一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法与流程

本发明涉及智能传感器，具体涉及一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法。

背景技术：

1、跌落式熔断器广泛应用于偏远及分散区域的配电线路中，当线路发生短路或过载故障时，熔管动作跌落，起到保护隔离作用。由于此类设备安装位置分散且多处于交通不便地区，现有运维方式主要依靠人工沿线路进行周期性巡视，通过肉眼观察熔管是否处于跌落状态来判断是否发生故障并确定故障位置。

2、上述人工巡视方式在故障发生后，通常需要较长时间才能发现跌落状态并抵达现场确认，导致故障定位滞后，停电持续时间延长，影响供电可靠性。同时，人工沿线路巡视工作量大、效率低，在偏远及分散区域尤其明显，难以满足快速发现和定位跌落式熔断器故障的运维需求。

3、因此，现有技术中存在故障发现和定位耗时长、人工巡线工作量大的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法，用于解决

2、第一方面，本发明提供了一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法，包括：

3、s1：获取部署于跌落式熔断器熔管上的三轴加速度传感器采集的实时加速度信号以及角速度传感器采集的实时角速度信号；

4、s2：根据所述实时加速度信号计算熔管相对于竖直面的当前倾角，根据所述实时角速度信号提取跌落过程中的角速度峰值和角速度变化率；

5、s3：以所述当前倾角、所述角速度峰值和所述角速度变化率为输入，调用与所述跌落式熔断器的型号绑定的跌落姿态判别模型，输出熔管跌落置信度；

6、s4：当所述熔管跌落置信度不小于预设置信度阈值时，获取所述熔管从当前倾角变化至水平姿态的实际跌落时长，根据所述实际跌落时长与同型号标准工况下基准跌落时长的偏差，修正所述预设置信度阈值，得到适配当前风速的修正置信度阈值；

7、s5：当所述熔管跌落置信度不小于所述修正置信度阈值时，判定发生跌落故障，触发杆塔上的定位装置获取定位信息，并通过无线通信装置将定位信息和故障时刻发送至远程监控端。

8、第二方面，本发明提供了一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测系统，包括：

9、信号采集模块，用于获取部署于跌落式熔断器熔管上的三轴加速度传感器采集的实时加速度信号以及角速度传感器采集的实时角速度信号；

10、姿态解算模块，用于根据所述实时加速度信号计算熔管相对于竖直面的当前倾角，根据所述实时角速度信号提取跌落过程中的角速度峰值和角速度变化率；

11、模型判别模块，用于以所述当前倾角、所述角速度峰值和所述角速度变化率为输入，调用与所述跌落式熔断器的型号绑定的跌落姿态判别模型，输出熔管跌落置信度；

12、阈值修正模块，用于当所述熔管跌落置信度不小于预设置信度阈值时，获取所述熔管从当前倾角变化至水平姿态的实际跌落时长，根据所述实际跌落时长与同型号标准工况下基准跌落时长的偏差，修正所述预设置信度阈值，得到适配当前风速的修正置信度阈值；

13、故障报警模块，用于当所述熔管跌落置信度不小于所述修正置信度阈值时，判定发生跌落故障，触发杆塔上的定位装置获取定位信息，并通过无线通信装置将定位信息和故障时刻发送至远程监控端。

14、本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

15、本发明的技术方案首先获取部署于跌落式熔断器熔管上的三轴加速度传感器采集的实时加速度信号以及角速度传感器采集的实时角速度信号，为后续滤波、姿态计算和跌落特征提取提供时间同步、方向明确的原始数据，保证检测过程具备可靠的数据来源。

16、进一步地，根据实时加速度信号计算熔管相对于竖直面的当前倾角，并根据实时角速度信号提取跌落过程中的角速度峰值和角速度变化率，同时反映熔管的空间姿态和跌落动态特征，为跌落判别提供基础输入量。

17、进一步地，以当前倾角、角速度峰值和角速度变化率为输入，调用与跌落式熔断器型号绑定的跌落姿态判别模型，输出熔管跌落置信度，将多维特征转化为统一的跌落概率指标，提高跌落判别的准确性。

18、进一步地，在熔管跌落置信度达到预设置信度阈值时，根据实际跌落时长与同型号标准工况下基准跌落时长的偏差修正预设置信度阈值，得到适配当前风速的修正置信度阈值，使后续判断能够适应不同风速条件。

19、最后，在熔管跌落置信度达到修正置信度阈值时判定发生跌落故障，触发杆塔上的定位装置获取定位信息，并通过无线通信装置将定位信息和故障时刻发送至远程监控端，完成故障自动确认和位置、时间信息的远程上报。

20、综上所述，本发明的技术方案通过惯性传感器获取熔管实时加速度和角速度信号，计算当前倾角和跌落角速度特征，利用型号绑定的跌落姿态判别模型输出熔管跌落置信度，并结合风速适配的阈值修正和撞击检测确认跌落故障，最终自动获取并发送故障位置和故障时刻，实现对跌落式熔断器跌落故障的准确判别、定位和远程告警。

1.一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法，其特征在于，步骤s1包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法，其特征在于，步骤s1.3包括：

4.根据权利要求2所述的一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法，其特征在于，根据前一时刻倾角将滤波后角速度信号转换至空间固定坐标系包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法，其特征在于，步骤s2包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法，其特征在于，所述跌落姿态判别模型的构建步骤包括：

7.根据权利要求1所述的一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法，其特征在于，步骤s4包括：

8.根据权利要求1所述的一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法，其特征在于，步骤s5包括：

9.根据权利要求8所述的一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法，其特征在于，所述撞击检测时长根据采样间隔和连续多个采样时刻的数量确定，所述撞击加速度阈值根据同型号熔断器在标准工况下正常跌落时竖直方向加速度分量的最小幅值确定，所述定位装置在被触发后接收卫星信号进行定位，并将定位获得的位置坐标信息保持至所述无线通信装置完成发送，所述无线通信装置在被触发后将所述定位信息和所述故障时刻按预定通信协议编码后发送至远程监控端，并在收到远程监控端返回的确认信号后停止发送，否则重复发送直至达到最大发送次数后进入休眠状态，所述最大发送次数根据杆塔与远程监控端之间的无线通信信号强度和误码率统计确定。

10.一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测系统，其特征在于，用于执行权利要求1至9任意一项所述的一种基于智能传感器的跌落式熔断器状态远程监测方法，包括：