一种隧道中电缆的接地电流安全预警专家分析方法

摘要

本发明公开了一种隧道中电缆的接地电流安全预警专家分析方法，包括：在监控平台中设定报警阈值和过滤条件；在监控平台中加载各个监控终端的编号、名称信息；将接地电流异常分为三类：跳变异常、绝对值异常以及相间对比异常；依次判断各个监控终端采集的接地电流是否存在上述异常；对电流异常分析结果进行过滤，过滤条件均满足时，产生报警；在监控平台中输出过滤后的接地电流异常分析结果。本发明有益效果：可以实现对隧道接地电流的预警分析，有效监测出电流异常情况。同时设定异常电流的过滤条件的阈值，可以对满足过滤条件后的异常电流进行报警，防止误报，提高准确性。

说明书

技术领域

本发明涉及接地电流的是否存在异常的判断分析方法，尤其是一种隧道中电缆的接地电流安全预警专家分析方法。

背景技术

电力隧道内敷设的高压电缆是城市的命脉。一旦不法份子非法入侵并对接地电缆实施破坏或者盗窃行为，将导致电缆接头温度升高，进而可能引起电缆接头爆炸，给国家财产带来严重损失，甚至威胁到施工或维护人员的生命。

因此，电力企业迫切希望当接地电缆被破坏、盗窃、或异常变化(突变)时，监控系统能够通过对接地电流和接头温度的在线实时分析，及时向值班人员发出报警信号，提醒值班人员和维护人员启动相关处理预案，避免生命财产损失。

现有技术中对于接地电流故障分析时，对正常的电流使用高峰时段和低谷时段的情况考虑不足，容易产生误报；并且对相间电流的异常情况没有判断，异常分析不全面。

现有的接地电流故障分析方法只是通过记录故障电流异常次数是否达到阈值来防止误报，判断条件简单，误报概率高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种隧道中电缆的接地电流安全预警专家分析方法，可以有效监测出电流异常情况，同时对于持续发生的电流异常进行分析预警；并且能够剔除电流噪声和偶然的电流波动对分析结果造成的影响，减少预警结果误报的产生。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种隧道中电缆的接地电流安全预警专家分析方法，包括以下步骤：

步骤1：在监控平台中设定报警阈值和过滤条件；其中，报警阈值包括跳变异常的阈值、绝对值异常的阈值、相间对比异常的阈值，过滤条件存在三个包括:连续产生异常次数、异常电流持续时间、时间段的对比；

步骤2：在监控平台中加载各个监控终端的编号、名称信息；

步骤3：监控平台实时接收由各个监控终端采集的隧道中电缆的电流值和采集时间；

步骤4：将接地电流异常分为三类：跳变异常、绝对值异常以及相间对比异常；依次判断各个监控终端采集的接地电流是否存在上述异常；

步骤5：对步骤4中的电流异常分析结果进行过滤，具体包括：连续产生异常次数是否达到设定阈值、异常电流持续时间是否达到设定阈值、是否存在相同时间段内电流值相同；上述过滤条件均满足时，产生报警；

步骤6：在监控平台中输出过滤后的接地电流异常分析结果。

进一步地，所述步骤4中，将接地电流异常分为三类：跳变异常、绝对值异常以及相间对比异常；

(1)跳变异常：判断接收到的设定时间之内的电流值变化，相邻两次接收的电流电流值变化率超出了设定的正向变化率阈值或者超出了反向变化率阈值，则判断为跳变异常；

(2)绝对值异常：判断每次接收到的电流值是否超出了设定的阈值，如果超出阈值则判断为绝对值异常；

(3)相间对比异常：判断接收的三相电流中最大电流和最小电流的比值，如果所述阈值超过设定的阈值，则判断为相间对比异常。

进一步地，所述步骤5中，

(1)连续产生异常次数是否达到设定阈值：判断异常电流值是否满足连续出现，并且连续出现异常次数达到设定的次数；如果不满足，则电流异常被过滤；

(2)异常电流持续时间是否达到设定阈值：判断异常电流持续发生的时间是否达到了设定的持续时间阈值，如果不满足，则电流异常被过滤；

(3)是否存在相同时间段内电流值相同：判断过去设定的天数中相同时段中是否存在电流值与当前电流值相同，如果存在相同的电流值，则电流异常被过滤。

本发明的有益效果：

1、通过本发明的实施，可以实现对隧道接地电流的预警分析，有效监测出电流异常情况。同时针对于持续发生的电流异常进行分析预警。

2、通过“连续出现次数”和“持续发生时间”条件判断，能够剔除电流噪声和偶然的电流波动对分析结果造成的影响，减少预警结果误报的产生。

3、通过“时间段的对比”条件判断，并不会把每天正常用电的高峰、低谷时段这种常态的变化误判为电流异常变化。

附图说明

图1是本发明的接地电流安全预警分析整体流程图；

图2中展示了对电流是否连续出现进行异常判断的示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

本发明的隧道中电缆的接地电流安全预警专家分析方法在监控平台中实现，监控平台与各个监控终端通信，监控终端可以采集隧道电缆的接地电流值并记录采集时间。

本发明公开了一种隧道中电缆的接地电流安全预警专家分析方法，如图1所示，包括：

步骤1：在监控平台中设定报警阈值和过滤条件；其中，报警阈值包括跳变异常的阈值、绝对值异常的阈值、相间对比异常的阈值，过滤条件存在三个包括连续产生异常次数、异常电流持续时间、时间段的对比；

步骤2：在监控平台中加载各个监控终端的编号、名称信息；

步骤3：监控平台实时接收由各个监控终端采集的隧道中电缆的电流值和采集时间；

步骤4：将接地电流异常分为三类：跳变异常、绝对值异常以及相间对比异常；依次判断各个监控终端采集的接地电流是否存在上述异常；

步骤5：对步骤4中的电流异常分析结果进行过滤，具体包括：连续产生异常次数是否达到设定阈值、异常电流持续时间是否达到设定阈值、是否存在过往的设定天数中相同时段内电流值和当前电流值相同；上述过滤条件均满足时，产生报警；

步骤6：在监控平台中输出过滤后的接地电流异常分析结果。

本发明中，电缆的接地电流安全预警专家分析方法包含两部分：

第一部分是对电流异常的检测判断，包括电流跳变异常判断、绝对值异常判断、相间对比异常判断。检测到任意一种电流异常就会进入到第二部分。

第二部分是对电流异常分析结果进行过滤，过滤后使真正的报警情况能够被侦测处理，防止误报。第二部分包括异常连续出现次数、持续发生时间、时间段对比。同时满足以上三个过滤条件分析结果为报警，否则分析结果为正常。

1、以下是第一部分的电流异常判断：

(1)跳变异常：变化超出上升变化率(S)或者下降变化率(X)。判断当前电流值和上一次电流值对比的电流值变化率是否超过变化率。

(2)绝对值异常：判断电流值是否超过最大值(Max)或者低于最小值(Min)。

(3)相间对比异常：判断接收的三相电流中最大电流和最小电流的比值，如果A相电流最大，B项电流最小，那么A与B项电流的比值就和阈值比较，超出阈值就认为是相间对比异常。

2、以下是第二部分的对异常电流的过滤筛选：

(1)连续出现次数：判断异常电流值是否满足连续出现，并且连续出现达到设定的次数。如果不满足就被过滤。

(2)持续发生时间：异常电流持续发生的时间。没有满足设定的持续时间就被过滤。

(3)时间段对比：判断在设定的天数内的相同时间中是否存在电流值与当前电流值相同，如果相同就被过滤。

偶尔的电流波动可能是采集的电流噪声引起。这不会对电缆运行造成影响，我们更关心持续发生的连续异常波动，因为这不是采集的电流噪声引起，可以肯定是一种故障引发电流异常。

但是，如果只关注异常波动的持续发生时间，可能它只是产生了两次异常电流，只是两次的间隔时间比较长；如果只关注异常波动的连续出现次数，可能它只是在短暂的时间内发生了多次。

本发明同时衡量连续出现次数和持续发生时间，是为了关注在一定时间范围内异常电流产生的次数，即：异常电流发生的密度。如果密度超出了我们的预期(阈值)，才把这种异常电流判断为告警状态。这样能够减少误报的产生，提高判断结果的准确性。

通过以上过滤条件的筛选，可以把偶发的电流异常状况过滤出去。但是常态(持续发生)的电流异常运行状态能够被监测出来，并且通过“时间段的对比”条件判断，并不会把每天正常用电的高峰、低谷时段这种常态的变化误判为电流异常变化。

图2中展示了对电流是否连续出现异常进行判断的滑动窗口示意图。

(1)连续出现次数条件判断

设连续出现次数为m，那么滑动窗口长度为m+1。当接收到新的电流值A时，滑动窗口往前滑动一格，然后对窗口范围的电流值进行比较判断。

(a)针对电流突变异常：

对窗口范围内的相邻电流做比较，如果连续m次相邻电流值正向比较(或者反向比较)的比值都大于突变阈值，那么满足连续出现次数条件。

(b)针对电流超限异常：

对窗口范围内的电流和超限阈值做比较，如果连续m次电流值都大于超限阈值，那么满足连续出现次数条件。

(c)针对电流相间对比异常：分别比较三相电流的任意两项。

计算三相电流中的最大电流和最小电流的比值，如果连续m次出现最大电流和最小电流的比值超出阈值的情况就满足连续出现次数条件。

相邻两次电流接收时间间隔不能超出1小时，否则对窗口范围内的电流值清空，直到重新填满窗口后再判断。

(2)持续发生时间判断

专家分析软件记录滑动窗口在第一次检测到异常电流的时间为T1，计时器启动计时，如果经过T2时间后滑动窗口仍然检测到异常电流存在，并且满足T2-T1大于设定的持续累计时间，那么就满足异常电流持续发生的条件。

(3)时间段对比判断

专家分析软件记录滑动窗口在第一次检测到异常电流的时间为T1，然后检查前一天的T1时段有没有相同类型的异常电流变化记录。如果存在记录，继续再和前一天的T1时段对比，如果在设定的N天内都有异常变化记录，就判断电流的这种异常变化属于常态变化过程。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。