CN117571142A - 一种曲线斜率预测温度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种曲线斜率预测温度的方法，通过斜率确定电缆温度T的变化率，在电缆温度T接近温度上限时进行预警，同时对小于作差阈值L的作差数值的数量只有一个时，对电缆温度T进行二次检测，判断电缆温度T的准确性。

Description

一种曲线斜率预测温度的方法

技术领域

本发明涉及电缆温度检测领域，具体涉及一种曲线斜率预测温度的方法。

背景技术

温度作为一个非电气量是反映电缆运行状态的重要参数，当温度不断升高、绝缘老化、接触热阻增大、泄漏电流增加到一定程度后再发生热击穿，进而造成电力电缆损坏。目前对电路电缆导体温度的判定主要是采用测温传感器测量电缆外护套或者缓冲层的温度，然后采用理论计算的方式推算导体温度值，需要实时获取电缆的温度，数据量大，实时检测操作繁琐。

如在中国申请号为201410400254.2，公布日为2016.3.2的专利文献公开了一种电力电缆接头测温装置，包括测温传感器模块、数据接收与处理模块、无线通信模块、显示模块、存储模块、告警模块以及电源模块。测温传感器设置于电力电缆接头的外导电层的接地部分，其测量数据通过无线通信模块送入数据接收与处理模块进行处理；存储模块用于存储故障信息；显示模块为投射式电容触摸屏，可以显示监测得到的电缆接头温度结果，同时可以通过屏幕菜单设定温度监测的方式，查询历史记录；电源模块为整个系统提供电能。当电缆接头温度过热时，监测结果显示于屏幕上，同时向告警模块发送故障信息。

该测温装置只通过测温传感器模块对电缆的温度进行检测，需要实时对电缆的温度进行监测才能在温度异常时进行报警；其不能预测电缆的温度变化。

发明内容

本发明提供一种曲线斜率预测温度的方法，通过斜率确定电缆温度T的变化率，在电缆温度T接近温度上限时进行预警，同时对小于作差阈值L的作差数值∆T的数量只有一个时，对电缆温度T进行二次检测，判断电缆温度T的准确性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：基于温度变化对电缆线路的越限预测和预警判定方法，包括以下步骤：

S1、预设导体运行最大温度Tmax，预设采样时间t，在采样时间t内等间隔采集n个电缆温度T，将采样时间t内温度与时间拟合成函数

S2、导体运行最大温度Tmax分别与每个电缆温度T作差，得到n个作差数值。

S3、预设作差阈值L，判断是否有一个以上的作差数值小于作差阈值L；若否，则电缆线路运行正常；若是，进行S5.1。

S3.1、若第二数组中有一个作差数值/>小于作差阈值L，则进行S3.2；若第二数组/>中有两个以上连续作差数值/>小于作差阈值L，则进行S4。

S3.2、发送异常信号到运维平台；运维平台获取当前作差数值∆T对应的电缆的载流数据；然后进行S3.3。

S3.3、检测载流数据是否正常，若载流数据正常，则判断电缆的电缆温度T的数值出现误差，然后舍弃出现误差的电缆温度T；若载流数据异常，则判断电缆的电缆温度T的数值准确，然后进行S4。

S4、通过函数计算每个电缆温度T的斜率K；若/>则电缆线路运行正常；若/>则电缆线路运行异常，进行S5。

S5、发出预警信号。

以上方法，预设导体运行最大温度Tmax，通过将电缆的电缆温度T与导体运行最大温度Tmax对比，检测电缆的温度是否达到温度上限，当电缆的温度达到上限时进行报警；同时通过作差数值∆T与作差阈值L对比，判断出电缆温度T是否接近导体运行最大温度Tmax，若作差数值大于作差阈值L，则表示电缆温度T远离温度上限，电缆线路运行正常；若作差数值/>小于作差阈值L，则表示电缆温度T接近温度上限，需要对电缆温度T进行预警，避免电缆温度T超过温度上限。

在电缆温度T超过温度上限时进行报警，在电缆温度T接近温度上限时进行预警，提前获取电缆温度与温度上限的差值，便于后续控制电缆操作，提前准备降低电缆的负载或断开对电缆进行供电，提升安全性好。

同时当判断出作差数值大于作差阈值L后，通过斜率确定电缆温度T的变化率，当斜率K大于或等于0时，预测电缆温度T会继续增大，从而对电缆温度T进行预警；准确性好。

为了避免通信传输导致的数据错乱，当出现一个小于作差阈值L的作差数值∆T时，通过检测载流数据是否正常，通过载流数据反应电缆温度T的数据是否准确，通过对电缆温度T进行二次检测，判断电缆温度T的准确性；从而使得斜率K的计算准确。而当连续出现两个以上小于作差阈值L的作差数值∆T时，则表示在相邻的采集间隔中，电缆温度T的数值准确高，从而直接对其斜率K进行计算。

进一步的，S5包括以下步骤：

S5.1、以采样时间t为X轴，以作差数值为Y轴构建坐标系；在坐标系中设置一级预警区域、二级预警区域和三级预警区域；一级预警区域靠近坐标系中点设置，二级预警区域设置在一级预警区域外侧，三级预警区域设置在二级预警区域外侧。

S5.2、作差数值处于一级预警区域时，发出一级预警信号；作差数值/>处于二级预警区域时，发出二级预警信号；作差数值/>处于三级预警区域时，发出三级预警信号。

以上方法，靠近坐标系的作差数值∆T数值小，电缆温度T与导体运行最大温度Tmax之间数值接近；远离坐标系远离的作差数值∆T数值大，电缆温度T与导体运行最大温度Tmax之间数值差异大；从而通过一级预警区域、二级预警区域和三级预警区域当电缆温度T进行划分，处于不同区域的电缆温度T按不同级别的报警信号进行报警，从而能快速获取电缆温度T与导体运行最大温度Tmax之间的数值差异。

当作差数值∆T处于一级预警区域时，其对应的电缆温度T与最大温度Tmax之间数值接近，发出一种级别预警信号；当作差数值∆T处于二级预警区域时，其对应的电缆温度T与最大温度Tmax之间数值差增大，发出另一种级别预警信号；当作差数值∆T处于三级预警区域时，其对应的电缆温度T与最大温度Tmax之间数值差继续增大，发出又一种预警信号。

进一步的，S4中，计算斜率K，具体为：通过函数图像确定每个电缆温度T的斜率K。

以上方法，通过图像确定斜率，方法简单。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明中一级预警区域、二级预警区域和三级预警区域的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1-2所示，一种曲线斜率预测温度的方法，包括以下步骤：

S1、预设导体运行最大温度Tmax，预设采样时间t，在采样时间t内等间隔采集n个电缆温度T，n个电缆温度T形成第一数组TJ；将采样时间t内温度与时间拟合成函数/>所述/>为以时间为自变量的函数，该函数为现有技术。

S2、导体运行最大温度Tmax分别与第一数组TJ中的每个电缆温度T作差，得到n个作差数值；n个作差数值/>形成第二数组

S3、预设作差阈值L，判断第二数组∆TJ中是否有一个以上的作差数值小于作差阈值L；若否，则电缆线路运行正常；若是，进行S4。

S3.1、若第二数组∆TJ中有一个作差数值小于作差阈值L，则进行S3.2；、若第二数组∆TJ中有两个以上连续作差数值/>小于作差阈值L，则进行S4。

S3.2、发送异常信号到运维平台；运维平台获取当前作差数值∆T对应的电缆的载流数据；然后进行S3.3。

S3.3、检测载流数据是否正常，若载流数据正常，则判断电缆的电缆温度T的数值出现误差，然后舍弃出现误差的电缆温度T；若载流数据异常，则判断电缆的电缆温度T的数值准确，然后进行S4。

S4、通过函数的图像确定每个电缆温度T的斜率K；若K＜0，则电缆线路运行正常；若/>则电缆线路运行异常，进行S7。通过图像确定斜率，方法简单；函数/>对应的图像为温度及时间图像。

S5、发出预警信号。

以上方法，预设导体运行最大温度Tmax，通过将电缆的电缆温度T与导体运行最大温度Tmax对比，检测电缆的温度是否达到温度上限，当电缆的温度达到上限时进行报警；同时通过作差数值∆T与作差阈值L对比，判断出电缆温度T是否接近导体运行最大温度Tmax，若作差数值大于作差阈值L，则表示电缆温度T远离温度上限，电缆线路运行正常；若作差数值/>小于于作差阈值L，则表示电缆温度T接近温度上限，需要对电缆温度T进行预警，避免电缆温度T超过温度上限。

在电缆温度T超过温度上限时进行报警，在电缆温度T接近温度上限时进行预警，提前获取电缆温度与温度上限的差值，便于后续控制电缆操作，提前准备降低电缆的负载或断开对电缆进行供电，提升安全性好。

同时当判断出作差数值大于作差阈值L后，通过斜率确定电缆温度T的变化率，当斜率K等于0时，预测电缆温度T会继续增大，从而对电缆温度T进行预警；准确性好。

为了避免通信传输导致的数据错乱，当出现一个小于作差阈值L的作差数值时，通过检测载流数据是否正常，通过载流数据反应电缆温度T的数据是否准确，通过对电缆温度T进行二次检测，判断电缆温度T的准确性；从而使得斜率K的计算准确。而当连续出现两个以上小于作差阈值L的作差数值∆T时，则表示在相邻的采集间隔中，电缆温度T的数值准确高，从而直接对其斜率K进行计算。

进一步的，S5包括以下步骤：

S5.1、参照图2所示；以采样时间t为X轴，以作差数值∆T为Y轴构建坐标系；在坐标系中设置一级预警区域1、二级预警区域2和三级预警区域3；一级预警区域1靠近坐标系中点设置，二级预警区域2设置在一级预警区域1外侧，三级预警区域3设置在二级预警区域2外侧。

S5.2、作差数值∆T处于一级预警区域时，发出一级预警信号；作差数值∆T处于二级预警区域时，发出二级预警信号；作差数值∆T处于三级预警区域时，发出三级预警信号。

以上方法，靠近坐标系的作差数值∆T数值小，电缆温度T与导体运行最大温度Tmax之间数值接近；远离坐标系远离的作差数值∆T数值大，电缆温度T与导体运行最大温度Tmax之间数值差异大；从而通过一级预警区域、二级预警区域和三级预警区域当电缆温度T进行划分，处于不同区域的电缆温度T按不同级别的报警信号进行报警，从而能快速获取电缆温度T与导体运行最大温度Tmax之间的数值差异。

当作差数值∆T处于一级预警区域时，其对应的电缆温度T与最大温度Tmax之间数值接近，发出一种级别预警信号；当作差数值∆T处于二级预警区域时，其对应的电缆温度T与最大温度Tmax之间数值差增大，发出另一种级别预警信号；当作差数值∆T处于三级预警区域时，其对应的电缆温度T与最大温度Tmax之间数值差继续增大，发出又一种预警信号。

在本实施例中，导体运行最大温度Tmax为90℃；作差阈值L为5℃；n为4；若电缆温度T1的温度为84℃、电缆温度T2的温度为83℃、电缆温度T3的温度为82℃、电缆温度T4的温度为81℃；

则作差数值为6℃、作差数值/>为7℃、作差数值/>为8℃、作差数值/>为9℃；此时，全部作差数值∆T都大于作差阈值L，全部电缆线路运行正常。

若电缆温度T1的温度为82℃、电缆温度T2的温度为85℃、电缆温度T3的温度为86℃、电缆温度T4的温度为87℃；则作差数值为8℃、作差数值/>为5℃、作差数值/>为4℃、作差数值∆T4为3℃；此时，有连续的两个以上的作差数值∆T小于作差阈值L，则进行每个电缆温度T的斜率K；此时，电缆温度T1的斜率/>电缆温度T2的斜率/>电缆温度T3的斜率/>电缆温度T4的斜率/>从而判断电缆温度T接近导体运行最大温度Tmax且变化率有上升趋势，电缆线路运行异常，发出预警信号。

本发明的工作原理：预设导体运行最大温度Tmax，通过将电缆的电缆温度T与导体运行最大温度Tmax对比，检测电缆的温度是否达到温度上限，当电缆的温度达到上限时进行报警；同时通过作差数值∆T与作差阈值L对比，判断出电缆温度T是否接近导体运行最大温度Tmax，若作差数值大于作差阈值L，则表示电缆温度T远离温度上限，电缆线路运行正常；若作差数值/>小于作差阈值L，则表示电缆温度T接近温度上限，需要对电缆温度T进行预警，避免电缆温度T超过温度上限。

在电缆温度T超过温度上限时进行报警，在电缆温度T接近温度上限时进行预警，提前获取电缆温度与温度上限的差值，便于后续控制电缆操作，提前准备降低电缆的负载或断开对电缆进行供电，提升安全性好。

同时当判断出作差数值大于作差阈值L后，通过斜率确定电缆温度T的变化率，当斜率K大于或等于0时，预测电缆温度T会继续增大，从而对电缆温度T进行预警；准确性好。

为了避免通信传输导致的数据错乱，当出现一个小于作差阈值L的作差数值时，通过检测载流数据是否正常，通过载流数据反应电缆温度T的数据是否准确，通过对电缆温度T进行二次检测，判断电缆温度T的准确性；从而使得斜率K的计算准确。而当连续出现两个以上小于作差阈值L的作差数值/>时，则表示在相邻的采集间隔中，电缆温度T的数值准确高，从而直接对其斜率K进行计算。

Claims (3)

1.一种曲线斜率预测温度的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、预设导体运行最大温度Tmax，预设采样时间t，在采样时间t内等间隔采集n个电缆温度T，将采样时间t内温度与时间拟合成函数

S2、导体运行最大温度Tmax分别与每个电缆温度T作差，得到n个作差数值；

S3、预设作差阈值L，判断是否有一个以上的作差数值小于作差阈值L；若否，则电缆线路运行正常；若是，进行S5.1；

S3.1、若第二数组中有一个作差数值/>小于作差阈值L，则进行S3.2；、若第二数组中有两个以上连续作差数值/>小于作差阈值L，则进行S4；

S3.2、发送异常信号到运维平台；运维平台获取当前作差数值∆T对应的电缆的载流数据；然后进行S3.3；

S3.3、检测载流数据是否正常，若载流数据正常，则判断电缆的电缆温度T的数值出现误差，然后舍弃出现误差的电缆温度T；若载流数据异常，则判断电缆的电缆温度T的数值准确，然后进行S4；

S4、通过函数计算每个电缆温度T的斜率K；若/>则电缆线路运行正常；若则电缆线路运行异常，进行S5；

S5、发出预警信号。

2.根据权利要求1所述的一种曲线斜率预测温度的方法，其特征在于：S5包括以下步骤：

S5.1、以采样时间t为X轴，以作差数值为Y轴构建坐标系；在坐标系中设置一级预警区域、二级预警区域和三级预警区域；一级预警区域靠近坐标系中点设置，二级预警区域设置在一级预警区域外侧，三级预警区域设置在二级预警区域外侧；

S5.2、作差数值处于一级预警区域时，发出一级预警信号；作差数值/>处于二级预警区域时，发出二级预警信号；作差数值/>处于三级预警区域时，发出三级预警信号。

3.根据权利要求1所述的一种曲线斜率预测温度的方法，其特征在于：S4中，计算斜率K，具体为：通过函数的图像确定每个电缆温度T的斜率K。