一种旁路线缆的检测装置及线缆状态的分析方法与流程

1.本发明涉及智能检测计算领域，尤其涉及一种带电作业时的旁路线缆的检测装置及线缆状态的分析方法。


背景技术：

2.随着经济的发展和重要电力用户的增多，对供电可靠性的要求也在不断地提高，因此，带电作业的检修方法已经越来越多的应用到线路的日常检修作业中去。其中旁路带电作业方法可以有效地进行线路的集中消缺作业，因此，该作业方法的需求量日益增多。但是在大范围、长距离的使用旁路线缆的作业方法中，现场的作业人员无法对旁路线缆的电流、温度等参数进行实时的监测，给带电作业工作带来很多不便。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种旁路线缆的检测装置及线缆状态的分析方法，该装置可以通过对旁路线缆的运行温度进行监测，并通过装置中带有的一种线缆状态的分析方法，对线缆的状态进行实时分析，并通过无线数据通信的方式，在手机等移动终端上的app中进行查看，从而可在作业现场就可对旁路线缆的运行状态有所了解。
4.其中，一种旁路线缆的检测装置是利用arm芯片及其附属电路进行旁路线缆的温度甚至是接点温度测量的测试仪器，其发明创新点在于使用arm芯片、lora无线通讯芯片、gps定位芯片、存储芯片配合无线温度采集模块实现旁路线缆的参数测试。一种线缆状态的分析方法，其创新点在于通过线缆的温度、地点、接点温度、线路信息等数据实现线缆状态的智能分析。
5.为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
6.一种旁路线缆的检测装置，由壳体及安装在壳体里的数据采集单元、数据处理单元、无线通迅单元、gps定位单元和电源单元构成，数据采集单元、无线通迅单元和gps定位单元与数据处理单元相连接；电源单元分别与数据采集单元、数据处理单元、无线通迅单元和gps定位单元相连接。
7.所述的数据采集单元由无线导线测温模块、无线环境测温模块、无线风速测量模块、无线气压测量模块、lora无线通讯模块和wifi通讯模块、dsp处理器组成，无线导线测温模块、无线环境测温模块、无线风速测量模块、无线气压测量模块与lora无线通讯模块和wifi通讯模块通过无线通信方式进行数据传输，lora无线通讯模块和wifi通讯模块与dsp处理器相连。
8.所述的数据处理单元由arm芯片和存储器电路构成，数据处理单元的输入端与数据采集单元的输出端相连，数据处理单元的输出端与无线通讯单元和gps定位单元相连。
9.所述的无线通讯单元由4g无线通讯模块电路构成。
10.所述的电源单元由可充电的锂电池构成，装置内部电源采用5v供电，外部通过充电宝及5v直流电源进行供电。
11.一种基于旁路线缆检测装置的线缆状态分析方法，其具体步骤包括：
12.s1，数据融合：首先对采集的线路温度、接点温度、环境温度、环境湿度、风速、空气压力进行数据融合，整体分为预处理、变换、合成和逆变换，四个部分；
13.s2，数据计算：通过输入的参数进行必要数据的分析计算工作，通过线缆长度、环境温度、敷设方式及型号计算线缆的电阻；
14.s3，数据分析：将融合后的数据及数据计算的结果联合进行评估，计算出线路带电作业的状态。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.由于本发明提供了一种旁路线缆的检测装置及线缆状态的分析方法，实现了在带电作业时，对旁路作业所接的线缆进行参数及状态的实时监测，并由于采用了4g网络的无线通信技术手段，进行监测及分析结果的无线数据传输，使用手机等移动终端就可实现数据的就地查看，因而，对作业中旁路线缆的运行状态有了一个全面的了解和掌握，针对不同的情况，可以随时启动备用措施进行调整，确保作业时旁路线缆的安全运行。
附图说明
17.图1是本发明的一种旁路线缆的检测装置组成结构示意图。
18.图2是本发明的一种基于旁路线缆检测装置的线缆状态分析方法流程图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明的一种旁路线缆的检测装置及线缆状态的分析方法的具体实施方式作进一步的详细说明。
20.如图1所示，是本发明的一种旁路线缆的检测装置组成结构示意图。
21.一种旁路线缆的检测装置，由壳体7及安装在壳体7里的数据采集单元5、数据处理单元10、无线通迅单元8、gps定位单元9和电源单元13构成，数据采集单元5、无线通迅单元8和gps定位单元9与数据处理单元10相连接；电源单元13分别与数据采集单元5、数据处理单元10、无线通迅单元8和gps定位单元9相连接。
22.所述的数据采集单元5由无线导线测温模块4、无线环境测温模块3、无线风速测量模块2、无线气压测量模块1、lora无线通讯模块6和wifi通讯模块12、dsp处理器11组成，无线导线测温模块4、无线环境测温模块3、无线风速测量模块2、无线气压测量模块1与lora无线通讯模块6和wifi通讯模块12通过无线通信方式进行数据传输，lora无线通讯模块6和wifi通讯模块12与dsp处理器11相连。
23.所述的数据处理单元10由arm芯片和存储器电路构成，数据处理单元10的输入端与数据采集单元5的输出端相连，数据处理单元10的输出端与无线通讯单元8和gps定位单元9相连。
24.所述的无线通讯单元由4g无线通讯模块电路构成。
25.所述的电源模块13由可充电的锂电池构成，装置内部电源采用5v供电，外部通过充电宝及5v直流电源进行供电。
26.本发明的旁路线缆检测装置，共分为数据采集单元5、数据处理单元10、无线通迅单元8、gps定位单元9和电源单元13五部分。其中电源部分13的装置内部电源采用5v供电的
电池系统，外部可通过充电宝及5v直流电源(手机充电器)进行供电。装置的数据采集单元5部分的通讯模块采用lora、wifi电路；装置与外部的通讯采用4g网络的无线通讯方式，进行数据通讯。其中4g实现远距离通讯，lora实现中(100
‑
1000米)距离通讯，wifi实现近距离通讯(100米以内)。数据处理单元10为arm芯片，时钟芯片，存储芯片及辅助电路组成。
27.本发明的旁路线缆检测装置在工作时，数据采集单元5不断的将现场测量的数据传送给数据处理单元10，数据处理单元10则通过无线通迅单元8、gps定位单元9将装置测得的旁路线缆的数据和自身的位置数据发送给后台计算机系统或手机等移动通信设备，后台的计算机系统或手机可通过相应的app软件进行查看。
28.如图2所示，是本发明的一种基于旁路线缆检测装置的线缆状态分析方法，其具体步骤包括：
29.s1，数据融合：首先对采集的线路温度、接点温度、环境温度、环境湿度、风速、空气压力进行数据融合，整体分为预处理、变换、合成和逆变换，四个部分；
30.s2，数据计算：通过输入的参数进行必要数据的分析计算工作，通过线缆长度、环境温度、敷设方式及型号计算线缆的电阻；
31.s3，数据分析：将融合后的数据及数据计算的结果联合进行评估，计算出线路带电作业的状态。
32.s1步骤的数据融合方法：
33.对于检测而来的线路数据，通过灰度极值选定的方式进行数据融合，即将同类的多组数据融合成为一组关联的数据极值，测试的同类数据分类为(导线温度，接点温度)；(环境温度，环境湿度)；(风速，空气压)三类，每一类通过灰度值极值的数据融合方法进行计算，形成三组数据导线状态值、环境状态值、空间状态值，每组融合方法如下：
34.假设参加融合的组数据分别为a、b，数据个数分别为m*n，融合数据为f，则针对原数据a、b的像素灰度值极值融合方法可表示为：
35.f(m，n)＝max(or min){a(m，n)，b(m，n}
36.其中：m、n分别为数据的行号和列号。在融合处理时，比较原数据a、b中对应位置(m、n)数据灰度值的大小，以其中灰度值大(或小)的数据作为融合数据f在位置(m、n)处的数据。
37.s2步骤所述的数据计算方法：
38.在输入数据时进行对应需求数据的计算工作，主要是指，输入线路型号、长度及，计算单位长度内导线的电阻及以2安培为步进的电流热量分布的方法，计算后的表格如下：
39.40.其中c2＝c1+(2c1/n)，c3＝c2(n+4)/(n+2)，依次类推
41.s3步骤所述的数据分析方法：
42.将融合后的数据及数据计算的结果联合进行评估，计算方法采用多元线性回归分计算方式进行分析。计算其置信区间，从而判别其导线状态。
43.多元线性回归模型
44.1.建立模型
45.以二元线性回归模型为例，二元线性回归模型如下：
46.y
i
＝b0+b1x1+b2x2+μ
i
，
47.类似的使用最小二乘法进行参数估计：
48.∑y＝nb0+b1∑x1+b2∑x2，
[0049][0050][0051]
2.拟合优度指标
[0052]
标准误差：对y值与模型估计值之间的离差的一种度量。其计算公式为：
[0053][0054]
3.置信范围
[0055]
置信区间的公式为：置信区间＝y
′±
t
p
se.
[0056]
其中，tp是自由度为n
‑
k的t统计量数值表总的数值，n是观察值的个数，k是是包括因变量在内的变量的个数。
[0057]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0058]
由于本发明提供了一种旁路线缆的检测装置及线缆状态的分析方法，实现了在带电作业时，对旁路作业所接的线缆进行参数及状态的实时监测，并由于采用了4g网络的无线通信技术手段，进行监测及分析结果的网络数据传输，使用手机等移动终端就可实现数据的就地查看，因而，对作业中旁路线缆的运行状态有了一个全面的了解和掌握，针对不同的情况，可以随时启动备用措施进行调整，确保作业时旁路线缆的安全运行。