一种电缆故障检测系统及检测方法与流程

本发明涉及电缆故障检测，具体为电缆故障检测系统及检测方法。

背景技术：

1、电缆通常是由几根或几组导线绞合而成的类似绳索，按其用途可分为电力电缆、通信电缆和控制电缆等，在实际使用中电缆是电缆传输的重要载体，及时了解电缆运行状态，提高实时监测的灵敏性对保证电力系统安全及经济运行具有重要意义；

2、伴随着社会发展，城市规模的不断扩大，电缆在配电网中的比重逐渐加大，但在自然灾害、机械破坏及自然绝缘老化等内在和外在多种因素的综合影响之下，电缆故障的发生率也相对提高；

3、而现有技术在对电缆故障检测上还存在一定的缺陷，现用方法多通过测量电压的形式来判断电缆是否出现了故障，其测量的项目参数单一，忽略了对电缆其他的影响项目参数或外部因素，从而难以实现全面的检测效果，且检测的质量也没有保障，同时现有的测量方法或测量仪器在外部因素或其他项目参数的影响下，其检测结果的准确性和精准度较低，并且由于信号的衰减，从而在故障定位的过程中，定位的难度随之提高，为此，提出一种电缆故障检测系统及检测方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电缆故障检测系统及检测方法，以解决上述背景技术中提出的检测效果不全面、检测结果准确性和精准度低以及故障定位困难的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电缆故障检测系统，包括检测模块、初始化信息采集模块、信息数据处理模块、对比模块、判定模块和样本数据迭代更新模块，所述检测模块、所述初始化信息采集模块、所述信息数据处理模块、所述对比模块、所述判定模块和所述样本数据迭代更新模块相互无线连接；

3、其中，所述初始化信息采集模块包括项目数据采集对象，所述项目数据采集对象包括电压数据采集单元、电流数据采集单元和电阻数据采集单元，所述项目数据采集对象用于采集其所包括项目经所述检测模块运行后的初始信息数据；

4、其中，所述检测模块包括检测单元一和检测单元二；

5、检测单元一，用于对所述电压数据采集单元进行检测；

6、检测单元二，用于对所述电流数据采集单元和所述电阻数据采集单元分别进行检测；

7、其中，所述信息数据处理模块包括信息数据接收单元一、信号放大单元、模数转换单元和信息数据接收单元二；

8、信息数据接收单元一，用于接收所述检测单元一所得的信号数据；

9、信号放大单元，用于增强或扩大信号数据；

10、模数转换单元，将信号数据转变为数字数据，从而获得具体的数字参数；

11、信息数据接收单元二，用于接收所述检测单元二所得的信号数据；

12、所述信息数据接收单元一与所述信息数据接收单元二相无线连接，所述信息数据接收单元一无线连接于所述信号放大单元，且所述信号放大单元与所述模数转换单元相无线连接；

13、其中，所述对比模块包括数据库单元一、数据库单元二和数据存储单元；

14、数据库单元一，用于对经所述信息数据处理模块运行后的电压对比提供基础样本数据；

15、数据库单元二，用于对经所述信息数据处理模块运行后的电流、电阻对比提供基础样本数据；

16、数据存储单元，用于记录、保存信息数据；

17、所述数据库单元一与所述数据库单元二均无线连接于所述数据存储单元；

18、其中，所述判定模块包括阈值设定单元和判定结果输出单元；

19、阈值设定单元，用于作为各项目判定结果的转换临界点；

20、判定结果输出单元，用于输出各项目判定结果及用于跳转所述检测模块中所述检测单元二的运行；

21、所述阈值设定单元与所述判定结果输出单元相无线连接；

22、其中，所述样本数据迭代更新模块包括温度监控单元、数据快速补偿单元和补偿结果判定单元；

23、温度监控单元，用于各项目检测时提供实时的温度值参数；

24、数据快速补偿单元，用于快速划分样本数据，从而进行后续的结果判定；

25、补偿结果判定单元，用于判定信息数据是否可以作为新的样本参数；

26、所述温度监控单元与所述数据快速补偿单元均无线连接于所述信息数据接收单元一和所述信息数据接收单元二，且所述数据快速补偿单元与所述补偿结果判定单元相无线连接。

27、一种电缆故障检测方法，包括以下步骤：

28、s1：通过检测模块中的检测单元一对初始化信息采集模块中项目数据采集对象的电压数据采集单元进行检测，同时将温度监控单元所实测的温度值作为参数带入；

29、s2：将经s1测得的信号数据通过信息数据处理模块中的信息数据接收单元一进行接收，并通过信号放大单元将接收到的信号数据扩大或增强，此时再通过模数转换单元将接收到的信号数据转换为数字数据；

30、s3：将经s2得到的数字数据分别输入到数据快速补偿单元和对比模块，此时结合对比模块中的数据库单元一输入到判定模块，通过判定模块中的阈值设定单元判定数字数据是否处于设定的阈值内；

31、s4：当数字数据大于或小于阈值范围，则通过判定结果输出单元直接将数据输出，判定电缆故障，而当信息数据处于阈值范围内，则经判定结果输出单元跳转到检测模块中的检测单元二，进行其他项目的检测；

32、s5：经s4跳转到检测单元二对初始化信息采集模块中项目数据采集对象的电流数据采集单元和电阻数据采集单元分别进行检测，同时将温度监控单元所实测的温度值作为参数带入；

33、s6：将经s5所得信息数据通过信息数据接收单元二中的算法分别进行运算处理，得到电流和电阻的具体数字数据；

34、s7：将经s6得到的数字数据分别输入到数据快速补偿单元和对比模块，结合对比模块中的数据库单元二输入到判定模块，通过判定模块中的阈值设定单元判定数字数据是否处于设定的阈值内；

35、s8：当数字数据大于或小于阈值范围，则通过判定结果输出单元直接将数据输出，判定电缆故障，而当数字数据处于阈值范围内，则经判定结果输出单元将数据输出，判定电缆无故障；

36、s9：经s3和s7得到的数字数据输入到数据快速补偿单元对其进行样本数据划分并输入到补偿结果判定单元进行判定；

37、s10：当经s9划分的样本数据不符合补偿结果判定单元时，样本数据经补偿结果判定单元输出，不能作为一个新的样本参数，而经s9划分的样本数据符合补偿结果判定单元时，经补偿结果判定单元输入到对比模块中，并由对比模块中的数据存储单元对新样本进行记录、保存。

38、作为本技术方案的进一步优选的：在s1中，检测单元一包括高压脉冲发射单元和高能音频发射单元，高压脉冲发射单元用于脉冲的发射工作，高能音频发射单元用于音频的发射工作。

39、作为本技术方案的进一步优选的：在s2中，信息数据接收单元一包括脉冲信号接收单元和电磁信号接收单元，脉冲信号接收单元用于接收回波的脉冲信号，电磁信号接收单元用于接收回波的电磁信号。

40、作为本技术方案的进一步优选的：数据库单元一包括-35℃至40℃下220v电压的样本数据参数和-35℃至40℃下380v电压的样本数据参数，数据库单元二包括-35℃至40℃电压稳定下的单相电流样本数据参数、-35℃至40℃电压稳定下的三相电流样本数据参数和-35℃至40℃电压稳定下的电阻样本数据参数。

41、作为本技术方案的进一步优选的：阈值设定单元包括220v电压的设定阈值、380v电压的设定阈值、单相电流的设定阈值、三相电流的设定阈值和电阻的设定阈值；

42、其中，220v电压的设定阈值与所述单相电流的设定阈值相同，设置阈值为（-10％，7％）；

43、380v电压的设定阈值与所述三相电流的设定阈值相同，设置阈值为（-7％，7％）；

44、电阻的设定阈值为（0，10％）。

45、作为本技术方案的进一步优选的：在s6中，检测电流所采用的算法公式为：

46、（1）和（2）

47、其公式（1）与公式（2）中，均为相线电流（a），均为功率（w），均为电压，其公式（1）中的代表220v，公式（2）中的代表380v，均为功率因素，其系数为0.8，公式（2）中的1.732代表电气系数，均为温度值参数；

48、在s6中，检测电阻所采用的算法公式为：（3)

49、其公式（3）中，为电阻值，为物质的电阻率（ω/m），为长度（m），为截面积（㎡），为温度值参数。

50、作为本技术方案的进一步优选的：在s9中，数据快速补偿单元具体补偿方法，包括以下步骤：

51、a1：将各数据库中的温度数值以0℃为分界点，划分正、负两个大项区间；

52、a2：以每五个温度数值为间隔区间，将-35℃至40℃温度数值区间划分15个小项区间；

53、a3：输入的数字数据先通过两个大项区间划分数值；

54、a4：再将经a3划分的数值归纳到小项区间内。

55、作为本技术方案的进一步优选的：在s10中，补偿结果判定单元包括220v电压新样本参数值范围、380v电压新样本参数值范围、单相电流新样本参数值范围、三相电流新样本参数值范围和电阻新样本参数值范围；

56、其中，220v电压新样本参数值范围与单相电流新样本参数值范围相同，设置阈值为（-8％，5％）；

57、380v电压新样本参数值范围与三相电流新样本参数值范围相同，设置阈值为（-5％，5％）；

58、电阻新样本参数值范围为（0，8％）；

59、输入到对比模块中的数字数据作为新增样本替换掉最后一个样本数据，且对比模块中的数据存储单元以一个月的间隔进行更新。

60、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

61、本发明通过检测单元一检测电压，并在其检测过程中添加外部影响因素-温度值，以此来规避传统检测时，外部因素对电压的影响，从而提高电压检测时的准确性，且经信息数据接收单元一进行数据接收，并由信号放大单元将接收信号扩大或增强，再利用模数转换单元进行数据转换，此时结合数据库单元一输入到判定模块，以此对电压进行判定，看电缆是否发生故障；

62、本发明在电压稳定时，通过检测单元二对电流和电阻进行检测，以增加或扩大计算影响项目的方式，来提高电缆检测时的全面性效果，有效解决测量项目参数单一情况，且利用信息数据接收单元二中的算法进行数据计算，其算法通过添加额外的外部影响因素参数-温度值，来提高电流或电阻计算结果的准确性，结合数据库单元二输入到判定模块，以此得出电流或电阻对电缆产生影响，进而判定电缆是否故障；

63、本发明同时在双重路径检测时均添加外部影响因素-温度值，避免各项目在运行或计算时出现偏差，以此来提高各项目运行或计算结果的准确性，且通过将双重路径检测与外部影响因素相结合的方式，能够全面化的对电缆进行检测工作，有效的判定电缆是、否发生故障，以此全面化的提高对电缆的检测质量和检测效果；

64、本发明中通过数据快速补偿单元在每次双重路径检测运行过程中都可获取对应电压、电流和电阻在不同温度值下的新样本数据，新样板数据经补偿结果判定单元作用，判定出是、否可以作为新值输入到对比模块中，符合增加的新样本数据，可扩大各数据库中的样本基数，而样本基数的增加，可在后续对电缆的检测对比时，有效提高检测结果的准确型及精度；

65、本发明中借由数据快速补偿单元可以对获取的新样本数据，进行快速的划分和归纳，以此解决了后续样本增加时的计算量，且新样板数据与电缆的检测相同步，从而样本数据迭代更新的次数与电流检测相成正比，每次的电缆检测都可以将各数据库的样本数据进行更新；

66、本发明在保障准确性和精准度的前提下，可借由信号放大器放大检测电压时的信号，从而保障了信号的连续性，以此便捷了对故障点的定位工作，而在电压稳定的情况下，可以借由电流和电阻计算的数值的大、小精准的定位故障点，其数值越大或数值越低的位置便是故障点，进一步的提高对故障点的定位工作，通过双重定位方式，能够大大提高检测后对电缆故障段的定位工作，从而便捷了故障电缆的更换，提高工作效率。