一種隧道中電纜的接地電流安全預警專家分析方法與流程

本發明涉及接地電流的是否存在異常的判斷分析方法，尤其是一種隧道中電纜的接地電流安全預警專家分析方法。

背景技術：

電力隧道內敷設的高壓電纜是城市的命脈。一旦不法份子非法入侵并對接地電纜實施破壞或者盜竊行為，將導致電纜接頭溫度升高，進而可能引起電纜接頭爆炸，給國家財產帶來嚴重損失，甚至威脅到施工或維護人員的生命。

因此，電力企業迫切希望當接地電纜被破壞、盜竊、或異常變化(突變)時，監控系統能夠通過對接地電流和接頭溫度的在線實時分析，及時向值班人員發出報警信號，提醒值班人員和維護人員啟動相關處理預案，避免生命財產損失。

現有技術中對于接地電流故障分析時，對正常的電流使用高峰時段和低谷時段的情況考慮不足，容易產生誤報；并且對相間電流的異常情況沒有判斷，異常分析不全面。

現有的接地電流故障分析方法只是通過記錄故障電流異常次數是否達到閾值來防止誤報，判斷條件簡單，誤報概率高。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供一種隧道中電纜的接地電流安全預警專家分析方法，可以有效監測出電流異常情況，同時對于持續發生的電流異常進行分析預警；并且能夠剔除電流噪聲和偶然的電流波動對分析結果造成的影響，減少預警結果誤報的產生。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種隧道中電纜的接地電流安全預警專家分析方法，包括以下步驟：

步驟1：在監控平臺中設定報警閾值和過濾條件；其中，報警閾值包括跳變異常的閾值、絕對值異常的閾值、相間對比異常的閾值，過濾條件存在三個包括:連續產生異常次數、異常電流持續時間、時間段的對比；

步驟2：在監控平臺中加載各個監控終端的編號、名稱信息；

步驟3：監控平臺實時接收由各個監控終端采集的隧道中電纜的電流值和采集時間；

步驟4：將接地電流異常分為三類：跳變異常、絕對值異常以及相間對比異常；依次判斷各個監控終端采集的接地電流是否存在上述異常；

步驟5：對步驟4中的電流異常分析結果進行過濾，具體包括：連續產生異常次數是否達到設定閾值、異常電流持續時間是否達到設定閾值、是否存在相同時間段內電流值相同；上述過濾條件均滿足時，產生報警；

步驟6：在監控平臺中輸出過濾后的接地電流異常分析結果。

進一步地，所述步驟4中，將接地電流異常分為三類：跳變異常、絕對值異常以及相間對比異常；

(1)跳變異常：判斷接收到的設定時間之內的電流值變化，相鄰兩次接收的電流電流值變化率超出了設定的正向變化率閾值或者超出了反向變化率閾值，則判斷為跳變異常；

(2)絕對值異常：判斷每次接收到的電流值是否超出了設定的閾值，如果超出閾值則判斷為絕對值異常；

(3)相間對比異常：判斷接收的三相電流中最大電流和最小電流的比值，如果所述閾值超過設定的閾值，則判斷為相間對比異常。

進一步地，所述步驟5中，

(1)連續產生異常次數是否達到設定閾值：判斷異常電流值是否滿足連續出現，并且連續出現異常次數達到設定的次數；如果不滿足，則電流異常被過濾；

(2)異常電流持續時間是否達到設定閾值：判斷異常電流持續發生的時間是否達到了設定的持續時間閾值，如果不滿足，則電流異常被過濾；

(3)是否存在相同時間段內電流值相同：判斷過去設定的天數中相同時段中是否存在電流值與當前電流值相同，如果存在相同的電流值，則電流異常被過濾。

本發明的有益效果：

1、通過本發明的實施，可以實現對隧道接地電流的預警分析，有效監測出電流異常情況。同時針對于持續發生的電流異常進行分析預警。

2、通過“連續出現次數”和“持續發生時間”條件判斷，能夠剔除電流噪聲和偶然的電流波動對分析結果造成的影響，減少預警結果誤報的產生。

3、通過“時間段的對比”條件判斷，并不會把每天正常用電的高峰、低谷時段這種常態的變化誤判為電流異常變化。

附圖說明

圖1是本發明的接地電流安全預警分析整體流程圖；

圖2中展示了對電流是否連續出現進行異常判斷的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。

本發明的隧道中電纜的接地電流安全預警專家分析方法在監控平臺中實現，監控平臺與各個監控終端通信，監控終端可以采集隧道電纜的接地電流值并記錄采集時間。

本發明公開了一種隧道中電纜的接地電流安全預警專家分析方法，如圖1所示，包括：

步驟1：在監控平臺中設定報警閾值和過濾條件；其中，報警閾值包括跳變異常的閾值、絕對值異常的閾值、相間對比異常的閾值，過濾條件存在三個包括連續產生異常次數、異常電流持續時間、時間段的對比；

步驟2：在監控平臺中加載各個監控終端的編號、名稱信息；

步驟3：監控平臺實時接收由各個監控終端采集的隧道中電纜的電流值和采集時間；

步驟4：將接地電流異常分為三類：跳變異常、絕對值異常以及相間對比異常；依次判斷各個監控終端采集的接地電流是否存在上述異常；

步驟5：對步驟4中的電流異常分析結果進行過濾，具體包括：連續產生異常次數是否達到設定閾值、異常電流持續時間是否達到設定閾值、是否存在過往的設定天數中相同時段內電流值和當前電流值相同；上述過濾條件均滿足時，產生報警；

步驟6：在監控平臺中輸出過濾后的接地電流異常分析結果。

本發明中，電纜的接地電流安全預警專家分析方法包含兩部分：

第一部分是對電流異常的檢測判斷，包括電流跳變異常判斷、絕對值異常判斷、相間對比異常判斷。檢測到任意一種電流異常就會進入到第二部分。

第二部分是對電流異常分析結果進行過濾，過濾后使真正的報警情況能夠被偵測處理，防止誤報。第二部分包括異常連續出現次數、持續發生時間、時間段對比。同時滿足以上三個過濾條件分析結果為報警，否則分析結果為正常。

1、以下是第一部分的電流異常判斷：

(1)跳變異常：變化超出上升變化率(S)或者下降變化率(X)。判斷當前電流值和上一次電流值對比的電流值變化率是否超過變化率。

(2)絕對值異常：判斷電流值是否超過最大值(Max)或者低于最小值(Min)。

(3)相間對比異常：判斷接收的三相電流中最大電流和最小電流的比值，如果A相電流最大，B項電流最小，那么A與B項電流的比值就和閾值比較，超出閾值就認為是相間對比異常。

2、以下是第二部分的對異常電流的過濾篩選：

(1)連續出現次數：判斷異常電流值是否滿足連續出現，并且連續出現達到設定的次數。如果不滿足就被過濾。

(2)持續發生時間：異常電流持續發生的時間。沒有滿足設定的持續時間就被過濾。

(3)時間段對比：判斷在設定的天數內的相同時間中是否存在電流值與當前電流值相同，如果相同就被過濾。

偶爾的電流波動可能是采集的電流噪聲引起。這不會對電纜運行造成影響，我們更關心持續發生的連續異常波動，因為這不是采集的電流噪聲引起，可以肯定是一種故障引發電流異常。

但是，如果只關注異常波動的持續發生時間，可能它只是產生了兩次異常電流，只是兩次的間隔時間比較長；如果只關注異常波動的連續出現次數，可能它只是在短暫的時間內發生了多次。

本發明同時衡量連續出現次數和持續發生時間，是為了關注在一定時間范圍內異常電流產生的次數，即：異常電流發生的密度。如果密度超出了我們的預期(閾值)，才把這種異常電流判斷為告警狀態。這樣能夠減少誤報的產生，提高判斷結果的準確性。

通過以上過濾條件的篩選，可以把偶發的電流異常狀況過濾出去。但是常態(持續發生)的電流異常運行狀態能夠被監測出來，并且通過“時間段的對比”條件判斷，并不會把每天正常用電的高峰、低谷時段這種常態的變化誤判為電流異常變化。

圖2中展示了對電流是否連續出現異常進行判斷的滑動窗口示意圖。

(1)連續出現次數條件判斷

設連續出現次數為m，那么滑動窗口長度為m+1。當接收到新的電流值A時，滑動窗口往前滑動一格，然后對窗口范圍的電流值進行比較判斷。

(a)針對電流突變異常：

對窗口范圍內的相鄰電流做比較，如果連續m次相鄰電流值正向比較(或者反向比較)的比值都大于突變閾值，那么滿足連續出現次數條件。

(b)針對電流超限異常：

對窗口范圍內的電流和超限閾值做比較，如果連續m次電流值都大于超限閾值，那么滿足連續出現次數條件。

(c)針對電流相間對比異常：分別比較三相電流的任意兩項。

計算三相電流中的最大電流和最小電流的比值，如果連續m次出現最大電流和最小電流的比值超出閾值的情況就滿足連續出現次數條件。

相鄰兩次電流接收時間間隔不能超出1小時，否則對窗口范圍內的電流值清空，直到重新填滿窗口后再判斷。

(2)持續發生時間判斷

專家分析軟件記錄滑動窗口在第一次檢測到異常電流的時間為T1，計時器啟動計時，如果經過T2時間后滑動窗口仍然檢測到異常電流存在，并且滿足T2-T1大于設定的持續累計時間，那么就滿足異常電流持續發生的條件。

(3)時間段對比判斷

專家分析軟件記錄滑動窗口在第一次檢測到異常電流的時間為T1，然后檢查前一天的T1時段有沒有相同類型的異常電流變化記錄。如果存在記錄，繼續再和前一天的T1時段對比，如果在設定的N天內都有異常變化記錄，就判斷電流的這種異常變化屬于常態變化過程。

上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。