一种熔断器智能监测方法及系统与流程

本发明涉及智能配电网监测，尤其涉及一种熔断器智能监测方法及系统。

背景技术：

1、跌落式熔断器作为中压配电网核心保护开关，其户外触头长期受环境侵蚀易产生异常接触电阻发热。目前业内普遍采用微型电流互感器取电监测，当线路突发恶性短路产生暂态高压浪涌时，现有装置通常即刻导通硬件旁路开关将互感器二次侧物理短接，以防止弱电元器件被击穿。然而，该常规设计存在致命缺陷：在短路爆发瞬间，旁路短接会导致主控电路瞬时失电退出工作，进而造成故障前夕触头表面的极值热态劣化数据这一致灾物证永久遗失。具体而言，若执行旁路，缓存栈中的测温变量随电容放电被擦除；若维持供电锁存数据，高压尖峰会在微秒内气化主控芯片。现有技术始终无法在浪涌下保全硬件与留存致灾物证之间取得自洽。

技术实现思路

1、为了弥补以上不足，本发明提供了一种熔断器智能监测方法及系统，旨在改善传统的熔断器监测装置大多采用直接旁路泄放，由于系统瞬间失电，从而造成故障爆发时的极值热态物证永久遗失的问题。

2、第一方面，本发明提供了如下技术方案，一种熔断器智能监测方法，包括以下步骤：

3、s1、边缘计算模块在常态运行期间，通过三轴倾角传感器获取熔断器本体载熔件的微扰动倾角序列，并通过采样回路采集ct取电单元二次侧储能电容的暂态电压序列；

4、s2、基于所述微扰动倾角序列提取相空间特征，生成机械刚度指数，并根据所述机械刚度指数输出疲劳预警信息；

5、s3、基于所述暂态电压序列进行差分运算，获取电压突变因子，并持续比对所述电压突变因子与突变阈值；

6、s4、当所述电压突变因子达到所述突变阈值时，停止侦听任务，基于所述暂态电压序列及热击穿临界值进行边界寻优，获取极限闪光时间窗；

7、s5、基于所述极限闪光时间窗控制开关闭合，将所述储能电容的浪涌能量注入led光源，驱动所述led光源照射敷设于触头表面的热色塑料层，获取探测模块接收所述热色塑料层反射的红色及蓝色反射电压；

8、s6、将所述电压突变因子引入补偿模型中，对所述红色及蓝色反射电压进行修正，解算得到颜色转移指数，将所述颜色转移指数写入非易失性存储器锁存，并向旁路开关输出导通信号短接所述ct取电单元二次侧。

9、通过采用上述技术方案，暂态能量劫持驱动led光源并引入因子修正光谱，进而在物理短接前掉电锁存真实极值热态数据，从而改善了传统的熔断器监测装置大多采用直接旁路泄放，由于系统瞬间失电，从而造成故障爆发时的极值热态物证永久遗失的问题。

10、第二方面，本发明提供以下技术方案，一种熔断器智能监测系统，包括以下模块：

11、熔断器本体，所述熔断器本体包含触头与载熔件，所述触头表面敷设有热色塑料层；

12、三轴倾角传感器，所述三轴倾角传感器固设于所述载熔件上，用以获取所述载熔件的微扰动倾角序列；

13、采样回路，所述采样回路与储能电容连接，用以采集所述储能电容的暂态电压序列；

14、ct取电单元，所述ct取电单元二次侧并联有所述储能电容，所述储能电容的正极分别通过第一支路串联控制开关连接led光源的正极、通过第二支路连接旁路开关的漏极，所述旁路开关的源极接地；

15、探测模块，所述探测模块对准所述热色塑料层，用以接收所述热色塑料层反射的红色及蓝色反射电压；

16、非易失性存储器，与边缘计算模块信号连接，用以锁存颜色转移指数；

17、所述边缘计算模块，所述边缘计算模块分别与所述三轴倾角传感器、所述采样回路、所述控制开关、所述探测模块、所述非易失性存储器以及所述旁路开关电气连接，所述边缘计算模块内部包含：

18、背景侦听单元，用以在常态运行期间通过所述三轴倾角传感器调度所述微扰动倾角序列，并同步通过所述采样回路循环输送所述暂态电压序列；

19、机械预警单元，用以基于所述微扰动倾角序列提取相空间特征，生成机械刚度指数，并根据所述机械刚度指数输出疲劳预警信息；

20、暂态差分单元，用以基于所述暂态电压序列进行差分运算获取电压突变因子，并持续比对所述电压突变因子与突变阈值；

21、边界寻优单元，用以在所述电压突变因子达到所述突变阈值时停止侦听任务，并基于所述暂态电压序列及热击穿临界值进行寻优解算，获取极限闪光时间窗；

22、能量劫持驱动单元，用以基于所述极限闪光时间窗控制所述控制开关闭合，将所述储能电容的浪涌能量注入所述led光源以发射穿透闪光照射所述热色塑料层，并同步读取由所述探测模块采集的所述红色及蓝色反射电压；

23、自愈锁存单元，用以将所述电压突变因子引入补偿模型中对所述红色及蓝色反射电压进行修正以解算得到所述颜色转移指数，将所述颜色转移指数写入所述非易失性存储器锁存，并向所述旁路开关输出导通信号以物理短接所述ct取电单元二次侧。

24、本发明具有如下有益效果：

25、1、本发明中，通过暂态能量劫持驱动led光源并引入因子修正光谱，进而在物理短接前掉电锁存真实极值热态数据，从而改善了传统的熔断器监测装置大多采用直接旁路泄放，由于系统瞬间失电，从而造成故障爆发时的极值热态物证永久遗失的问题。

26、2、本发明中，通过基于微扰动倾角序列提取相空间特征生成机械刚度指数，进而剥离杆体随风摆动的共模位移干扰，从而改善了传统的熔断器大多采用绝对摆角判别法，由于无法区分风力增大与转轴松脱，从而造成大风天气下预警频繁误报的问题。

27、3、本发明中，通过基于暂态电压序列进行差分运算获取突变因子并触发边界寻优，进而在电容冲破击穿红线前截获能量陡变斜率，从而改善了传统的监测板大多采用静态过压门限，由于硬件采样存在时延，从而造成浪涌初段核心电路被瞬间烧毁的问题。

28、4、本发明中，通过激发led光源照射热色塑料层并引入突变因子修正反射电压，进而消除强电场引发的光谱漂移，从而改善了传统的测温装置大多采用低光强探测，由于微弱光束易被污秽层遮挡，从而造成高污染环境下温升数据失真的问题。

1.一种熔断器智能监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种熔断器智能监测方法，其特征在于，在s1中，所述边缘计算模块在常态运行期间，通过三轴倾角传感器获取熔断器本体载熔件的微扰动倾角序列，并通过采样回路采集ct取电单元二次侧储能电容的暂态电压序列包括：

3.根据权利要求1所述的一种熔断器智能监测方法，其特征在于，在s2中，所述基于所述微扰动倾角序列提取相空间特征，生成机械刚度指数包括：

4.根据权利要求1所述的一种熔断器智能监测方法，其特征在于，在s2中，所述根据所述机械刚度指数输出疲劳预警信息包括：

5.根据权利要求1所述的一种熔断器智能监测方法，其特征在于，在s3中，所述基于所述暂态电压序列进行差分运算，获取电压突变因子包括：

6.根据权利要求1所述的一种熔断器智能监测方法，其特征在于，在s4中，所述基于所述暂态电压序列及热击穿临界值进行边界寻优，获取极限闪光时间窗包括：

7.根据权利要求1所述的一种熔断器智能监测方法，其特征在于，在s5中，所述基于所述极限闪光时间窗控制开关闭合，将所述储能电容的浪涌能量注入led光源，驱动所述led光源照射敷设于触头表面的热色塑料层包括：

8.根据权利要求1所述的一种熔断器智能监测方法，其特征在于，在s6中，所述将所述电压突变因子引入补偿模型中，对所述红色及蓝色反射电压进行修正，解算得到颜色转移指数包括：

9.根据权利要求1所述的一种熔断器智能监测方法，其特征在于，在s6中，所述将所述颜色转移指数写入非易失性存储器锁存，并向旁路开关输出导通信号短接所述ct取电单元二次侧包括：

10.一种熔断器智能监测系统，其特征在于，用于权利要求1-9任一项所述的一种熔断器智能监测方法，包括以下模块：