一种电线老化火灾预警方法及系统与流程
本发明涉及电路火灾预警技术领域，特别涉及一种电线老化火灾预警方法及系统。
背景技术：
随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，电能作为重要的能源被广泛应用。与此同时，许多用电的不安全因素导致了电气火灾的不断发生，目前对于由电气短路、电路老化、电流过载造成的火灾，还没有很好的探测技术来进行有效的预防，现有技术主要还是依靠配电系统断路器或熔断器在电流超过某一值并维持一段时间后，达到其预设的固定分断的条件，切断故障线路，避免火灾的形成和发生。然而配电系统中断路器或熔断器为了避免频繁的误动作，其过流保护点通常比较高，无法准确地对电器局部短路及电线路绝缘老化引起的打火现象，并进一步引发火灾的意外进行保护。为了减少电气火灾隐患，保障人民生命及财产的安全，对火灾进行智能化的提前预警很有必要。
技术实现要素：
为了解决现有的电路火灾无法做到提前预警的问题，本发明实施例提供了一种电线老化火灾预警方法及系统。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种电线老化火灾预警方法，所述方法包括：
监测待测用电回路中的实时用电数据，并从所述实时用电数据中获取浪涌电流数据；
根据获取的所述浪涌电流数据和预设的电线老化打火模型，判断所述待测用电回路中的电线是否老化；
当确认所述待测用电回路中出现电线老化时，向用户发出相应的火灾预警。
在本发明实施例上述的电线老化火灾预警方法中，所述电线老化打火模型是基于电线老化打火时，对待测用电回路中浪涌电流的波形特征分析所得。
在本发明实施例上述的电线老化火灾预警方法中，所述根据获取的浪涌电流数据和预设的电线老化打火模型，判断待测用电回路中的电线是否老化，包括：
当同时满足如下条件时，确认待测用电回路中出现由电线老化而引起的零火线打火现象：
ipk>ist；
δir-n/δtr-n<δir/δtr<δir-x/δtr-x；
δif-n/δtf-n<δif/δtf<δif-x/δtf-x；
tpk>tst；
其中，ipk：待测用电回路的实时峰值电流，ist：零火线打火时，最小的峰值电流；δir/δtr：待测用电回路中实时浪涌峰值电流的上升斜率，δir-n/δtr-n：零火线打火时，瞬时电流的最小上升斜率，δir-x/δtr-x：零火线打火时，瞬时电流的最大上升斜率；δif/δtf：回路中实时浪涌峰值电流的下降斜率，δif-n/δtf-n：零火线打火时，瞬时电流的最小下降斜率，δif-x/δtf-x：零火线打火时，瞬时电流的最大下降斜率；tpk：回路中实时浪涌电流维持时间，tst：零火线打火时，打火电流的最小维持时间。
在本发明实施例上述的电线老化火灾预警方法中，所述电线老化打火模型还基于电线老化打火时，浪涌电流的发生周期内的总能量过高而引发火灾的分析所得；
所述根据获取的所述浪涌电流数据和预设的电线老化打火模型，判断待测用电回路中的电线是否老化，还包括：
当进一步还满足如下条件时，确认待测用电回路中出现由电线老化而引起的零火线打火现象：
q*wpk>wst；
其中，q：在同一打火事件判断周期内，待测用电回路中出现浪涌电流次数，wpk：浪涌电流的发生周期内待测用电回路中供电的实时总能量，wst：零火线打火时，每一次打火的最小能量。
在本发明实施例上述的电线老化火灾预警方法中，所述方法还包括：
根据用户对火灾预警判断结果的反馈，并结合机器学习，不断修正所述电线老化打火模型。
另一方面，本发明实施例提供了一种电线老化火灾预警系统，包括：
获取模块，用于监测待测用电回路中的实时用电数据，并从所述实时用电数据中获取浪涌电流数据；
判断模块，用于根据获取的所述浪涌电流数据和预设的电线老化打火模型，判断所述待测用电回路中的电线是否老化；
处理模块，用于当确认所述待测用电回路中出现电线老化时，向用户发出相应的火灾预警。
在本发明实施例上述的电线老化火灾预警系统中，所述电线老化打火模型是基于电线老化打火时，对待测用电回路中浪涌电流的波形特征分析所得。
在本发明实施例上述的电线老化火灾预警系统中，所述判断模块，还用于当同时满足如下条件时，确认待测用电回路中出现由电线老化而引起的零火线打火现象：
ipk>ist；
δir-n/δtr-n<δir/δtr<δir-x/δtr-x；
δif-n/δtf-n<δif/δtf<δif-x/δtf-x；
tpk>tst；
其中，ipk：待测用电回路的实时峰值电流，ist：零火线打火时，最小的峰值电流；δir/δtr：待测用电回路中实时浪涌峰值电流的上升斜率，δir-n/δtr-n：零火线打火时，瞬时电流的最小上升斜率，δir-x/δtr-x：零火线打火时，瞬时电流的最大上升斜率；δif/δtf：回路中实时浪涌峰值电流的下降斜率，δif-n/δtf-n：零火线打火时，瞬时电流的最小下降斜率，δif-x/δtf-x：零火线打火时，瞬时电流的最大下降斜率；tpk：回路中实时浪涌电流维持时间，tst：零火线打火时，打火电流的最小维持时间。
在本发明实施例上述的电线老化火灾预警系统中，所述电线老化打火模型还基于电线老化打火时，浪涌电流的发生周期内的总能量过高而引发火灾的分析所得；
所述判断模块，还用于当进一步还满足如下条件时，判断待测用电回路中出现由电线老化而引起的零火线打火现象：
q*wpk>wst；
其中，q：在同一打火事件判断周期内，待测用电回路中出现浪涌电流次数，wpk：浪涌电流的发生周期内待测用电回路中供电的实时总能量，wst：零火线打火时，每一次打火的最小能量。
在本发明实施例上述的电线老化火灾预警系统中，还包括：
修正学习模块，用于根据用户对火灾预警判断结果的反馈，并结合机器学习，不断修正所述电线老化打火模型。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过获取待测用电回路中的实时用电数据，并从实时用电数据中获取浪涌电流数据，然后结合预设的电线老化打火模型，判断待测用电回路中的电线是否老化，最后当确认待测用电回路中出现电线老化时，向用户发出相应的火灾预警。该电线老化火灾预警系统可以快速准确地对电线老化情况进行预测，并对由电线老化而引发的火灾进行提前预警，进而能有效避免由电线老化而引起的火灾对人们生命、财产带来的损失；避免了如现有断路器一样，只能进行过流保护，而无法在火灾发生初期，或尚未发生时进行预警。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种电线老化火灾预警方法流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种电线老化火灾预警系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供了一种电线老化火灾预警方法，可以应用于智能配电箱中，参见图1，该方法可以包括：
步骤s11，获取待测用电回路中的实时用电数据，并从实时用电数据中获取浪涌电流数据。
需要说明的是，通常引起火灾发生的原因包括两种，一是电器使用异常造成的电气短路、电流过载所引起的；二是电线老化或电路老化所引起的。
在本实施例中，电线老化会致使电线的绝缘层失去绝缘功效，导致出现零火线打火现象，而出现零火线打火现象时，用电电路中会出现可监测的浪涌电流，通过对待测用电回路中的浪涌电流数据进行监测，可以有效监控用电回路的电线老化情况，并据此进行相应的火灾预警。
步骤s12，根据获取的浪涌电流数据和预设的电线老化打火模型，判断待测用电回路中的电线是否老化。
在本实施例中，电线老化打火模型是基于电线老化打火时，对待测用电回路中浪涌电流的波形特征分析所得；为了提高火灾预警的准确性，该电线老化打火模型还基于浪涌电流的发生周期内的总能量过高而引发火灾的分析所得。主要是关注浪涌电流上升及下降的最大斜率、最小斜率、一般斜率，浪涌电流的峰值范围以及其维持的时间，打火的间隙与次数、每次浪涌电流产生的能量等特征参数，并对上述特征参数进行归纳和分类。
具体地，上述步骤s12可以通过如下方式实现：
当同时满足如下4个条件时，确认待测用电回路中出现由电线老化而引起的零火线打火现象：
ipk>ist；
δir-n/δtr-n<δir/δtr<δir-x/δtr-x；
δif-n/δtf-n<δif/δtf<δif-x/δtf-x；
tpk>tst；
其中，ipk：待测用电回路的实时峰值电流，ist：零火线打火时，最小的峰值电流；δir/δtr：待测用电回路中实时浪涌峰值电流的上升斜率，δir-n/δtr-n：零火线打火时，瞬时电流的最小上升斜率，δir-x/δtr-x：零火线打火时，瞬时电流的最大上升斜率；δif/δtf：回路中实时浪涌峰值电流的下降斜率，δif-n/δtf-n：零火线打火时，瞬时电流的最小下降斜率，δif-x/δtf-x：零火线打火时，瞬时电流的最大下降斜率；tpk：回路中实时浪涌电流维持时间，tst：零火线打火时，打火电流的最小维持时间。
进一步地，为了保障火灾预警的准确性，除了同时满足上述4个条件外，当进一步还满足如下条件时，确认待测用电回路中出现由电线老化而引起的零火线打火现象：
q*wpk>wst；
其中，q：在同一打火事件判断周期内，待测用电回路中出现浪涌电流次数，wpk：浪涌电流的发生周期内待测用电回路中供电的实时总能量，wst：零火线打火时，每一次打火的最小能量。
在本实施例中，
步骤s13，当确认待测用电回路中出现电线老化时，向用户发出相应的火灾预警。
在本实施例中，当判断待测用电回路中出现因电线老化而产生的零火线打火现象时，根据所预测的概率高低，异常严重等级等分析的结果向用户发出相应的火灾预警，例如：向用户的app发出“用电回路中存在可能电线老化或其他异常，请找专业电工排查”，或者，采取自动切断供电等措施。
步骤s14，根据用户对火灾预警判断结果的反馈，并结合机器学习，不断修正电线老化打火模型。
在本实施例中，为了更进一步优化该电线老化火灾预警方法火灾预警的准确性，还根据用户对火灾预警判断结果的反馈，并结合机器学习，不断修正电线老化打火模型中的参数，例如：对其中的电流变化率，电流的峰值范围，浪涌电流维持时间，及浪涌电流维持时间内的总能量等进行修正，以不断提高电线老化打火模型的预测精度。
本发明实施例通过获取待测用电回路中的实时用电数据，并从实时用电数据中获取浪涌电流数据，然后结合预设的电线老化打火模型，判断待测用电回路中的电线是否老化，最后当确认待测用电回路中出现电线老化时，向用户发出相应的火灾预警。该电线老化火灾预警方法，可以快速准确地对电线老化情况进行预测，并对由电线老化而引发的火灾进行提前预警，进而能有效避免由电线老化而引起的火灾对人们生命、财产带来的损失；避免了如现有断路器一样，只有过流保护，无法在火灾发生初期，或尚未发生时进行预警。此外，该电线老化火灾预警方法在进行火灾预警的同时还可以自动进行相应的火灾保护措施，并根据用户对预警结果的反馈，进行机器学习，不断提高火灾预警的准确性，智能化程度高，能为用户带来可靠的火灾预警保障。
实施例二
本发明实施例提供了一种电线老化火灾预警系统，实现了实施例一所述的方法，参见图2，该系统可以包括：获取模块100、判断模块200、处理模块300。
获取模块100，用于获取待测用电回路中的实时用电数据，并从实时用电数据中获取浪涌电流数据。
需要说明的是，通常引起火灾发生的原因包括两种，一是电器使用异常造成的电气短路、电流过载所引起的；二是电线老化或电路老化所引起的。
在本实施例中，电线老化会致使电线的绝缘层失去绝缘功效，导致出现零火线打火现象，而出现零火线打火现象时，用电电路中会出现可监测的浪涌电流，通过对待测用电回路中的浪涌电流数据进行监测，可以有效监控用电回路的电线老化情况，并据此进行相应的火灾预警。在实际应用中，可以采用智能断路器或其他回路总带计量功能的模块、器具，来获取待测用电回路中的实时用电数据，并将采集到的用电数据发送至服务器中。
判断模块200，用于根据获取的浪涌电流数据和预设的电线老化打火模型，判断待测用电回路中的电线是否老化。
在本实施例中，电线老化打火模型是基于电线老化打火时，对待测用电回路中浪涌电流的波形特征分析所得；为了提高火灾预警的准确性，该电线老化打火模型还基于浪涌电流的发生周期内的总能量过高而引发火灾的分析所得。主要是关注浪涌电流上升及下降的最大斜率、最小斜率、一般斜率，浪涌电流的峰值范围以及其维持的时间，打火的间隙与次数、每次浪涌电流产生的能量等特征参数，并对上述特征参数进行归纳和分类。
处理模块300，用于当确认待测用电回路中出现电线老化时，向用户发出相应的火灾预警。
在本实施例中，当判断待测用电回路中出现因电线老化而产生的零火线打火现象时，根据所预测的概率高低，异常严重等级等分析的结果向用户发出相应的火灾预警，例如：通过服务器向用户的app发出“用电回路中存在可能电线老化或其他异常，请找专业电工排查”，或者，采用自动切断供电等措施。
具体地，判断模块200，还用于当同时满足如下条件时，确认待测用电回路中出现由电线老化而引起的零火线打火现象：
ipk>ist；
δir-n/δtr-n<δir/δtr<δir-x/δtr-x；
δif-n/δtf-n<δif/δtf<δif-x/δtf-x；
tpk>tst；
其中，ipk：待测用电回路的实时峰值电流，ist：零火线打火时，最小的峰值电流；δir/δtr：待测用电回路中实时浪涌峰值电流的上升斜率，δir-n/δtr-n：零火线打火时，瞬时电流的最小上升斜率，δir-x/δtr-x：零火线打火时，瞬时电流的最大上升斜率；δif/δtf：回路中实时浪涌峰值电流的下降斜率，δif-n/δtf-n：零火线打火时，瞬时电流的最小下降斜率，δif-x/δtf-x：零火线打火时，瞬时电流的最大下降斜率；tpk：回路中实时浪涌电流维持时间，tst：零火线打火时，打火电流的最小维持时间。
进一步地，为了保障火灾预警的准确性，除了同时满足上述4个条件外，判断模块200，还用于当进一步还满足如下条件时，确认待测用电回路中出现由电线老化而引起的零火线打火现象：
q*wpk>wst；
其中，q：在同一打火事件判断周期内，待测用电回路中出现浪涌电流次数，wpk：浪涌电流的发生周期内待测用电回路中供电的实时总能量，wst：零火线打火时，每一次打火的最小能量。
在本实施例中，
可选地，参见图2，该系统还可以包括：修正学习模块400。
修正学习模块400，用于根据用户对火灾预警判断结果的反馈，并结合机器学习，不断修正电线老化打火模型。
在本实施例中，为了更进一步优化该电线老化火灾预警系统火灾预警的准确性，还根据用户对火灾预警判断结果的反馈，并结合机器学习，不断修正电线老化打火模型中的参数，例如：对其中的电流变化率，电流的峰值范围，浪涌电流维持时间，及浪涌电流维持时间内的总能量等进行修正，以不断提高电线老化打火模型的预测精度。
本发明实施例通过获取待测用电回路中的实时用电数据，并从实时用电数据中获取浪涌电流数据，然后结合预设的电线老化打火模型，判断待测用电回路中的电线是否老化，最后当判断待测用电回路中出现电线老化时，向用户发出相应的火灾预警。该电线老化火灾预警系统避，可以快速准确地对电线老化情况进行预测，并对由电线老化而引发的火灾进行提前预警，进而能有效避免由电线老化而引起的火灾对人们生命、财产带来的损失；免了如现有断路器一样，只有过流保护，无法在火灾发生初期，或尚未发生时进行预警。此外，该电线老化火灾预警系统在进行火灾预警的同时还可以自动进行相应的火灾保护措施，并根据用户对预警结果的反馈，进行机器学习，不断提高火灾预警的准确性，智能化程度高，能为用户带来可靠的火灾预警保障。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
需要说明的是：上述实施例提供的电线老化火灾预警系统在实现电线老化火灾预警方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的电线老化火灾预警系统与电线老化火灾预警方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。
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