【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及线缆故障预警，具体为一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置及方法。
技术介绍
1、高压电缆是承载城市电力输送的重要环节，而电缆接头故障又是高压电缆最容易出现故障的环节。目前，电缆接头故障定位监测方法主要包括视觉检查与绝缘电阻测试等方式；
2、其中，视觉检查是通过定期的目视检查，识别明显的物理损伤、腐蚀或老化现象；绝缘电阻测试则是通过绝缘电阻表测量电缆的绝缘电阻，评估绝缘性能的良好与否。
3、但现有的电缆接头故障检测技术存在不足之处，如视觉检查依赖人工检查，容易遗漏隐蔽缺陷，且主观性强，难以定量确定故障源，不利于提升检测精度；而绝缘电阻测试只能提供瞬时数据，无法反映长期趋势，导致电缆接头故障的持续检测性较弱。
4、另一方面，根据高压电缆的特性，在电缆的使用中，往往同步伴随电流和电压的产生，由于电流噪声的存在，使得高压电缆使用过程中持续存在一定频率的振动和声响，无论是人工视觉检查还是采用绝缘电阻进行测试，在该异响及频繁振动的情况下，均难以监测到电缆的异常。为此，我们提出一种能够提高检测精度、加强电缆接头故障检测可持续性的基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置及方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种能够提高检测精度、加强电缆接头故障检测可持续性的电缆接头故障预警装置及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一方面，提供一种基于时间预测残差的电
4、电缆防护结构的内部贯穿连接有多股等间距平行排布的拼接电缆，所述拼接电缆包括第一电缆和第二电缆，第一电缆和第二电缆的一端连接形成有接头；
5、所述传感光纤通过多个u状固定销与电缆防护结构内壁连接，传感光纤包括第一切向检测段、第二切向检测段和至少一段平直部；
6、所述振动监测主机与所述传感光纤的一端通过连接端子可拆卸连接，振动监测主机的一侧通过连接线电连接主机；
7、预警部件与振动监测主机的侧面惯穿连接。
8、作为本专利技术进一步的方案：电缆防护结构为电缆防护槽，电缆防护槽的顶部一体成型有u形卡板，电缆防护槽的底部正对所述u形卡板处开设有u形缺口。
9、作为本专利技术进一步的方案：u形卡板与u形缺口相切卡接，多个所述电缆防护槽之间通过u形卡板与u形缺口适配卡接形成防护槽组。
10、作为本专利技术进一步的方案：所述u状固定销的内壁形成有适配传感光纤外壁的半圆弧凹陷，半圆弧凹陷的直径刚好等于所述半圆弧凹陷的直径，通过在电缆防护槽与第一电缆或第二电缆之间连接u状固定销，能够保持传感光纤不轻易振动，从而减小传感光纤本身对检测结果的影响，一方面，通过霞姐u状固定销能够加强传感光纤与电缆防护槽之间的连接强度，另一方面，能够提升传感光纤的安装稳定性，加强所述预警装置检测结果的精确性，u状固定销的两端形成有插销固定。
11、作为本专利技术进一步的方案：第一切向检测段和第二切向检测段分别与接头的表面相切，第一切向检测段的母线与第二切向检测段的母线方向互相垂直。
12、作为本专利技术进一步的方案：振动监测主机采集传感光纤中相干背向瑞利散射光的相位，振动监测主机为分布式光纤声光传感器，通过采集接收传感光纤检测回传的振动波动数据，并将振动波动数据由模数转化单元转化为数字信号并与振动监测主机内预设的参考值进行比较，能够利用相位幅值大小提供声音或振动事件强度信息。
13、作为本专利技术进一步的方案：预警部件为预警信号灯、蜂鸣器、振动预警结构中的一种或若干种的组合，能够指示传感光纤对接头的故障检测结果，便于检修人员及时发现电缆故障。
14、另一方面，还提供一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警方法，应用于所述预警装置，包括：
15、采用激光脉冲发生器向传感光纤的一端发射激光脉冲；
16、每发射一次激光脉冲，对应的所述振动监测主机采集一组相干背向瑞利散射光的相位数据，并将组相干背向瑞利散射光的相位数据该作为回拨信号；
17、振动监测主机将采集到的回波信号数据在主机的计算单元内以矩阵的形式存储，通过傅里叶fft变化将时域信号转化为频域信号；
18、去除掉最大25％的数据点；
19、通过频谱拟合算法计算数据的标准差与方差，通过频谱数据除以方差值完成对频域信号做归一化处理，通过频谱寄存器以向量形式保留最近k个频谱数据，记为x；
20、对数据谱进行拟合，利用线性回归模型得到当前通道的频谱模型；
21、计算残差e，且e＝x-x’；
22、通过比对位置标准阈值，得到异常位置的具体信息。
23、作为本专利技术进一步的方案：
24、令y＝fft(x)，对于长度为n的x和y，变换定义如下：
25、y(k)＝n∑j＝1x(j)w(j-1)(k-1)n
26、其中：
27、wn＝e(-2πi)/n。
28、作为本专利技术进一步的方案：在线性回归模型中，定义矩阵r，存放时间t时刻x’临信道的数据；
29、取临近左右各三个通道数据作为参考，使
30、x′＝p(ph*p)-1phx；
31、得到拟合后的当前预测值x’。
32、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
33、1、本专利技术以光纤振动传感设备为基础，通过采用时间预测残差的方法，能够快速、实时、准确地定位电缆接头故障，同时能够根据对电缆接头故障产生原因的分析，能够实现在严重故障爆发前，快速发现微小故障，避免严重故障的产生。
34、2、本专利技术以光纤声波传感仪为基础，专利技术了基于时间预测残差的电缆故障检测方法，提高了电缆接头故障检测的高灵敏度、定位的高准确性和全天候实时监测的可持续性。
35、3、本专利技术能够通过去除电缆使用过程中产生的常规振动，快速提取出突发故障事件，当电缆接头发生微弱破损或间隙产生的非连续性振动时，本专利技术能够及时发现电缆工作过程中产生的微弱的、不连续性的振动变化，从而有效防止电缆爆发严重故障，有利于保持故障预警的快速性和及时性；
36、4、本专利技术通过计算拟合残差能够得到快速的得到突发事件的位置，同时该算法能够屏蔽诸如持续的干扰通道等持续发生的事件，能够适用于电缆接头位置的持续检测，可以快速的实时发现电缆接头的微弱故障，保证故障在没有产生严重事故时，被及时发现。
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1.一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置，其特征在于：电缆防护结构为电缆防护槽，电缆防护槽的顶部一体成型有U形卡板，电缆防护槽的底部正对所述U形卡板处开设有U形缺口。
3.根据权利要求2所述的一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置，其特征在于：U形卡板与U形缺口相切卡接，多个所述电缆防护槽之间通过U形卡板与U形缺口适配卡接形成防护槽组。
4.根据权利要求3所述的一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置，其特征在于：所述U状固定销的内壁形成有适配传感光纤外壁的半圆弧凹陷，半圆弧凹陷的直径刚好等于所述半圆弧凹陷的直径，U状固定销的两端形成有插销固定。
5.根据权利要求4所述的一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置，其特征在于：第一切向检测段和第二切向检测段分别与接头的表面相切，第一切向检测段的母线与第二切向检测段的母线方向互相垂直。
6.根据权利要求5所述的一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置，其特征在于：振动监测主
7.根据权利要求6所述的一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置，其特征在于：预警部件为预警信号灯、蜂鸣器、振动预警结构中的一种或若干种的组合。
8.一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警方法，应用于所述预警装置，包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警方法，其特征在于：在线性回归模型中，定义矩阵R，存放时间t时刻x’临信道的数据；
...【技术特征摘要】
1.一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置，其特征在于：电缆防护结构为电缆防护槽，电缆防护槽的顶部一体成型有u形卡板，电缆防护槽的底部正对所述u形卡板处开设有u形缺口。
3.根据权利要求2所述的一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置，其特征在于：u形卡板与u形缺口相切卡接，多个所述电缆防护槽之间通过u形卡板与u形缺口适配卡接形成防护槽组。
4.根据权利要求3所述的一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置，其特征在于：所述u状固定销的内壁形成有适配传感光纤外壁的半圆弧凹陷，半圆弧凹陷的直径刚好等于所述半圆弧凹陷的直径，u状固定销的两端形成有插销固定。
5.根据权利要求4所述的一种基于时间预测残差的电缆接头故障预警装置，其特征在于：第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：何光华，韩佳一，卞栋，张志坚，赵嘉豪，许博弘，张懿涛，冯尧，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司，
类型：发明
国别省市：
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