[发明专利]一种基于线缆传感器的GIS电网精细预警系统

权利要求书

1.一种基于线缆传感器的GIS电网精细预警系统，其特征在于包括GIS服务器、GIS数据库模块、气象预警模块、基站控制模块、综合预警模块、多个基站模块以及多个线缆传感器模块；GIS数据库模块、气象预警模块、基站控制模块、综合预警模块分别与GIS服务器数据连接；GIS服务器收集气象预警模块和基站控制模块的数据，并存储在GIS数据库模块中；综合预警模块将GIS数据库模块中的数据进行综合处理后显示在其显示屏幕上；

所述GIS数据库模块中储存有包含海拔信息的地图数据，其数据格式为(Lng1，Lat1，H)，其中Lng1为经度，Lat1为纬度，H为海拔；

所述气象预警模块为风力预警模块，从气象数据中心获取未来24-72小时的风力预警数据；所述风力预警数据为包含经纬度信息的风力数据，数据格式为(Lng2，Lat2，F，T)；其中Lng2为经度，Lat2为纬度，F为风力，T为时刻；

所述基站控制模块连接多个基站模块，基站模块设置在输电线缆的转接或变压器设备上；基站模块连接线缆传感器模块，线缆传感器设置在输电线缆上，线缆传感器模块收集线缆的拉力热阻数据，数据格式为(Lng3，Lat3，D，R)，其中Lng3为线缆传感器模块所在的经度，Lat3为线缆传感器模块所在的纬度，D为拉力，R为热阻；

所述GIS服务器通过基站控制模块收集各个线缆传感器的数据，并将其存储在GIS数据库模块中；GIS数据库模块中存储有线缆老化模型，所述线缆老化模型由预先测试的与实际输电线缆相同型号线缆的老化数据，测定不同热阻下对应的断裂拉力；并以此建立热阻和断裂拉力的函数模型；所述线缆传感器包括传感器控制模块(1)、紧线模块、松线模块；传感器控制模块内含控制器芯片、无线收发器和继电器开关，所述无线收发器用于与基站模块实现通信，继电器开关有三档，第一档接通紧线，第二档空档，第三档接通松线；紧线模块包括充电电池(2)，电池内自带开关；紧线模块包括两个相对的传感器组(3)，传感器组(3)测量电流、压降、温度，传感器组(3)之间连接紧线(4)，紧线(4)的规格与实际输电线缆(7)相同；松线模块包括检测传感器(5)，用于检测松线接通状态，检测传感器(5)之间连接松线(6)，松线(6)的长度比紧线(4)长；实际使用时，传感器控制模块(1)两端连接实际输电线缆(7)，同时传感器控制模块与紧线模块和松线模块固定连接，使紧线(4)上的拉力与输电线缆相同，松线(6)上拉力与输电线缆无关。

2.根据权利要求1所述的基于线缆传感器的GIS电网精细预警系统，其特征在于：所述紧线模块并联充电电池，充电电池在紧线模块接通时进行充电，充电电池在松线模块接通时为紧线模块的传感器组提供电源。

3.根据权利要求2所述的基于线缆传感器的GIS电网精细预警系统，其特征在于：GIS服务器将收集的风力数据和拉力热阻数据保存至GIS数据库模块；综合预警模块将拉力热阻数据根据线缆老化模型将热阻数据R转化为断裂拉力数据D_b；综合预警模块将GIS数据库模块的数据进行整合，即当(Lng3，Lat3，D，D_b)与(Lng2，Lat2，F，T)和(Lng1，Lat1，H)的经纬度相同时，合并为(Lng4，Lat4，D，D_b，F，T，H)，并保存成预警数据，Lng4等于当Lng3＝Lng2＝Lng1时的Lng3，Lat4等于当Lat3＝Lat2＝Lat1时的Lat3；

综合预警模块根据预警数据计算风险率V＝(D/D_b)×(F/F_b)×(H/H_b)；其中D_b为断裂拉力数据，F_b为风力阈值，H_b为海拔阈值；综合预警模块再生成风险数据，风险数据格式为(Lng4，Lat4，V，T)。

4.根据权利要求3所述的基于线缆传感器的GIS电网精细预警系统，其特征在于：显示屏幕的背景为地图背景，综合预警模块将风险数据以显示在显示屏幕的地图背景上，其中显示根据Lng4、Lat4确定显示的坐标，根据V显示不同浓度的颜色，V值越大颜色越深，根据T作为时间变化的时间轴，动态显示。

5.根据权利要求4所述的基于线缆传感器的GIS电网精细预警系统，其特征在于：线缆老化模型的建立过程为：

1)将与实际输电线缆相同型号的线缆剪成1000段，每段的长度为50-100cm，作为待测样品；

2)将待测样品分别在不同的酸碱度溶液、冷热变化的条件下进行老化；

3)将老化后的待测样品进行热阻测试，得到热阻值，之后进行拉力测定，获得其断裂拉力；

4)根据步骤3)得到的数据建立热阻-断裂拉力曲线；

5)对步骤4)的曲线进行线性回归得到线缆老化模型。