电力安全工器具故障动态监测系统的制作方法

本发明涉及电性能测试，具体涉及电力安全工器具故障动态监测系统。

背景技术：

1、在电力系统中，为了防止触电、灼伤、坠落、摔跌等事故的发生，操作者必须携带和使用各种安全工器具。安全工器具是电力施工人员人身安全的重要保障，也是安全管理工作的根本，做好安全器具的检查、管理和维护是安全生产的前提和保证。建立电力安全工器具故障动态监测系统，对安全工器具的故障进行动态监测，能够及时、正确地对设备的运行参数和运行状况做出全面检测，预防和消除事故隐患。

2、现有的lof异常监测算法可以对电力安全工器具是否发生故障进行动态监测，使用k值为确定数据点的最小邻近距离，进而判断数据点的局部可达密度。但是电力安全工器具的数量众多、种类繁杂，监测不同类型电力安全工器具的具体试验方法不同，异常程度的评判标准也不同。因此，对不同类型的电力安全工器具设置同一k值进行异常检测时准确率不高，造成电力安全工器具故障动态监测的精度较低。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供电力安全工器具故障动态监测系统，以解决传统异常检测算法应用于电力安全工器具故障动态监测时精度较低的问题，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提出了电力安全工器具故障动态监测系统，所述系统包括：

3、数据采集模块，采集绝缘安全工器具的电压、电流和温度；获取监测数据时间序列，监测数据时间序列包括电压时间序列、电流时间序列和温度时间序列；

4、监测数据异常评价模块，获取每个绝缘安全工器具的工器具种类；根据电流时间序列获取电流波动异常指数；分别根据电压时间序列和温度时间序列获取电压波动异常指数和温度波动异常指数；根据工器具种类中所有绝缘安全工器具的监测数据时间序列获取电流安全影响系数；根据工器具种类中所有绝缘安全工器具的监测数据时间序列获取电压安全影响系数；根据工器具种类中所有绝缘安全工器具的监测数据时间序列获取温度安全影响系数；根据电流波动异常指数、电压波动异常指数、温度波动异常指数、电流安全影响系数、电压安全影响系数和温度安全影响系数获取监测因子异常程度；根据工器具种类中所有绝缘安全工器具的监测因子异常程度获取监测因子类别一致度；

5、监测数据异常检测模块，根据监测因子类别一致度和监测因子异常程度确定异常检测算法中每个工器具种类的自适应k值；

6、绝缘安全工器具监测模块，根据自适应k值分别对绝缘安全工器具的电压、电流和温度进行异常监测，获得故障绝缘安全工器具。

7、进一步，所述电压时间序列、电流时间序列和温度时间序列获取的具体方法为：

8、分别将电压、电流和温度按照采集的时间顺序排列，获得绝缘安全工器具的电压时间序列、电流时间序列和温度时间序列。

9、进一步，所述根据电流时间序列获取电流波动异常指数，包括的具体方法为：

10、将电流时间序列中包含的所有电流的均值记为电流序列均值；

11、将电流时间序列中包含的所有电流的标准差与电流序列均值的乘积记为绝缘安全工器具的电流波动异常指数。

12、进一步，所述根据工器具种类中所有绝缘安全工器具的监测数据时间序列获取电流安全影响系数，包括的具体方法为：

13、分别将每个工器具种类作为待分析工器具种类；

14、分别将待分析工器具种类中包含的每个绝缘安全工器具作为待分析绝缘安全工器具；

15、获取待分析绝缘安全工器具的电压时间序列和电流时间序列之间的相关系数，将所述相关系数作为待分析绝缘安全工器具的电压-电流相关系数；

16、获取待分析绝缘安全工器具的温度时间序列和电流时间序列之间的相关系数，将所述温度时间序列和电流时间序列之间的相关系数作为待分析绝缘安全工器具的温度-电流相关系数；

17、将待分析绝缘安全工器具的电压-电流相关系数与温度-电流相关系数之和记为待分析绝缘安全工器具的电流影响相关系数；

18、将待分析工器具种类中包含的所有待分析绝缘安全工器具的数量记为工器具总量；

19、将待分析工器具种类中包含的所有待分析绝缘安全工器具的电流影响相关系数之和与二倍工器具总量的比值作为待分析工器具种类的电流安全影响系数。

20、进一步，所述根据工器具种类中所有绝缘安全工器具的监测数据时间序列获取电压安全影响系数，包括的具体方法为：

21、获取待分析绝缘安全工器具的电压时间序列和温度时间序列之间的相关系数，将所述电压时间序列和温度时间序列之间的相关系数作为待分析绝缘安全工器具的电压-温度相关系数；

22、将待分析绝缘安全工器具的电压-电流相关系数与电压-温度相关系数之和记为待分析绝缘安全工器具的电压影响相关系数；

23、将待分析工器具种类中包含的所有待分析绝缘安全工器具的电压影响相关系数之和与二倍工器具总量的比值作为待分析工器具种类的电压安全影响系数。

24、进一步，所述根据工器具种类中所有绝缘安全工器具的监测数据时间序列获取温度安全影响系数，包括的具体方法为：

25、将待分析绝缘安全工器具的电压-温度相关系数与温度-电流相关系数之和记为待分析绝缘安全工器具的温度影响相关系数；

26、将待分析工器具种类中包含的所有待分析绝缘安全工器具的温度影响相关系数之和与二倍工器具总量的比值作为待分析工器具种类的温度安全影响系数。

27、进一步，所述根据电流波动异常指数、电压波动异常指数、温度波动异常指数、电流安全影响系数、电压安全影响系数和温度安全影响系数获取监测因子异常程度，包括的具体方法为：

28、将待分析绝缘工器具的电流波动异常指数与待分析工器具种类的电流安全影响系数的乘积记为待分析绝缘工器具的电流异常因子；

29、将待分析绝缘工器具的电压波动异常指数与待分析工器具种类的电压安全影响系数的乘积记为待分析绝缘工器具的电压异常因子；

30、将待分析绝缘工器具的温度波动异常指数与待分析工器具种类的温度安全影响系数的乘积记为待分析绝缘工器具的温度异常因子；

31、将待分析绝缘工器具的电流异常因子、电压异常因子与温度异常因子的和作为待分析绝缘工器具的监测因子异常程度。

32、进一步，所述根据工器具种类中所有绝缘安全工器具的监测因子异常程度获取监测因子类别一致度，包括的具体方法为：

33、分别将两个待分析绝缘安全工器具作为一个待分析绝缘安全工器具组；

34、将两个待分析绝缘安全工器具的监测因子异常程度之差的绝对值记为待分析绝缘安全工器具组的监测因子差异；

35、将待分析工器具种类中包含的所有待分析绝缘安全工器具组的监测因子差异的平均值记为待分析工器具种类的监测因子类别差异度；

36、将以自然常数为底数，监测因子类别差异度的相反数为指数的幂记为待分析工器具种类的监测因子类别一致度。

37、进一步，所述根据监测因子类别一致度和监测因子异常程度确定异常检测算法中每个工器具种类的自适应k值，包括的具体方法为：

38、将待分析工器具种类中所有待分析绝缘工器具的监测因子异常程度的平均值记为待分析工器具种类的监测异常值；

39、将待分析工器具种类的监测异常值与监测因子类别一致度的比值记为综合异常值；

40、将以自然常数为底数，综合异常值的相反数为指数的幂记为异常偏离值；

41、将数字1与异常偏离值的差值作为待分析工器具种类的异常监测系数；

42、将待分析工器具种类的异常监测系数与工器具总量的乘积的向下取整值作为待分析工器具种类的自适应k值。

43、进一步，所述根据自适应k值分别对绝缘安全工器具的电压、电流和温度进行异常监测，获得故障绝缘安全工器具，包括的具体方法为：

44、以工器具种类的自适应k值为异常检测算法的参数值，对绝缘安全工器具的电压、电流和温度使用异常检测算法，分别获取绝缘安全工器具的电压、电流和温度的离群因子；

45、将离群因子大于预设阈值的电压记为电压异常数据，将离群因子大于预设阈值的电流记为电流异常数据，将离群因子大于预设阈值的温度记为温度异常数据；

46、将电压异常数据数量与电压时间序列长度的比值记为电压异常比例，将电流异常数据数量与电流时间序列长度的比值记为电流异常比例，将温度异常数据数量与温度时间序列长度的比值记为温度异常比例；

47、将电压异常比例、电流异常比例与温度异常比例全部大于预设比例的绝缘安全工器具记为故障绝缘安全工器具。

48、本发明的有益效果是：本发明先根据各个绝缘安全工器具的监测数据时间序列，获取对应的序列波动异常指数；再根据监测数据时间序列之间的相关系数，计算各维度监测数据的安全影响系数；结合序列波动异常指数及安全影响系数获取监测因子异常程度，监测因子异常程度反映了绝缘安全工器具的监测数据的异常程度；根据各个工具器种类中所有绝缘安全工器具的监测因子异常程度获取工具器种类的监测因子类别一致度，监测因子类别一致度反映了工具器种类中绝缘安全工器具监测数据的异常程度相关性；最终根据工具器种类的监测因子类别一致度以及工具器种类中所有绝缘安全工器的监测因子异常程度，确定异常检测算法的自适应k值，根据自适应k值使用异常监测算法对各类型绝缘安全工器具进行故障监测，提高了故障监测的可靠性，解决了对不同类型的电力安全工器具设置同一k值进行异常检测时准确率不高的问题，进而提高了电力安全工器具故障动态监测的精度。