QLYQS_22
表示为第d备选感温设备对应的最高测温值，e表示为自然常数；
（3-3）将各备选感温设备对应的测温匹配度与设定的需求测温匹配度进行对比，从中筛选出测温匹配度大于或等于需求测温匹配度的备选感温设备作为适配感温设备;
（4）在指定电缆桥梁对应的目标电缆敷设区域按照设定的间隔距离进行监测点布设，并对各监测点进行编号，同时在各监测点对应的电缆主体上设置适配感温设备，并在各监测点所在敷设空间中设置温度传感器和图像采集器；
（5）由各监测点设置的适配感温设备实时采集各监测点的电缆表面温度，并由各监测点所处敷设空间中设置的温度传感器和图像采集器实时采集各监测点对应的环境温度和线缆敷设状态图像；
（6）将各监测点的电缆表面温度与目标电缆对应的安全运行温度进行分析，据此识别出异常监测点；
（7）基于异常监测点对应的环境温度和线缆敷设状态图像预测异常监测点对应的温度异常原因；
（8）将异常监测点的编号及异常监测点对应的温度异常原因进行后台显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法，其特征在于：所述异常监测点对应的具体识别方法如下：将各监测点的电缆表面温度与目标电缆对应的安全运行温度进行对比，若某监测点的电缆表面温度大于目标电缆对应的安全运行温度，则识别该监测点为异常监测点。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法，其特征在于：所述预测异常监测点对应的温度异常原因包括：
（7-1）将异常监测点的电缆表面温度与目标电缆对应的短路温度进行对比，若异常监测点的温度大于或等于目标电缆对应的短路温度，则预测异常监测点对应的温度异常原因为短路故障，反之则执行（7-2）～(7-6)；
（7-2）将异常监测点对应的环境温度与目标电缆对应的安全运行温度进行对比，通过公式
Figure QLYQS_23
计算出异常监测点对应的环境热传递力度指数/>
Figure QLYQS_24
，其中/>
Figure QLYQS_25
表示为异常监测点对应的环境温度；
（7-3）将异常监测点对应的环境热传递力度指数与预设阈值进行对比，若异常监测点对应的环境热传递力度指数大于预设阈值，则预测异常监测点对应的温度异常原因为环境温度过高；
（7-4）从异常监测点对应的线缆敷设状态图像中提取线缆表观缺陷参数，其中线缆表观缺陷参数包括线缆表观缺陷类型和线缆表观缺陷面积；
（7-5）根据异常监测点对应的线缆表观缺陷类型从参数数据库中提取异常监测点对应线缆表观缺陷类型的缺陷程度系数，进而基于异常监测点对应线缆表观缺陷类型的缺陷程度系数和线缆表观缺陷面积计算异常监测点对应的线缆损伤度
Figure QLYQS_26
，其计算公式为
Figure QLYQS_27
,其中/>
Figure QLYQS_28
表示为异常监测点对应的线缆表观缺陷面积，/>
Figure QLYQS_29
表示为线缆允许表观缺陷面积，/>
Figure QLYQS_30
表示为异常监测点对应线缆表观缺陷类型的缺陷程度系数，U表示为设定常数，U>1;
(7-6)将异常监测点对应的线缆损伤度与警戒线缆损伤度进行对比，若异常监测点对应的线缆损伤度大于或等于警戒线缆损伤度，则预测异常监测点对应的温度异常原因为线缆损伤。
4.一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测系统，用于执行如权利要求1-3任一项所述的基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法，其特征在于，包括以下模块：
指定电缆桥梁信息获取模块，用于将待进行温度监测的电缆桥架记为指定电缆桥架，并将在指定电缆桥架上敷设的电缆记为目标电缆，并获取目标电缆对应的基本信息和运行信息；
目标电缆安全运行温度评估模块，用于根据目标电缆对应的基本信息和运行信息评估目标电缆对应的安全运行温度；
目标电缆短路温度评估模块，用于根据目标电缆对应的基本信息和运行信息评估目标电缆对应的短路温度；
目标电缆适配感温设备筛选模块，用于根据目标电缆对应的短路温度筛选出指定电缆桥架对应的适配感温设备；
温度监测设备设置模块，用于在指定电缆桥梁对应的目标电缆敷设区域按照设定的间隔距离进行监测点布设，并对各监测点进行编号，同时在各监测点对应的电缆主体上设置适配感温设备，并在各监测点所在敷设空间中设置温度传感器和图像采集器；
温度监测信息采集模块，用于由各监测点设置的适配感温设备实时采集各监测点的电缆表面温度，并由各监测点所处敷设空间中设置的温度传感器和图像采集器实时采集各监测点对应的环境温度和线缆敷设状态图像；
异常监测点识别模块，用于将各监测点的电缆表面温度与目标电缆对应的安全运行温度进行分析，据此识别出异常监测点；
异常监测点温度异常原因预测模块，用于基于异常监测点对应的环境温度和线缆敷设状态图像预测异常监测点对应的温度异常原因；
异常显示终端，用于将异常监测点的编号及异常监测点对应的温度异常原因进行后台显示；
参数数据库，用于存储各种线芯对应的电阻率，存储单位运行电流产生的线芯温度，存储各种绝缘层材质对应的绝缘因子，存储各绝缘等级对应的绝缘力指数区间，存储单位隔热系数对应的隔热温度，并存储各种线缆表观缺陷类型对应的缺陷程度系数。
CN202310331587.3A 2023-03-31 2023-03-31 一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法及系统 Active CN116086650B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310331587.3A CN116086650B (zh) 2023-03-31 2023-03-31 一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310331587.3A CN116086650B (zh) 2023-03-31 2023-03-31 一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116086650A CN116086650A (zh) 2023-05-09
CN116086650B true CN116086650B (zh) 2023-06-27

Family

ID=86204771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310331587.3A Active CN116086650B (zh) 2023-03-31 2023-03-31 一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116086650B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117094609B (zh) * 2023-10-20 2024-01-12 山东卓越精工集团有限公司 一种基于机器视觉的铝型材生产质量智能管理系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0530639A (ja) * 1991-07-19 1993-02-05 Nissin Electric Co Ltd 導電部過熱検出報知方法
CN101046501A (zh) * 2005-06-10 2007-10-03 清华大学 一种电缆安全运行监控方法
CN103824632A (zh) * 2014-02-14 2014-05-28 申环电缆科技有限公司 一种光纤内置智能超高压光电复合电缆
CN204790635U (zh) * 2015-07-29 2015-11-18 天津科技大学 电缆终端监控预警装置
CN107271823A (zh) * 2017-07-21 2017-10-20 深圳市壹电电力技术有限公司 基于测温高压电缆的运行状态监测方法及系统
JP2017220981A (ja) * 2016-06-03 2017-12-14 東芝プラントシステム株式会社 電路温度監視システム、電路温度監視装置および電路温度監視方法
CN108181025A (zh) * 2018-01-26 2018-06-19 国网上海市电力公司 一种光纤复合架空地线热故障在线监测方法
CN109917233A (zh) * 2019-04-15 2019-06-21 西南交通大学 一种电缆终端绝缘表面过热的抑制及测评方法
CN110598736A (zh) * 2019-08-06 2019-12-20 西安理工大学 一种电力设备红外图像故障定位、识别与预测方法
CN112734698A (zh) * 2020-12-24 2021-04-30 国网北京市电力公司 基于红外图像的电缆终端异常诊断方法和装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0530639A (ja) * 1991-07-19 1993-02-05 Nissin Electric Co Ltd 導電部過熱検出報知方法
CN101046501A (zh) * 2005-06-10 2007-10-03 清华大学 一种电缆安全运行监控方法
CN103824632A (zh) * 2014-02-14 2014-05-28 申环电缆科技有限公司 一种光纤内置智能超高压光电复合电缆
CN204790635U (zh) * 2015-07-29 2015-11-18 天津科技大学 电缆终端监控预警装置
JP2017220981A (ja) * 2016-06-03 2017-12-14 東芝プラントシステム株式会社 電路温度監視システム、電路温度監視装置および電路温度監視方法
CN107271823A (zh) * 2017-07-21 2017-10-20 深圳市壹电电力技术有限公司 基于测温高压电缆的运行状态监测方法及系统
CN108181025A (zh) * 2018-01-26 2018-06-19 国网上海市电力公司 一种光纤复合架空地线热故障在线监测方法
CN109917233A (zh) * 2019-04-15 2019-06-21 西南交通大学 一种电缆终端绝缘表面过热的抑制及测评方法
CN110598736A (zh) * 2019-08-06 2019-12-20 西安理工大学 一种电力设备红外图像故障定位、识别与预测方法
CN112734698A (zh) * 2020-12-24 2021-04-30 国网北京市电力公司 基于红外图像的电缆终端异常诊断方法和装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
电力电缆线路运行温度在线检测技术应用研究;宋鹏先;朱晓辉;朱明正;王浩鸣;房晟辰;;工程技术研究(第02期);第33-34页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116086650A (zh) 2023-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116086650B (zh) 一种基于物联网的分布式电缆桥架温度监测方法及系统
CN104198068A (zh) 一种油浸变压器绕组温度监测装置及监测方法
RU2605081C2 (ru) Способ контроля нескольких электрических проводов электроэнергии жгута проводов
CN110297147A (zh) 一种船用电缆老化性能的测试方法
WO2014200375A1 (en) Method and system for monitoring electrical wire aging
JP4315675B2 (ja) 油中ガス分析による油入変圧器の診断方法
CN115331403A (zh) 一种供电线路的故障数据可视化分析方法及系统
CN111157045A (zh) 一种人工智能电气线路异常风险程度监测方法及系统
CN116626543B (zh) 基于集肤效应的加热电缆故障检测方法及系统
CN115656683A (zh) 一种电缆运行监测方法、系统、终端设备及存储介质
CN117451785A (zh) 一种悬垂线夹热缺陷的预警方法和系统
US8854068B2 (en) Diagnostic method for oil-filled electrical device, diagnostic device for implementing the diagnostic method, and oil-filled electrical device provided with the diagnostic device
CN116840614A (zh) 基于谐波异动特征的电缆线路缺陷感知预警方法
CN117192298A (zh) 电缆样本的绝缘层击穿检测装置、方法及设备
CN114325260A (zh) 一种基于热阻变化的高压电缆的绝缘状态评估方法及装置
CN115061039A (zh) 一种高压断路器内接线端子特性评估方法及相关设备
CN212379498U (zh) 一种应用于配网变压器的寿命实时评估系统
CN113567807A (zh) 一种电力电缆金属护套层电流异常的检测方法
CN113269941A (zh) 一种基于多信息融合判断的电气火灾报警装置及控制方法
CN117890827B (zh) 一种基于可视化的绝缘管型母线运行智能监测系统
KR20220055323A (ko) 전기선로의 열화 위험도 판단 방법 및 장치
CN117783933A (zh) 一种具有故障点识别功能的变压器火灾探测器
CN116148571A (zh) 一种基于磁场检测的电缆状态监测方法
CN117907757A (zh) 一种配电电缆绝缘状态判定方法及系统
CN117786359A (zh) 一种基于物联网的高频变压器发热异常诊断方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant