【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆故障检测，具体为一种基于数据分析的电缆故障检测方法及系统。
技术介绍
1、电缆在现代工业和日常生活中扮演着至关重要的角色，用于输送电力或数据信号，因此，电缆的可靠性和安全性对于保障电力系统的稳定运行以及维护公共设施的正常运转至关重要。
2、电缆故障可能导致电力系统中断、设备损坏、安全事故甚至人员伤亡，因此，及时准确地检测和诊断电缆故障对于维护电力系统的稳定性和安全性至关重要，传统的电缆故障检测方法往往依赖于人工巡检或定期维护，存在着依赖人员经验、成本高昂、无法实时监测等问题，难以满足现代电力系统对于高效、精准、实时监测的需求，随着数据采集技术、传感器技术和数据分析算法的不断进步，利用大数据分析、机器学习、人工智能等技术对电力系统中的大量数据进行处理和分析已成为可能。
3、利用大数据分析可以有效进行故障检测，例如公告号为cn115114565b的中国专利技术专利公开的一种基于大数据分析的直线电机故障检测方法及系统，采集设备多个维度的运行数据进行类别划分；计算每个维度数据的贡献度；获取每个维度数据的编码间隔；将每个维度中最小的数据作为初始符号开始增加编码间隔，得到下一个信源符号，将初始符号作为该间隔内所有数据的代表；依次增加编码间隔得到代表每个维度所有数据的信源符号编码范围；计算每个维度信源符号的频率；进行霍夫曼编码，得到每个维度的编码结果，将编码结果进行传输；对每个维度的编码结果进行解码，得到每个维度的检测数据，根据该维度的检测数据对设备进行故障检测，该研究通过对数据进行有损压缩，缩短编码
4、然而针对电缆故障识别，目前缺乏综合的数据分析检测方法。
5、因此，针对以上问题，亟待需要一种基于数据分析的电缆故障检测方法及系统。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于数据分析的电缆故障检测方法及系统，解决了传统的电缆故障检测方法存在漏检、误判等问题，传统的巡检或定期维护无法实现对电缆故障的及时发现，无法实现对电缆运行状态的实时监测，及时发现并处理潜在的故障隐患的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于数据分析的电缆故障检测方法，包括以下步骤：基于电缆运行特征、电缆实时监测与电缆数字孪生模型训练分析获取电缆数据，电缆数据包括电缆特征信息、电缆故障相关信息、电缆故障训练信息；通过对电缆特征信息与电缆故障相关信息进行分析，获得电缆故障监测值；通过对电缆故障训练信息进行分析，获得电缆故障训练值；结合电缆故障监测值与电缆故障训练值进行分析，获得电缆故障偏差值，所述电缆故障偏差值表示为电缆实时状况与电缆数字孪生模型训练状况之间的偏差状况；基于电缆故障偏差值判断电缆是否存在故障。
3、进一步地，所述判断电缆是否存在故障具体为：获得电缆故障偏差值；当电缆故障偏差值小于0时，判断当前电缆运行正常，不存在异常状况，利用实时监测功能继续监测电缆运行；当电缆故障偏差值大于等于0时，判断当前电缆存在异常风险，对当前状况进行标记，进行下一步故障判断；基于历史电缆运行记录分析，获得电缆故障偏差阈值；将大于等于0的电缆故障偏差值与电缆故障偏差阈值进行对比分析，当电缆故障偏差值大于电缆故障偏差阈值时，划分当前电缆故障判断情况为高风险故障，利用警报机制发送提示短信提示电缆运行管理人员进行高风险故障维护；当电缆故障偏差值小于等于电缆故障偏差阈值时，划分当前电缆故障判断情况为低风险故障，利用警报机制发送提示短信提示电缆运行管理人员进行低风险故障维护。
4、进一步地，所述获得电缆故障偏差值的过程具体为：基于电缆运行特征分析获得电缆特征信息；通过对电缆特征信息进行分析，获得电缆特征状态值;基于对电缆进行实时监测获得电缆故障相关信息；结合电缆故障相关信息与电缆特征状态值分析，获得电缆故障监测值；基于电缆数字孪生模型训练获得电缆故障训练信息；通过对电缆故障训练信息分析，获得电缆故障训练值；通过对电缆故障监测值、电缆故障训练值进行分析，获得电缆故障偏差值。
5、进一步地，所述电缆故障偏差值计算公式为：
6、；式中表示为电缆故障偏差值，表示为电缆故障偏差值采样周期编号，，表示电缆故障偏差值采样周期总数，表示为第个电缆故障偏差值采样周期的电缆故障监测值，表示为第个电缆故障偏差值采样周期的电缆故障训练值。
7、进一步地，所述电缆故障监测值具体获取方式为：基于实时监测电缆运行，获得电缆故障相关信息，所述电缆故障相关信息具体包括：机械故障相关信息、环境相关信息；利用机械故障相关信息、环境相关信息分别分析，分别获得机械监测值、环境监测值；通过对机械监测值、环境监测值、电缆特征状态值进行分析，获得电缆故障监测值。
8、进一步地，所述机械故障相关信息具体包括：电缆表面磨损率、电缆表面压力增加率、电缆振动符合率，所述机械监测值具体获取方式为：通过对电缆表面磨损率、电缆表面压力增加率、电缆振动符合率进行分析，获得机械监测值，用于数值化表示监测过程中电缆机械层面的情况；所述环境相关信息具体包括：电缆所处环境温度、电缆所处环境湿度，所述环境监测值具体获取方式为：通过对电缆所处环境温度、电缆所处环境湿度进行分析，获得环境监测值，用于数值化表示监测过程中电缆所处环境的情况。
9、进一步地，所述获得电缆特征状态值的过程具体为：基于电缆监测传感器获取电缆运行数据，所述电缆运行数据包括电流、电压、温度、湿度、振动、阻抗值、电磁辐射值；对电缆运行数据进行预处理，所述预处理包括去除噪声、填补缺失值、数据归一化；基于电缆历史运行记录，结合电缆运行管理人员管理经验分析，获取进一步用于数据分析的电缆运行数据，即提取电缆特征信息，所述电缆特征信息包括：电磁辐射值、电流、阻抗值；通过对电磁辐射值、电流、阻抗值进行分析，获得电缆特征状态值。
10、进一步地，所述电缆特征状态值计算公式为：
11、；式中表示为电缆特征状态值，表示为电磁辐射值，表示为电流，表示为阻抗值，表示为预设的电磁辐射值，表示为预设的电流，表示为预设的阻抗值，表示为电磁辐射值的权重因子，表示为电流的权重因子，表示为阻抗值的权重因子。
12、进一步地，所述电缆故障训练值具体获取方式为：基于历史电缆运行记录获取电缆相关记录信息，所述电缆相关记录信息包括电缆运行数据、电缆的几何形状、材料属性、制造工艺、运行条件、环境因素；基于电缆的物理特性和运行原理，建立数字孪生模型描述电缆的行为；将电缆相关记录信息整合至电缆数学孪生模型中，利用电缆数字孪生模型模拟电缆运行；基于电缆数字孪生模型进行的模拟训练电缆故障获得电缆故障训练信息，所述电缆故障训练信息包括：机械训练信息、环境训练信息、电缆特征训练信息；所述机械训练信息具体包括：红外成像训练异常率、电缆表面训练磨损率、电缆承受压力训练值、电缆剩余使用年限训练值、电缆振动训练符合率；所述环境训练信息具体包括：电缆所处环境温度训练值、电缆所处环境湿度训练值；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，所述判断电缆是否存在故障具体为：
3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，所述获得电缆故障偏差值的过程具体为：
4.根据权利要求3所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，所述电缆故障偏差值计算公式为：
5.根据权利要求3所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，所述电缆故障监测值具体获取方式为：
6.根据权利要求5所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，机械故障相关信息具体包括：电缆表面磨损率、电缆表面压力增加率、电缆振动符合率，所述机械监测值具体获取方式为：
7.根据权利要求3所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，所述获得电缆特征状态值的过程具体为：
8.根据权利要求7所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，所述电缆特征状态值计算公式为：
9.根
10.一种基于数据分析的电缆故障检测系统，应用权利要求1-9任意一项所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，所述判断电缆是否存在故障具体为：
3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，所述获得电缆故障偏差值的过程具体为：
4.根据权利要求3所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，所述电缆故障偏差值计算公式为：
5.根据权利要求3所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其特征在于，所述电缆故障监测值具体获取方式为：
6.根据权利要求5所述的一种基于数据分析的电缆故障检测方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻利娟，胡湘华，杨奇锋，陈炎炎，龙正湘，
申请(专利权)人：湖南华菱线缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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