[发明专利]分布式电缆综合在线监测装置及方法

权利要求书

1.一种分布式电缆综合在线监测装置，其特征在于：

包括：控制终端以及与控制终端通信的电缆本体监测单元和电缆通道环境监测单元；

所述控制终端能够根据获取的电缆本体监测数据和电缆通道环境监测数据以及预设监测模型，得到电缆在线监测结果；

其中，预设监测模型包括电缆接头异常判断，包括：

根据接地电流异常判断结果I_Q、电缆接头温度异常判断结果T_Q、接地电流历史趋势异常判断结果I_H以及电缆接头温度历史趋势异常判断结果T_H的加权和与预设阈值的对比，得到电缆接头的总体异常判断结果H；

其中，H＝20％*I_Q+20％*T_Q+30％*I_H+30％*T_H；

当H＜20％时，表示电缆接头健康状态正常；

当H≥20％时，表示严重缺陷，电缆接头健康状态严重告警；

当H≥40％时，表示危急缺陷，电缆接头健康状态危急告警；

电流异常判断，包括：

三相接地电流极大值与三相接地电流极小值的比值为三相电流极值比；

当三相接地电流小于第一阈值，三相接地电流与电缆运行电流的比值小于第二阈值，且电流极值比小于第三阈值时，接地电流状态正常；

当三相接地电流大于第一阈值且小于第四阈值，或者三相接地电流与电缆运行电流的比值大于第二阈值且小于第五阈值，或者电流极值比大于第二阈值且小于第六阈值时，接地电流状态为严重缺陷；

当三相接地电流大于第四阈值，或者三相接地电流与电缆运行电流的比值大于第五阈值，或者电流极值比大于第六阈值时，接地电流状态为危急缺陷；

电缆接头温度异常判断，包括：

当三相温度最大值小于第七阈值，且三相之间温差最大值小于第八阈值时，电缆接头温度正常；

当三相温度最大值大于第七阈值且小于第九阈值，三相之间温差最大值大于第八阈值且小于第十阈值时，电缆接头温度严重缺陷；

当三相温度最大值大于第九阈值，且三相之间温差最大值大于第十阈值时，电缆接头温度危急缺陷；

接地电流历史趋势异常判断，包括：

当前接地电流集合中前M个电流数据与历史接地电流集合中的前M个电流数据的对应差值的绝对值最大值小于第十一阈值时，接地电流正常；

当前接地电流集合中前M个电流数据与历史接地电流集合中的前M个电流数据的对应差值的绝对值最大值大于第十一阈值时，接地电流异常；

电缆接头温度历史趋势判断，包括：

当前电缆接头温度集合中前M个温度数据绝对值与历史电缆接头温度集合中的前M个温度数据绝对值的对应差值的绝对值最大值小于第十二阈值，当前环境温度集合中前M个温度数据绝对值与历史环境温度集合中的前M个温度数据绝对值的对应差值的绝对值小于第十三阈值，电缆接头温度正常；

当前电缆接头温度集合中前M个温度数据绝对值与历史电缆接头温度集合中的前M个温度数据绝对值的对应差值的绝对值最大值大于第十二阈值，当前环境温度集合中前M个温度数据绝对值与历史环境温度集合中的前M个温度数据绝对值的对应差值的绝对值最大值小于第十三阈值，电缆接头温度异常；

将传感器的状态变化及告警消息与摄像机的自动抓图功能进行绑定处理，将告警事件级别变化与摄像机的自动抓图功能进行绑定处理，当设备状态与告警事件级别发生变化时，可与告警事件/消息同步上传一张摄像机抓拍的图片；

部署在电缆通道内的水位监测单元，探测到水位越限时，可将报警信息上送至控制终端，终端启动联动控制APP，载入当前设备联动策略，循环检查当前水位监测单元工作状态，当判断为水位越限事件时，联动唤醒摄像机，并转到摄像机预置点位，抓取图片并上送至控制终端，由终端将图片及告警数据同时上送至精益化管控平台，辅助告警研判；

部署在电缆通道内的智能电子井盖有异常开启动作时，可将报警信息上送至控制终端，终端启动联动控制APP，载入当前设备联动策略，循环检查当前智能电子井盖工作状态，当判断为井盖非法开启事件时，联动唤醒摄像机，并转到摄像机预置点位，抓取图片并上送至控制终端，由终端将图片及告警数据同时上送至精益化管控平台，辅助告警研判；

还包括：设备基本信息模型、环境安全模型、通道本体安全模型、电缆接头健康模型和安防模型；

设备基本信息模型，用于高压电缆设备台账基础信息的智能识别，包括电缆附件及传感器的制造厂家、设备类型、设备型号、设备编码、生产日期和投运日期；

环境安全信息模型综合利用通道环境内气体、温湿度、烟感和水位，评估通道内环境的安全情况，识别并预警通道内异常情况，包括：水位超高、温度越限、有毒有害气体浓度越限，并将缺陷类型及严重程度输入到预设监测模型；

通道本体安全模型，利用环境温湿度、积水情况和图像，识别并预警通道本体异常情况，并将缺陷类型及严重程度输入到预设监测模型；

电缆接头健康模型，综合利用高压电缆利用接地电流数据和接头表面温度对电缆接头运行状态进行分析，识别并预警接头劣化、受潮和局部过热，将严重程度输入到预设监测模型；

安防模型，综合利用井盖、门禁和视频图像，通过门禁、井盖与视频图像对通道内非法入侵进行监控，并将缺陷类型及严重程度输入到预设监测模型；

预设监测模型，用于分析电缆本体整体运行状态、通道环境与通道安防，综合各个子模型分析结果，对高压电缆进行综合状态评价和风险分级评估；在运行模式下，在执行WFI或WFE指令前关闭所有外设的时钟，通过设置AHB外设时钟使能RCC_AHBENR寄存器，通过设置APB2外设时钟使能RCC_APB2ENR寄存器，通过设置APB1外设时钟使能RCC_APB1ENR寄存器来开关各个外设模块的时钟；

在停止模式下，电压调节器运行在正常或低功耗模式，在1.8V供电区域的所有时钟都被停止，PLL、HSI和HSE-RC振荡器的功能被禁止，SRAM和寄存器内容被保留下来，在停止模式下，所有的I/O引脚都保持它们在运行模式时的状态，在停止模式下，通过设置电源控制寄存器PWR_CR的LPDS位使内部调节器进入低功耗模式；如果正在进行闪存编程，直到对内存访问完成，系统才进入停止模式；如果正在进行对APB的访问，直到对APB访问完成，系统才进入停止模式，通过对独立的控制位进行编程，可选择以下功能：

独立看门狗，通过写入看门狗的键寄存器或硬件选择来启动IWDG，一旦启动独立看门狗，除了系统复位，它不能再被停止；

通过备份域控制寄存器RCC_BDCR的RTCEN位来设置实时时钟，通过控制状态寄存器RCC_CSR的LSION位来设置内部RC振荡器；通过备份域控制寄存器RCC_BDCR的LSEON位设置外部32.768kHz振荡器；

在停止模式下，如果在进入该模式前ADC和DAC没有被关闭，通过设置寄存器ADC_CR2的ADON位和寄存器DAC_CR的ENx位为0关闭ADC和DAC，当一个中断或唤醒事件导致退出停止模式时，HSIRC振荡器被选为系统时钟。