【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电缆，尤其涉及一种电缆缺陷预警装置。
技术介绍
1、基于多元参量监测的电缆电气缺陷预警技术因其全面性和准确性而受到广泛关注。当电缆发生电气缺陷时，多种参量如热释粒子、气体成分、环境温湿度等会出现异常变化。这些异常变化可以识别电缆电气缺陷的早期征兆。
2、目前，该技术主要包含以下几种方法：、1传统单一参量监测法：操作简单，但难以全面反映电缆的电气状态，容易造成误判或漏判。特别是在复杂环境下，单一参量的变化可能由多种因素引起，难以准确判断是否为电气缺陷所致。2、多参量融合分析法：提高了预警的准确性，但在实际应用中面临参量选择、权重分配等问题。3、人工智能辅助诊断法：自适应性强、诊断准确率高等优点，但存在模型训练数据需求量大、算法解释性差等问题。同时，在面对新型或罕见缺陷时，其预警能力可能受到限制。4、边缘计算与云端分析结合法：平衡了实时性和分析深度，但在边缘端和云端的任务划分、数据传输安全性等方面仍面临挑战。
3、基于多元参量监测的电缆电气缺陷预警技术虽然在电力系统安全运行中发挥着重要作用，但现有技术仍存在诸多问题，难以满足日益复杂的电力系统对电缆电气缺陷早期预警的要求。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种电缆缺陷预警装置，提升了微区域电缆电气缺陷的预警能力，增强了预警结果的可靠性和可解释性，为电力系统的安全稳定运行提供了有力保障。
2、根据本专利技术的一方面，提供了一种电缆缺陷预警装置，包括：
3、预警装置、中心分
4、预警装置和人机交互显示屏均与中心分析服务器通信连接；
5、预警装置包括监测主机、吸气管网络和多个传感器组；其中，吸气管与电缆相邻设置，每一电缆微区域设置有一个传感器组，每一传感器组包括热释粒子探测器、气体传感器阵列、温度传感器、湿度传感器和局部放电传感器，气体传感器阵列包括多种不同的气体传感器；
6、每一气体传感器用于检测吸气管网络中的一种气体的浓度；热释粒子探测器用于检测电缆绝缘材料释放的粒子的粒子数；温度传感器用于检测电缆附近的温度；湿度传感器用于检测电缆附近的湿度；局部放电传感器用于检测电缆的放电信号；
7、监测主机用于获取每一传感器组测得的气体浓度数据、粒子数数据、温度数据、湿度数据和放电信号数据，并分别对气体浓度数据、粒子数数据、温度数据、湿度数据和放电信号数据进行预处理后发送给中心分析服务器；
8、中心分析服务器包括云端平台，云端平台用于对预处理后的气体浓度数据、预处理后的粒子数数据、预处理后的温度数据、预处理后的湿度数据和预处理后的放电信号数据进行主成分分析，得到气体浓度主成分向量、粒子数主成分向量、温度主成分向量、湿度主成分向量和放电信号主成分向量，根据每一电缆微区域的气体浓度主成分向量、粒子数主成分向量、温度主成分向量、湿度主成分向量、放电信号主成分向量和训练好的缺陷预警模型，确定电缆的缺陷类型和缺陷严重程度；
9、人机交互显示屏用于显示缺陷类型和缺陷严重程度。
10、可选的，监测主机包括边缘计算单元，边缘计算单元用于对气体浓度数据、粒子数数据、温度数据、湿度数据和放电信号数据进行预处理和初步判断；
11、预处理包括数据清洗和特征提取；
12、其中，数据清洗包括去除噪声值和异常值；特征提取包括计算每一数据的统计特征值，统计特征值包括均值、方差和峰值；初步判断包括将每一数据的统计特征值与对应的阈值进行比较，判断数据是否异常；
13、监测主机还用于在初步判断结果异常时，进行预警。
14、可选的，云端平台用于在对预处理后的气体浓度数据、预处理后的粒子数数据、预处理后的温度数据、预处理后的湿度数据和预处理后的放电信号数据中的每一数据进行数据标准化处理，以及分析各个数据之间的相关性；根据相关性确定需要进行主成分分析的数据。
15、可选的，云端平台用于计算各个数据之间的相关系数矩阵，根据各个数据之间的相关系数确定需要进行主成分分析的数据。
16、可选的，主成分分析包括：
17、对标准化处理后的气体浓度数据、标准化处理后的粒子数数据、标准化处理后的温度数据、标准化处理后的湿度数据和标准化处理后的放电信号数据中的每一需要进行主成分分析的数据：计算协方差矩阵，对协方差矩阵进行特征值分解，得到特征值和对应的特征向量，根据特征值的大小选择前m个主成分，根据主成分确定降维后的主成分向量；其中，m为大于或等于2的整数。
18、可选的，缺陷预警模型包括神经网络模型；
19、神经网络模型结构包括输入层、隐藏层和输出层；
20、输入层用于接收主成分向量；
21、隐藏层包括多个隐藏子层，每个隐藏子层包含多个神经元，隐藏子层用于通过激活函数进行非线性变换；
22、输出层用于输出缺陷类型和缺陷严重程度。
23、可选的，中心分析服务器用于利用已有电缆神经网络模型的模型知识，构建缺陷预警模型；并根据电缆的实际缺陷类型、缺陷严重程度以及传感器组测得的数据对缺陷预警模型进行更新。
24、可选的，人机交互显示屏还用于显示整条电缆的缺陷状况总览图、每一微区域的检测数据和异常数据、以及建议措施；
25、其中，总览图包括整条电缆的每一微区域的缺陷类型和缺陷严重程度；检测数据包括气体浓度数据、粒子数数据、温度数据、湿度数据和放电信号数据。
26、可选的，预警装置和人机交互显示屏与中心分析服务器通过4g网络或光纤网络通信连接。
27、可选的，气体传感器阵列包括sf6气体传感器、h2气体传感器、ch4气体传感器和c2h2气体传感器。
28、本专利技术实施例提供的电缆缺陷预警装置，包括：预警装置、中心分析服务器和人机交互显示屏；预警装置和人机交互显示屏均与中心分析服务器通信连接；预警装置包括监测主机、吸气管网络和多个传感器组；其中，吸气管与电缆相邻设置，每一电缆微区域设置有一个传感器组，每一传感器组包括热释粒子探测器、气体传感器阵列、温度传感器、湿度传感器和局部放电传感器，气体传感器阵列包括多种不同的气体传感器；每一气体传感器用于检测吸气管网络中的一种气体的浓度；热释粒子探测器用于检测电缆绝缘材料释放的粒子的粒子数；温度传感器用于检测电缆附近的温度；湿度传感器用于检测电缆附近的湿度；局部放电传感器用于检测电缆的放电信号；监测主机用于获取每一传感器组测得的气体浓度数据、粒子数数据、温度数据、湿度数据和放电信号数据，并分别对气体浓度数据、粒子数数据、温度数据、湿度数据和放电信号数据进行预处理后发送给所述中心分析服务器；中心分析服务器包括云端平台，云端平台用于对预处理后的气体浓度数据、预处理后的粒子数数据、预处理后的温度数据、预处理后的湿度数据和预处理后的放电信号数据进行主成分分析，得到气体浓度主成分向量、粒子数主成分向量、温度主成分向量、湿度主成分向量和放电信号主成分向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电缆缺陷预警装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
10.根据权利要求1所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种电缆缺陷预警装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的电缆缺陷预警装置，其特征在于：
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【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，李窕，许旭哲，张煜，詹并，林臻，杨惠强，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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